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KR102175729B1 - 광학 필름 - Google Patents

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KR102175729B1
KR102175729B1 KR1020140100961A KR20140100961A KR102175729B1 KR 102175729 B1 KR102175729 B1 KR 102175729B1 KR 1020140100961 A KR1020140100961 A KR 1020140100961A KR 20140100961 A KR20140100961 A KR 20140100961A KR 102175729 B1 KR102175729 B1 KR 102175729B1
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KR
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layer
retardation
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optical film
film
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KR1020140100961A
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노부유키 하타나카
아키라 요코타
다다히로 고바야시
미츠타카 사세
요시후미 고마츠
Original Assignee
스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 흑색 표시시의 광 누설 억제가 우수한 광학 필름을 제공하는 것이다.
제1 위상차층과 제2 위상차층을 갖는 광학 필름으로서,
제2 위상차층이 하기 식 (3)으로 표시되는 광학 특성을 갖고, 상기 광학 필름이 하기 식 (1), (2) 및 (30)으로 표시되는 광학 특성을 갖는 광학 필름.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
nx≒ny<nz (3)
0.001<|Rth(550)/Re(550)|<0.2 (30)

Description

광학 필름{OPTICAL FILM}
본 발명은 광학 필름에 관한 것이다.
플랫 패널 표시 장치(FPD)에는, 편광판, 위상차판 등의 광학 필름을 포함하는 부재가 사용되고 있다. 이러한 광학 필름으로서는, 중합성 액정을 포함하는 조성물을 기재에 도포함으로써 제조되는 광학 필름이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 역파장 분산성을 나타내는 상기 광학 필름에 대하여 기재되어 있다.
일본 특허 공표 제2010-537955호 공보
그러나, 종래의 광학 필름은, 흑색 표시시의 광 누설을 억제한다는 광학 보상 특성에 있어서 충분하지 않았다.
본 발명은 이하의 발명을 포함한다.
[1] 제1 위상차층과 제2 위상차층을 갖는 광학 필름으로서,
제2 위상차층이 하기 식 (3)으로 표시되는 광학 특성을 갖고,
상기 광학 필름이 하기 식 (1), (2) 및 (30)으로 표시되는 광학 특성을 갖는 광학 필름.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
nx≒ny<nz (3)
0.001<|Rth(550)/Re(550)|<0.2 (30)
(식 중, Re(450)은 파장 450nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Re(550)은 파장 550nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Re(650)은 파장 650nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Rth(550)은 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 위상차값을 나타내고, nx는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서의 필름 평면에 대하여 평행한 방향의 주굴절률을 나타내고, ny는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서의 필름 평면에 대하여 평행하며, 상기 주굴절률의 방향에 대하여 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서의 필름 평면에 대하여 수직인 방향의 굴절률을 나타냄)
[2] 상기 [1]에 있어서, 하기 식 (31) 및 (32)로 표시되는 광학 특성을 더 갖는 광학 필름.
0.001<|Rth(450)/Re(450)|<0.2 (31)
0.001<|Rth(650)/Re(650)|<0.2 (32)
(식 중, Rth(450)은 파장 450nm에 있어서의 두께 방향의 위상차값을 나타내고, Rth(650)은 650nm에 있어서의 두께 방향의 위상차값을 나타내고, Re(450) 및 Re(650)은 상기와 동일한 의미를 나타냄)
[3] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, 제1 위상차층이 하기 식 (4)로 표시되는 광학 특성을 갖는 광학 필름.
100<Re(550)<160 (4)
(식 중, Re(550)은 상기와 동일한 의미를 나타냄)
[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 있어서, 제1 위상차층이 하기 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는 광학 필름.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
(식 중, Re(450), Re(550) 및 Re(650)은 상기와 동일한 의미를 나타냄)
[5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 있어서, 제1 위상차층이
하기 식 (4), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층 A와,
하기 식 (5), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층 B를 갖는 광학 필름.
100<Re(550)<160 (4)
200<Re(550)<320 (5)
Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
(식 중, Re(450), Re(550) 및 Re(650)은 상기와 동일한 의미를 나타냄)
[6] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 있어서, 제3 위상차층을 더 갖는 광학 필름으로서,
제3 위상차층이 하기 식 (5)로 표시되는 광학 특성을 갖는 광학 필름.
200<Re(550)<320 (5)
(식 중, Re(550)은 상기와 동일한 의미를 나타냄)
[7] 상기 [6]에 있어서, 제1 위상차층 및 제3 위상차층이 하기 식 (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 광학 필름.
Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
(식 중, Re(450), Re(550) 및 Re(650)은 상기와 동일한 의미를 나타냄)
[8] 상기 [6] 또는 [7]에 있어서, 제3 위상차층이 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 광학 필름.
[9] 상기 [6] 내지 [8] 중 어느 하나에 있어서, 제3 위상차층의 두께가 5㎛ 이하인 광학 필름.
[10] 상기 [6] 내지 [9] 중 어느 하나에 있어서, 제3 위상차층이 배향막 상에 형성되는 광학 필름.
[11] 상기 [1] 내지 [10] 중 어느 하나에 있어서, 제1 위상차층이 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 광학 필름.
[12] 상기 [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 있어서, 제2 위상차층이 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 광학 필름.
[13] 상기 [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 있어서, 제1 위상차층의 두께가 5㎛ 이하인 광학 필름.
[14] 상기 [1] 내지 [13] 중 어느 하나에 있어서, 제2 위상차층의 두께가 5㎛ 이하인 광학 필름.
[15] 상기 [1] 내지 [14] 중 어느 하나에 있어서, 제1 위상차층 및 제2 위상차층의 두께가 각각 5㎛ 이하인 광학 필름.
[16] 상기 [1] 내지 [15] 중 어느 하나에 있어서, 제1 위상차층이 배향막 상에 형성되는 광학 필름.
[17] 상기 [1] 내지 [16] 중 어느 하나에 있어서, 제2 위상차층이 배향막 상에 형성되는 광학 필름.
[18] 상기 [10], [16] 또는 [17]에 있어서, 배향막이 광조사에 의해 배향 규제력을 발생한 배향막인 광학 필름.
[19] 상기 [10], [16] 또는 [17]에 있어서, 배향막이 수직 배향 규제력을 발생하는 배향막인 광학 필름.
[20] 상기 [16] 내지 [19] 중 어느 하나에 있어서, 배향막의 두께가 500nm 이하인 광학 필름.
[21] 상기 [1] 내지 [20] 중 어느 하나에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되고, 제1 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[22] 상기 [1] 내지 [21] 중 어느 하나에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[23] 상기 [5] 내지 [22] 중 어느 하나에 있어서, 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층을 이 순서대로 갖는 광학 필름.
[24] 상기 [20] 내지 [23] 중 어느 하나에 있어서, 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이에 보호층을 갖는 광학 필름.
[25] 상기 [23]에 있어서, 제2 위상차층과 제3 위상차층 사이에 보호층을 갖는 광학 필름.
[26] 상기 [1] 내지 [20] 중 어느 하나에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[27] 상기 [5]에 있어서, 층 A가 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 광학 필름.
[28] 상기 [5]에 있어서, 층 B가 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 광학 필름.
[29] 상기 [5]에 있어서, 층 A의 두께가 5㎛ 이하인 광학 필름.
[30] 상기 [5]에 있어서, 층 B의 두께가 5㎛ 이하인 광학 필름.
[31] 상기 [5]에 있어서, 층 A 및 층 B의 두께가 각각 5㎛ 이하인 광학 필름.
[32] 상기 [5]에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[33] 상기 [5]에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[34] 상기 [5]에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되어 있는 광학 필름.
[35] 상기 [5]에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되어 있는 광학 필름.
[36] 상기 [5]에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[37] 상기 [5]에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[38] 상기 [32] 내지 [37] 중 어느 하나에 있어서, 층 A와 층 B 사이에 보호층을 갖는 광학 필름.
[39] 상기 [6]에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되고, 상기 제1 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[40] 상기 [6]에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되고, 상기 제3 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[41] 상기 [6]에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되고, 상기 제1 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[42] 상기 [6]에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[43] 상기 [6]에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되고, 상기 제3 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[44] 상기 [6]에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
[45] 상기 [1] 내지 [44] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름과 편광판을 구비하는 원편광판.
[46] 상기 [45]에 있어서, 광학 필름과 편광판이 활성 에너지선 경화형 접착제 또는 수계 접착제로 접합되어 있는 원편광판.
[47] 상기 [45] 또는 [46]에 기재된 원편광판을 구비하는 유기 EL 표시 장치.
[48] 상기 [45] 또는 [46]에 기재된 원편광판을 구비하는 터치 패널 표시 장치.
본 발명에 따르면, 흑색 표시시의 광 누설 억제가 우수한 광학 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광학 필름의 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 광학 필름의 단면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 광학 필름을 포함하는 원편광판의 단면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 광학 필름을 포함하는 원편광판의 단면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 광학 필름을 포함하는 유기 EL 표시 장치의 단면 모식도이다.
도 6은 본 발명의 광학 필름을 포함하는 유기 EL 표시 장치의 모식도이다.
본 발명의 광학 필름(이하, 본 광학 필름이라 하는 경우가 있음)은 제1 위상차층과 제2 위상차층을 갖는다. 또한, 제3 위상차층을 가질 수도 있다. 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층은 일정한 광학 특성을 갖는 위상차층이며, 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층은 각각 2 이상의 층을 포함하고 있을 수도 있다.
본 광학 필름은, 하기 식 (1), (2) 및 (30)으로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 본 광학 필름이 이러한 광학 특성을 갖기 위해서는, 제1 위상차층, 제2 위상차층 또는 제3 위상차층이 하기 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖거나, 또는 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층으로부터 선택되는 적어도 2개를 조합함으로써 하기 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 발현할 수 있다.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
0.001<|Rth(550)/Re(550)|<0.2 (30)
본 명세서에 있어서, Re(450)은 파장 450nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Re(550)은 파장 550nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Re(650)은 파장 650nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Rth(550)은 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 위상차값을 나타낸다.
상기 식 (30)에 있어서, Rth(550)/Re(550)의 절댓값이 식 (30)의 범위 내에 있는 경우란, Rth(550)의 값이 제로에 가까워지는 것을 의미한다. Rth(550)이 제로에 가까워진다는 것은, 즉 두께 방향의 위상차값이 작아지는 것을 의미한다. 두께 방향의 위상차값은, 특히 비스듬히 본 경우의 편광 변환에 영향을 미치고, 두께 방향의 위상차값이 클수록 비스듬한 방향에서 보았을 때의 편광 변환의 양이 커진다. 따라서, 두께 방향의 위상차를 작게 함으로써, 비스듬한 방향에서 보았을 때의 편광 변환의 어긋남을 감소시키는 것이 가능해진다. 즉, 식 (4)로 표시되는 광학 특성을 갖는 본 광학 필름은, 비스듬한 방향에서 본 경우의 흑색 표시시의 광 누설을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 광학 필름은, 바람직하게는 하기 식 (31) 및 (32)로 표시되는 광학 특성을 갖는다.
0.001<|Rth(450)/Re(450)|<0.2 (31)
0.001<|Rth(650)/Re(650)|<0.2 (32)
본 명세서에 있어서, Rth(450)은 파장 450nm에 있어서의 두께 방향의 위상차값을 나타내고, Rth(650)은 650nm에 있어서의 두께 방향의 위상차값을 나타낸다. 본 광학 필름이 식 (20) 및 (21)을 만족한다는 것은, 450nm 및 650nm의 파장에 있어서도 두께 방향의 위상차값이 작아지는 것을 의미한다. 식 (30), (31) 및 (32)를 동시에 만족함으로써, 가시광의 파장 전체에서 두께 방향으로 위상차값이 감소되게 되고, 가시광 전체에 있어서 우수한 편광 변환이 가능해진다. 그 결과, 가시광 전체에 있어서 흑색 표시시의 광 누설을 억제할 수 있다.
본 광학 필름의 Rth(550), Re(550), Rth(450), Rth(650), Re(450) 및 Re(650)은, 위상차층의 면내 위상차값 또는 두께 방향의 위상차값을 조정함으로써 제어할 수 있다.
본 광학 필름은 바람직하게는 0.005<|Rth(550)/Re(550)|<0.2를 만족하고, 보다 바람직하게는 0.008<|Rth(550)/Re(550)|<0.15를 만족한다. 또한, 바람직하게는 0.005<|Rth(450)/Re(450)|<0.2를 만족하고, 보다 바람직하게는 0.01<|Rth(450)/Re(450)|<0.15를 만족한다. 또한, 바람직하게는 0.005<|Rth(650)/Re(650)|<0.2를 만족하고, 보다 바람직하게는 0.01<|Rth(650)/Re(650)|<0.15를 만족한다.
[위상차층]
위상차층으로서는, 예를 들어 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 층>
본 발명에 있어서는, 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수평으로 배향된 것을 수평 배향, 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수직으로 배향된 것을 수직 배향으로 정의한다. 광축이란, 중합성 액정의 배향에 의해 형성되는 굴절률 타원체에 있어서, 광축에 직교하는 방향에서 잘라낸 단면이 원이 되는 방향, 즉 3 방향의 굴절률이 모두 동등해지는 방향을 의미한다.
중합성 액정으로서는, 막대 형상의 중합성 액정 및 원반 형상의 중합성 액정을 들 수 있다.
막대 형상의 중합성 액정이 기재에 대하여 수평 배향 또는 수직 배향한 경우에는, 상기 중합성 액정의 광축은 상기 중합성 액정의 장축 방향과 일치한다.
원반 형상의 중합성 액정이 배향된 경우에는, 상기 중합성 액정의 광축은 상기 중합성 액정의 원반면에 대하여 직교하는 방향에 존재한다.
연신 필름의 지상축 방향은 연신 방법에 따라 상이하며, 1축, 2축 또는 비스듬한 연신 등, 그의 연신 방법에 따라 지상축 및 광축이 결정된다.
중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층이 면내 위상차를 발현하기 위해서는, 중합성 액정을 적합한 방향으로 배향시킬 수 있다. 중합성 액정이 막대 형상인 경우에는, 상기 중합성 액정의 광축을 기재 평면에 대하여 수평으로 배향시킴으로써 면내 위상차가 발현하고, 이 경우 광축 방향과 지상축 방향은 일치한다. 중합성 액정이 원반 형상인 경우에는, 상기 중합성 액정의 광축을 기재 평면에 대하여 수평으로 배향시킴으로써 면내 위상차가 발현하고, 이 경우 광축과 지상축은 직교한다. 중합성 액정의 배향 상태는, 배향막과 중합성 액정의 조합에 의해 조정할 수 있다.
위상차층의 면내 위상차값은, 위상차층의 두께에 따라 조정할 수 있다. 면내 위상차값은 하기 식 (10)에 따라 결정되기 때문에, 원하는 면내 위상차값(Re(λ))을 얻기 위해서는 △n(λ)과 막 두께 d를 조정할 수 있다.
Re(λ)=d×△n(λ) (10)
식 중, Re(λ)는 파장 λnm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, d는 막 두께를 나타내고, △n(λ)은 파장 λnm에 있어서의 복굴절률을 나타낸다.
복굴절률 △n(λ)은 면내 위상차값을 측정하여, 위상차층의 두께로 나눔으로써 얻어진다. 구체적인 측정 방법은 실시예에 나타내지만, 이때 유리 기판과 같이 기재 자체에 면내 위상차가 없는 기재 상에 제막한 것을 측정함으로써, 실질적인 위상차층의 특성을 측정할 수 있다.
본 발명에서는, 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 평행하며, 상기 nx의 방향에 대하여 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는, 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 필름 평면에 대하여 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다.
막대 형상의 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수평으로 배향된 경우, 얻어지는 위상차층의 굴절률 관계는 nx>ny≒nz(포지티브 A 플레이트)가 되고, 굴절률 타원체에 있어서의 nx의 방향의 축과 지상축이 일치한다.
또한, 원반 형상의 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수평으로 배향된 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 적합한 방향으로 배향시킬 수 있다. 본 발명에 있어서 두께 방향의 위상차를 발현한다는 것은, 하기 식 (20)에 있어서 Rth(두께 방향의 위상차값)가 음이 되는 특성을 나타내는 것으로 정의한다. Rth는, 면내의 진상축을 경사축으로서 40도 경사지게 하여 측정되는 위상차값(R40)과, 면내의 위상차값(Re)으로부터 산출할 수 있다. 즉, Rth는 Re, R40, d(위상차층의 두께) 및 n0(위상차층의 평균 굴절률)으로부터, 이하의 식 (21) 내지 (23)에 의해 nx, ny 및 nz를 구하고, 이들을 하기 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(400)/n0〕
ny'=ny×nz/〔ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)〕1/2
또한, nx, ny 및 nz는 상술한 정의와 같다.
중합성 액정이 막대 형상인 경우에는, 상기 중합성 액정의 광축을 기재 평면에 대하여 수직으로 배향시킴으로써 두께 방향의 위상차가 발현한다. 중합성 액정이 원반 형상인 경우에는, 상기 중합성 액정의 광축을 기재 평면에 대하여 수평으로 배향시킴으로써 두께 방향의 위상차가 발현한다. 원반 형상의 중합성 액정인 경우에는, 상기 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 평행하기 때문에, Re를 결정하면 두께가 고정되어 일의적으로 Rth가 결정되지만, 막대 형상의 중합성 액정인 경우에는, 상기 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수직이기 때문에, 위상차층의 두께를 조절함으로써 Re를 변화시키지 않고 Rth를 조절할 수 있다.
막대 형상의 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 수직으로 배향된 경우, 얻어지는 위상차층의 굴절률 관계는 nx≒ny<nz(포지티브 C 플레이트)가 되고, 굴절률 타원체에 있어서의 nz의 방향의 축과 지상축 방향이 일치한다.
또한, 원반 형상의 중합성 액정의 광축이 기재 평면에 대하여 평행하게 배향된 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 가지며 액정성을 갖는 화합물이다. 중합성기란, 중합 반응에 관여하는 기를 의미하고, 광중합성기인 것이 바람직하다. 여기서, 광중합성기란, 후술하는 광중합 개시제로부터 발생한 활성 라디칼이나 산 등에 의해 중합 반응에 관여할 수 있는 기를 말한다. 중합성기로서는, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다. 중합성 액정이 갖는 액정성은 서모트로픽성 액정일 수도 리오트로픽 액정일 수도 있고, 서모트로픽 액정을 질서도에 의해 분류하면, 네마틱 액정일 수도 스메틱 액정일 수도 있다.
막대 형상의 중합성 액정으로서는, 예를 들어 하기 식 (A)로 표시되는 화합물(이하, 중합성 액정 (A)라 하는 경우가 있음), 및 하기 식 (X)로 표시되는 기를 포함하는 화합물(이하, 중합성 액정 (B)라 하는 경우가 있음)을 들 수 있다.
Figure 112014074338273-pat00001
[식 (A) 중,
X1은 산소 원자, 황 원자 또는 NR1-을 나타내고, R1은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고,
Y1은 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 6 내지 12의 1가의 방향족 탄화수소기 또는 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 3 내지 12의 1가의 방향족 복소환식기를 나타내고,
Q3 및 Q4는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 20의 1가의 지방족 탄화수소기, 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기, 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 6 내지 20의 1가의 방향족 탄화수소기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, -NR2R3 또는 -SR2를 나타내거나, 또는 Q3과 Q4가 서로 결합하고, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 방향환 또는 방향족 복소환을 형성하고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내고,
D1 및 D2는 각각 독립적으로 단결합, -C(=O)-O-, -C(=S)-O-, -CR4R5-, -CR4R5-CR6R7-, -O-CR4R5-, -CR4R5-O-CR6R7-, -CO-O-CR4R5-, -O-CO-CR4R5-, -CR4R5-O-CO-CR6R7-, -CR4R5-CO-O-CR6R7- 또는 NR4-CR5R6- 또는 CO-NR4-를 나타내고,
R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타내고,
G1 및 G2는 각각 독립적으로 탄소수 5 내지 8의 2가의 지환식 탄화수소기를 나타내고, 상기 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는 산소 원자, 황 원자 또는 NH-로 치환되어 있을 수도 있고, 상기 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틴기는 제3급 질소 원자로 치환되어 있을 수도 있고,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 1가의 유기기를 나타내고, L1 및 L2 중 적어도 1개는 중합성기를 가짐]
중합성 액정 (A)에 있어서의 L1은 하기 식 (A1)로 표시되는 기인 것이 바람직하고, 또한 L2는 하기 식 (A2)로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
P1-F1-(B1-A1)k-E1- (A1)
P2-F2-(B2-A2)l-E2- (A2)
[식 (A1) 및 식 (A2) 중,
B1, B2, E1 및 E2는 각각 독립적으로 -CR4R5-, -CH2-CH2-, -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-O-, -CS-O-, -O-CS-O-, -CO-NR1-, -O-CH2-, -S-CH2- 또는 단결합을 나타내고,
A1 및 A2는 각각 독립적으로 탄소수 5 내지 8의 2가의 지환식 탄화수소기 또는 탄소수 6 내지 18의 2가의 방향족 탄화수소기를 나타내고, 상기 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는 산소 원자, 황 원자 또는 NH-로 치환되어 있을 수도 있고, 상기 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틴기는 제3급 질소 원자로 치환되어 있을 수도 있고,
k 및 l은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수를 나타내고,
F1 및 F2는 탄소수 1 내지 12의 2가의 지방족 탄화수소기를 나타내고,
P1은 중합성기를 나타내고,
P2는 수소 원자 또는 중합성기를 나타내고,
R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 나타냄]
바람직한 중합성 액정 (A)로서는, 일본 특허 공표 제2011-207765호 공보에 기재된 화합물을 들 수 있다.
P11-B11-E11-B12-A11-B13- (X)
[식 (X) 중, P11은 중합성기를 나타내고,
A11은 2가의 지환식 탄화수소기 또는 2가의 방향족 탄화수소기를 나타내고, 상기 2가의 지환식 탄화수소기 및 2가의 방향족 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있을 수도 있고, 상기 탄소수 1 내지 6의 알킬기 및 상기 탄소수 1 내지 6의 알콕시기에 포함되는 수소 원자는 불소 원자로 치환되어 있을 수도 있고,
B11은 -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-NR16-, -NR16-CO-, -CO-, -CS- 또는 단결합을 나타내고, R16은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내고,
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 나타내고,
E11은 탄소수 1 내지 12의 알칸디일기를 나타내고, 상기 알칸디일기에 포함되는 수소 원자는 탄소수 1 내지 5의 알콕시기로 치환되어 있을 수도 있고, 상기 알콕시기에 포함되는 수소 원자는 할로겐 원자로 치환되어 있을 수도 있고, 또한 상기 알칸디일기를 구성하는 -CH2-는 -O- 또는 -CO-로 치환되어 있을 수도 있음]
A11의 방향족 탄화수소기 및 지환식 탄화수소기의 탄소수는 3 내지 18의 범위인 것이 바람직하고, 5 내지 12의 범위인 것이 보다 바람직하고, 5 또는 6인 것이 특히 바람직하다. A11로서는, 시클로헥산-1,4-디일기, 1,4-페닐렌기가 바람직하다.
E11로서는, 직쇄상의 탄소수 1 내지 12의 알칸 디일기가 바람직하다. 상기 알칸디일기를 구성하는 -CH2-는 -O-로 치환되어 있을 수도 있다.
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 내지 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-가 바람직하고, 이 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, 이 중에서도 -O- 또는 -O-C(=O)-O-가 보다 바람직하다.
P11로 표시되는 중합성기로서는, 중합 반응성, 특히 광중합 반응성이 높다는 점에서 라디칼 중합성기 또는 양이온 중합성기가 바람직하고, 취급이 용이할 뿐만 아니라 액정 화합물의 제조 자체도 용이하기 때문에, 중합성기는 하기 식 (P-11) 내지 식 (P-15)로 표시되는 기인 것이 바람직하다.
Figure 112014074338273-pat00002
[식 (P-11) 내지 (P-15) 중,
R17 내지 R21은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 수소 원자를 나타냄]
식 (P-11) 내지 식 (P-15)로 표시되는 기의 구체예로서는, 하기 식 (P-16) 내지 식 (P-20)으로 표시되는 기를 들 수 있다.
Figure 112014074338273-pat00003
P11은, 식 (P-14) 내지 식 (P-20)으로 표시되는 기인 것이 바람직하고, 비닐기, p-스틸벤기, 에폭시기 또는 옥세타닐기가 보다 바람직하다.
P11-B11-로 표시되는 기가 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기인 것이 더욱 바람직하다.
중합성 액정 (B)로서는, 식 (I), 식 (II), 식 (III), 식 (IV), 식 (V) 또는 식 (VI)으로 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 내지 A14는 각각 독립적으로 A11과 동일한 의미이고, B14 내지 B16은 각각 독립적으로 B12와 동일한 의미이고, B17은 B11과 동일한 의미이고, E12는 E11과 동일한 의미이고,
F11은 수소 원자, 탄소수 1 내지 13의 알킬기, 탄소수 1 내지 13의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 트리플루오로메틸기, 디메틸아미노기, 히드록시기, 메틸올기, 포르밀기, 술포기(-SO3H), 카르복시기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시카르보닐기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 상기 알킬기 및 알콕시기를 구성하는 -CH2-는 -O-로 치환되어 있을 수도 있음)
중합성 액정 (B)의 구체예로서는, 문헌 [액정 편람(액정 편람 편집 위원회 편, 마루젠(주) 2000년 10월 30일 발행)의 「3.8.6 네트워크(완전 가교형)」, 「6.5.1 액정 재료 b. 중합성 네마틱 액정 재료」]에 기재된 화합물 중에서 중합성기를 갖는 화합물, 일본 특허 공개 제2010-31223호 공보, 일본 특허 공개 제2010-270108호 공보, 일본 특허 공개 제2011-6360호 공보 및 일본 특허 공개 제2011-207765호 공보에 기재된 중합성 액정을 들 수 있다.
중합성 액정 (B)의 구체예로서는, 하기 식 (I-1) 내지 식 (I-4), 식 (II-1) 내지 식 (II-4), 식 (III-1) 내지 식 (III-26), 식 (IV-1) 내지 식 (IV-26), 식 (V-1) 내지 식 (V-2) 및 식 (VI-1) 내지 식 (VI-6)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 또한, 하기 식 중, k1 및 k2는 각각 독립적으로 2 내지 12의 정수를 나타낸다. 이들 중합성 액정 (B)는, 그의 합성의 용이함 또는 입수의 용이함의 면에서 바람직하다.
Figure 112014074338273-pat00004
Figure 112014074338273-pat00005
Figure 112014074338273-pat00006
Figure 112014074338273-pat00007
Figure 112014074338273-pat00008
Figure 112014074338273-pat00009
Figure 112014074338273-pat00010
Figure 112014074338273-pat00011
Figure 112014074338273-pat00012
원반 형상의 중합성 액정으로서는, 예를 들어 하기 식 (W)로 표시되는 기를 포함하는 화합물(이하, 중합성 액정 (C)라 하는 경우가 있음)을 들 수 있다.
Figure 112014074338273-pat00013
[식 (W) 중, R40은 하기 식 (W-1) 내지 (W-5)를 나타냄]
Figure 112014074338273-pat00014
X40 및 Z40은 탄소수 1 내지 12의 알칸디일기를 나타내고, 상기 알칸디일기에 포함되는 수소 원자는 탄소수 1 내지 5의 알콕시기로 치환되어 있을 수도 있고, 상기 알콕시기에 포함되는 수소 원자는 할로겐 원자로 치환되어 있을 수도 있다. 또한, 상기 알칸디일기를 구성하는 -CH2-는 -O- 또는 -CO-로 치환되어 있을 수도 있다.
중합성 액정 (C)의 구체예로서는, 문헌 [액정 편람(액정 편람 편집 위원회 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 (평)7-258170호 공보, 일본 특허 공개 (평)7-30637호 공보, 일본 특허 공개 (평)7-309807호 공보, 일본 특허 공개 (평)8-231470호 공보에 기재된 중합성 액정을 들 수 있다.
하기 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는 위상차층은, 특정한 구조를 갖는 중합성 액정을 중합시킨 경우, 특정한 구조를 갖는 고분자 필름을 연신한 경우, 또는 하기 식 (4), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층과, 하기 식 (5), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층을 특정한 지상축 관계로 조합함으로써 얻어진다.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
100<Re(550)<160 (4)
200<Re(550)<320 (5)
Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
위상차층이 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 가짐으로써, 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는 본 광학 필름을 얻을 수 있다. 본 광학 필름이 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 가지면, 가시광 영역에 있어서의 각 파장의 광에 대하여 균일한 편광 변환의 특성이 얻어지고, 유기 EL 표시 장치 등의 표시 장치의 흑색 표시시의 광 누설을 억제할 수 있다.
상기 특정한 구조를 갖는 중합성 액정으로서는, 예를 들어 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 위상차층이 얻어지고, 또한 상기 식 (10)에 따라 막 두께를 조절함으로써, 예를 들어 식 (4)로 표시되는 광학 특성 등의 원하는 면내 위상차값을 갖는 위상차층을 얻을 수 있다.
100<Re(550)<160 (4)
식 (4), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층과, 식 (5), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층을 특정한 지상축 관계로 조합하는 방법으로서는, 주지된 방법을 들 수 있다.
예를 들어, 일본 특허 공개 (평)10-68816호 공보 및 일본 특허 공개 (평)10-90521호 공보에는, 이방성을 갖는 2매의 중합체 필름을 적층함으로써 얻어지는 위상차 필름이 개시되어 있다. 또한, 예를 들어 일본 특허 공개 제2001-4837호 공보, 일본 특허 공개 제2001-21720호 공보 및 일본 특허 공개 제2000-206331호 공보에는, 액정 화합물을 포함하는 위상차층을 적어도 2층 갖는 위상차 필름이 개시되어 있다. 또한, 해당 2개의 위상차층 중 1개를 중합체 필름으로 하고, 1개를 액정 화합물을 포함하는 위상차층으로 할 수도 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)로 표시되는 광학 특성을 갖는다.
<연신 필름>
연신 필름은 통상 기재를 연신함으로써 얻어진다. 기재를 연신하는 방법으로서는, 예를 들어 기재가 롤에 권취되어 있는 롤(권취체)을 준비하고, 이러한 권취체로부터 기재를 연속적으로 권출하여, 권출된 기재를 가열로로 반송한다. 가열로의 설정 온도는 기재의 유리 전이 온도 근방(℃)∼[유리 전이 온도+100](℃)의 범위, 바람직하게는 유리 전이 온도 근방(℃)∼[유리 전이 온도+50](℃)의 범위로 한다. 해당 가열로에 있어서는, 기재의 진행 방향으로 또는 진행 방향과 직교하는 방향으로 연신할 때에, 반송 방향이나 장력을 조정하여 임의의 각도로 경사시켜 1축 또는 2축의 열 연신 처리를 행한다. 연신의 배율은 통상 1.1 내지 6배이고, 바람직하게는 1.1 내지 3.5배이다.
또한, 비스듬한 방향으로 연신하는 방법으로서는, 연속적으로 배향축을 원하는 각도로 경사지게 할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 공지된 연신 방법을 채용할 수 있다. 이러한 연신 방법은, 예를 들어 일본 특허 공개 (소)50-83482호 공보나 일본 특허 공개 (평)2-113920호 공보에 기재된 방법을 들 수 있다. 연신함으로써 필름에 위상차성을 부여하는 경우, 연신 후의 두께는 연신 전의 두께나 연신 배율에 따라 결정된다.
두께 방향의 위상차를 갖는 연신 필름으로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2008-129465호 공보에 기재된 nx<ny<nz의 굴절률 관계를 갖는 연신 필름이나, 공지된 다층 압출 필름을 들 수 있다. nx<ny<nz의 굴절률 관계를 갖는 필름이어도 상대적으로 nz가 커지기 때문에, nx≒ny<nz와 동등한 효과를 얻을 수 있다.
연신 필름의 면내 위상차값 및 두께 방향의 위상차값은, 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층과 마찬가지로 △n(λ) 및 막 두께 d에 의해 조정할 수 있다.
상기 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는, 특정한 구조를 갖는 고분자 필름을 연신한 연신 필름으로서는, 예를 들어 폴리카르보네이트계 수지를 포함하는 시판되어 있는 연신 필름을 들 수 있으며, 구체적으로는 「퓨어에스(등록 상표) WR」(데이진 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
상기 기재는 통상 투명 기재이다. 투명 기재란 광, 특히 가시광을 투과할 수 있는 투명성을 갖는 기재를 의미하며, 투명성이란 파장 380 내지 780nm에 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 중합체 등의 환상 올레핀계 수지; 폴리비닐알코올; 폴리에틸렌테레프탈레이트; 폴리메타크릴산에스테르; 폴리아크릴산에스테르; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르; 폴리에틸렌나프탈레이트; 폴리카르보네이트; 폴리술폰; 폴리에테르술폰; 폴리에테르케톤; 폴리페닐렌술피드 및 폴리페닐렌옥시드를 들 수 있다. 입수의 용이함이나 투명성의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴산에스테르, 셀룰로오스에스테르, 환상 올레핀계 수지 또는 폴리카르보네이트가 바람직하다.
셀룰로오스에스테르는, 셀룰로오스에 포함되는 수산기의 일부 또는 전부가 에스테르화된 것이며, 시장으로부터 용이하게 입수할 수 있다. 또한, 셀룰로오스에스테르 기재도 시장으로부터 용이하게 입수할 수 있다. 시판되어 있는 셀룰로오스에스테르 기재로서는, 예를 들어 "후지탁(등록 상표) 필름"(후지 샤신 필름(주)); "KC8UX2M", "KC8UY" 및 "KC4UY"(코니카 미놀타 옵토(주)) 등을 들 수 있다.
폴리메타크릴산에스테르 및 폴리아크릴산에스테르(이하, 폴리메타크릴산에스테르 및 폴리아크릴산에스테르를 통합하여 (메트)아크릴계 수지라 하는 경우가 있음)는, 시장으로부터 용이하게 입수할 수 있다.
(메트)아크릴계 수지로서는, 예를 들어 메타크릴산알킬에스테르 또는 아크릴산알킬에스테르의 단독 중합체나, 메타크릴산알킬에스테르와 아크릴산알킬에스테르의 공중합체 등을 들 수 있다. 메타크릴산알킬에스테르로서 구체적으로는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트 등을, 아크릴산알킬에스테르로서 구체적으로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트 등을 각각 들 수 있다. 이러한 (메트)아크릴계 수지에는, 범용의 (메트)아크릴계 수지로서 시판되어 있는 것을 사용할 수 있다. (메트)아크릴계 수지로서, 내충격 (메트)아크릴 수지라 불리는 것을 사용할 수도 있다.
기계적 강도를 한층 더 향상시키기 위해 (메트)아크릴계 수지에 고무 입자를 함유시키는 것도 바람직하다. 고무 입자는 아크릴계인 것이 바람직하다. 여기서 아크릴계 고무 입자란, 부틸아크릴레이트나 2-에틸헥실아크릴레이트와 같은 아크릴산알킬에스테르를 주성분으로 하는 아크릴계 단량체를 다관능 단량체의 존재하에 중합시켜 얻어지는 고무 탄성을 갖는 입자이다. 아크릴계 고무 입자는, 이러한 고무 탄성을 갖는 입자가 단층으로 형성된 것일 수도 있고, 고무 탄성층을 적어도 1층 갖는 다층 구조체일 수도 있다. 다층 구조의 아크릴계 고무 입자로서는, 상기와 같은 고무 탄성을 갖는 입자를 핵으로 하고, 그의 주위를 경질의 메타크릴산알킬에스테르계 중합체로 덮은 것, 경질의 메타크릴산알킬에스테르계 중합체를 핵으로 하고, 그의 주위를 상기와 같은 고무 탄성을 갖는 아크릴계 중합체로 덮은 것, 또한 경질의 핵의 주위를 고무 탄성의 아크릴계 중합체로 덮고, 또한 그의 주위를 경질의 메타크릴산알킬에스테르계 중합체로 덮은 것 등을 들 수 있다. 탄성층에서 형성되는 고무 입자는, 그의 평균 직경이 통상 50 내지 400nm 정도의 범위에 있다.
(메트)아크릴계 수지에 있어서의 고무 입자의 함유량은, (메트)아크릴계 수지 100질량부당 통상 5 내지 50질량부 정도이다. (메트)아크릴계 수지 및 아크릴계 고무 입자는 이들을 혼합한 상태로 시판되어 있기 때문에, 그 시판품을 사용할 수 있다. 아크릴계 고무 입자가 배합된 (메트)아크릴계 수지의 시판품의 예로서, 스미또모 가가꾸(주)로부터 판매되고 있는 "HT55X"나 "테크놀로이 S001" 등을 들 수 있다. "테크놀로이 S001"은, 필름의 형태로 판매되고 있다.
환상 올레핀계 수지는 시장으로부터 용이하게 입수할 수 있다. 시판되어 있는 환상 올레핀계 수지로서는 "토파스(Topas)"(등록 상표)[티코나(Ticona)사(독일)], "아톤"(등록 상표)[JSR(주)], "제오노아(ZEONOR)"(등록 상표)[닛본 제온(주)], "제오넥스(ZEONEX)"(등록 상표)[닛본 제온(주)] 및 "아펠"(등록 상표)[미쯔이 가가꾸(주)]을 들 수 있다. 이러한 환상 올레핀계 수지를, 예를 들어 용제 캐스트법, 용융 압출법 등의 공지된 수단에 의해 제막하여 기재로 할 수 있다. 또한, 시판되어 있는 환상 올레핀계 수지 기재를 사용할 수도 있다. 시판되어 있는 환상 올레핀계 수지 기재로서는, "에스시나"(등록 상표)[세끼스이 가가꾸 고교(주)], "SCA40"(등록 상표)[세끼스이 가가꾸 고교(주)], "제오노아 필름"(등록 상표)[옵테스(주)] 및 "아톤 필름"(등록 상표)[JSR(주)]을 들 수 있다.
환상 올레핀계 수지가 환상 올레핀과 쇄상 올레핀이나 비닐기를 갖는 방향족 화합물의 공중합체인 경우, 환상 올레핀에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 공중합체의 전체 구조 단위에 대하여 통상 50몰％ 이하, 바람직하게는 15 내지 50몰％의 범위이다. 쇄상 올레핀으로서는 에틸렌 및 프로필렌을 들 수 있고, 비닐기를 갖는 방향족 화합물로서는 스티렌, α-메틸스티렌 및 알킬 치환 스티렌을 들 수 있다. 환상 올레핀계 수지가 환상 올레핀과, 쇄상 올레핀과, 비닐기를 갖는 방향족 화합물의 3원 공중합체인 경우, 쇄상 올레핀에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 공중합체의 전체 구조 단위에 대하여 통상 5 내지 80몰％이고, 비닐기를 갖는 방향족 화합물에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 공중합체의 전체 구조 단위에 대하여 통상 5 내지 80몰％이다. 이러한 3원 공중합체는, 그의 제조에 있어서 고가인 환상 올레핀의 사용량을 비교적 적게 할 수 있다는 이점이 있다.
[제1 위상차층]
제1 위상차층은 바람직하게는 하기 식 (4)로 표시되는 광학 특성을 갖고, 보다 바람직하게는 하기 식 (4-1)로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 면내 위상차값 Re(550)은, 상기 위상차층의 면내 위상차값의 조정 방법과 동일한 방법으로 조정할 수 있다.
100<Re(550)<160 (4)
130<Re(550)<150 (4-1)
또한, 제1 위상차층은, 바람직하게는 하기 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 이러한 광학 특성은, 상기 위상차층과 동일한 방법으로 얻을 수 있다.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
또한, 제1 위상차층은, 바람직하게는 하기 식 (4), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층 A와, 하기 식 (5), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층 B를 갖는다. 이러한 광학 특성은, 상기 위상차층과 동일한 방법으로 얻을 수 있다.
100<Re(550)<160 (4)
200<Re(550)<320 (5)
Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
층 A는 바람직하게는 하기 식 (4-1)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층이며, 층 B는 바람직하게는 하기 식 (5-1)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층이다.
130<Re(550)<150 (4-1)
265<Re(550)<285 (5-1)
또한, 본 발명의 광학 필름이 제3 위상차층을 갖는 경우, 제1 위상차층은 바람직하게는 하기 식 (6) 및 식 (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, 바람직하게는 1개 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층이다. 제1 위상차층이 1개의 위상차층을 포함하고, 식 (1) 및 식 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는 경우, 이러한 위상차층은 중합성 액정 (A)를 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 것이 바람직하다. 제1 위상차층이 식 (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 경우, 이러한 위상차층은 중합성 액정 (B)를 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 것이 바람직하다.
층 A는, 바람직하게는 중합성 액정 (B)를 중합시킴으로써 형성되는 코팅층이다. 층 B는, 바람직하게는 중합성 액정 (C)를 중합시킴으로써 형성되는 코팅층이다.
제1 위상차층이 연신 필름인 경우 그의 두께는 통상 300㎛ 이하이고, 바람직하게는 5㎛ 이상 100㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상 50㎛ 이하이다. 제1 위상차층이 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층인 경우, 그의 두께는 통상 20㎛ 이하이고, 바람직하게는 5㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하이다. 제1 위상차층의 두께는, 간섭 막 두께계, 레이저 현미경 또는 촉침식 막 두께계에 의한 측정에 의해 구할 수 있다.
층 A가 연신 필름인 경우 그의 두께는 통상 150㎛ 이하이고, 바람직하게는 5㎛ 이상 100㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상 50㎛ 이하이다. 층 A가 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층인 경우, 그의 두께는 통상 10㎛ 이하이고, 바람직하게는 5㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하이다. 층 A의 두께는 제1 위상차층과 동일한 방법에 의해 구할 수 있다.
층 B가 연신 필름인 경우, 그의 두께는 통상 150㎛ 이하이고, 바람직하게는 5㎛ 이상 100㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상 50㎛ 이하이다. 층 B가 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층인 경우 그의 두께는 통상 20㎛ 이하이고, 바람직하게는 10㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이상 5㎛ 이하이다. 층 B의 두께는 제1 위상차층과 동일한 방법에 의해 구할 수 있다.
[제2 위상차층]
제2 위상차층은, 하기 식 (3)으로 표시되는 광학 특성을 갖는다.
nx≒ny<nz (3)
제2 위상차층의 면내 위상차값 Re(550)은 통상 0 내지 10nm의 범위이며, 바람직하게는 0 내지 5nm의 범위이다. 두께 방향의 위상차값 Rth는 통상 -10 내지 -300nm의 범위이고, 바람직하게는 -20 내지 -200nm의 범위이다. 이러한 면내 위상차값 Re(550) 및 두께 방향의 위상차값 Rth는, 상기 위상차층과 동일한 방법으로 조정할 수 있다.
제2 위상차층은, 바람직하게는 1 이상의 중합성 액정을 중합함으로써 형성되는 코팅층이다. 보다 바람직하게는 중합성 액정 (B)를 중합함으로써 형성되는 코팅층이다.
제2 위상차층이 연신 필름인 경우, 그의 두께는 통상 300㎛ 이하이고, 바람직하게는 5㎛ 이상 100㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상 50㎛ 이하이다. 제2 위상차층이 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층인 경우, 그의 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㎛ 이하인 것이 바람직하다.
[제3 위상차층]
제3 위상차층은 하기 식 (5)로 표시되는 광학 특성을 갖고, 바람직하게는 하기 식 (5-1)로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 면내 위상차값 Re(550)은, 상기 위상차층의 면내 위상차값의 조정 방법과 동일한 방법으로 조정할 수 있다.
200<Re(550)<320 (5)
265<Re(550)<285 (5-1)
또한, 제3 위상차층은, 바람직하게는 하기 식 (6) 및 식 (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)
제3 위상차층은, 바람직하게는 1 이상의 중합성 액정을 중합함으로써 형성되는 코팅층이다. 보다 바람직하게는 중합성 액정 (B) 또는 (C)를 중합함으로써 형성되는 코팅층이다.
제3 위상차층이 연신 필름인 경우, 그의 두께는 통상 300㎛ 이하이고, 바람직하게는 5㎛ 이상 100㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상 50㎛ 이하이다. 제3 위상차층이 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층인 경우, 그의 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>
본 발명의 광학 필름은 바람직하게는 기재를 갖는다. 기재로서는 상기한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
배향막, 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층이 형성되는 측의 기재의 면에는, 배향막 또는 위상차층을 형성하기 전에 표면 처리를 실시할 수도 있다. 표면 처리의 방법으로서는, 진공하 또는 대기압하, 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 단량체나 반응성을 갖는 중합체를 기재 표면에 부착시킨 후, 방사선, 플라즈마 또는 자외선을 조사하여 반응시키는 그래프트 중합법 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 진공하나 대기압하에서 기재 표면을 코로나 또는 플라즈마 처리하는 방법이 바람직하다.
코로나 또는 플라즈마로 기재의 표면 처리를 행하는 방법으로서는,
대기압 근방의 압력하에서 대향한 전극간에 기재를 설치하고, 코로나 또는 플라즈마를 발생시켜 기재의 표면 처리를 행하는 방법,
대향한 전극간에 가스를 흘리고, 전극간에서 가스를 플라즈마화하고, 플라즈마화한 가스를 기재에 분사하는 방법 및
저압 조건하에서 글로우 방전 플라즈마를 발생시켜, 기재의 표면 처리를 행하는 방법을 들 수 있다.
이 중에서도, 대기압 근방의 압력하에서 대향한 전극간에 기재를 설치하고, 코로나 또는 플라즈마를 발생시켜 기재의 표면 처리를 행하는 방법, 또는 대향한 전극간에 가스를 흘리고, 전극간에서 가스를 플라즈마화하고, 플라즈마화한 가스를 기재에 분사하는 방법이 바람직하다. 이러한 코로나 또는 플라즈마에 의한 표면 처리는, 통상 시판되어 있는 표면 처리 장치에 의해 행해진다.
기재는, 위상차가 작은 기재가 바람직하다. 위상차가 작은 기재로서는, 제로태크(등록 상표)(코니카 미놀타 옵토(주)), Z 태크(후지 필름(주)) 등의 위상차를 갖지 않는 셀룰로오스에스테르 필름을 들 수 있다. 또한, 미연신된 환상 올레핀계 수지 기재도 바람직하다.
또한, 배향막, 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층이 형성되어 있지 않은 기재의 면에는, 하드 코팅 처리, 대전 방지 처리 등이 이루어질 수도 있다. 또한, 성능에 영향을 미치지 않는 범위에서, 자외선 흡수제 등의 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다.
기재의 두께는 지나치게 얇으면 강도가 저하되고, 가공성이 떨어지는 경향이 있기 때문에, 통상 5 내지 300㎛이고, 바람직하게는 10 내지 200㎛이다.
<중합성 액정 조성물>
중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 층(위상차층)은, 통상 1 이상의 중합성 액정을 함유하는 조성물(이하, 중합성 액정 조성물이라 하는 경우가 있음)을 기재, 배향막, 보호층 또는 위상차층 상에 도포하고, 얻어진 도막 중의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성된다.
중합성 액정 조성물은 통상 용제를 포함하고, 용제로서는 중합성 액정을 용해할 수 있는 용제이며, 중합성 액정의 중합 반응에 불활성인 용제가 보다 바람직하다.
구체적인 용제로서는 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 페놀 등의 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 염소화 탄화수소 용제를 들 수 있다. 이들 다른 용제는 단독으로 사용할 수도 있고, 조합할 수도 있다.
중합성 액정 조성물에 있어서의 용제의 함유량은 통상 고형분 100질량부에 대하여 10질량부 내지 10000질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50질량부 내지 5000질량부이다. 고형분이란, 중합성 액정 조성물로부터 용제를 제거한 성분의 합계를 의미한다.
중합성 액정 조성물의 도포는, 통상 스핀 코팅법, 익스트루전법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 슬릿 코팅법, 바 코팅법, 어플리케이터법 등의 도포법이나, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지된 방법에 의해 행해진다. 도포 후, 통상, 얻어진 도포막 중에 포함되는 중합성 액정이 중합되지 않는 조건으로 용제를 제거함으로써, 건조 피막이 형성된다. 건조 방법으로서는 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조 및 감압 건조법을 들 수 있다.
<배향막>
본 발명에 있어서의 배향막이란, 중합성 액정을 원하는 방향으로 액정 배향시키는 배향 규제력을 갖는 것이다.
배향막으로서는, 중합성 액정 조성물의 도포 등에 의해 용해되지 않는 용제 내성을 갖고, 또한 용제의 제거나 중합성 액정의 배향을 위한 가열 처리에 있어서의 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 배향막으로서는, 배향성 중합체를 포함하는 배향막, 광배향막 및 표면에 요철 패턴이나 복수의 홈을 형성하여 배향시키는 그루브 배향막 등을 들 수 있다.
배향성 중합체로서는, 분자 내에 아미드 결합을 갖는 폴리아미드나 젤라틴류, 분자 내에 이미드 결합을 갖는 폴리이미드 및 그의 가수분해물인 폴리아믹산, 폴리비닐알코올, 알킬 변성 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리옥사졸, 폴리에틸렌이민, 폴리스티렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴산에스테르류를 들 수 있다. 이 중에서도 폴리비닐알코올이 바람직하다. 2종 이상의 배향성 중합체를 조합하여 사용할 수도 있다.
배향성 중합체를 포함하는 배향막은, 통상, 배향성 중합체가 용제에 용해된 조성물(이하, 배향성 중합체 조성물이라 하는 경우가 있음)을 기재에 도포하고, 용제를 제거하거나, 또는 배향성 중합체 조성물을 기재에 도포하고, 용제를 제거하여 러빙함으로써(러빙법) 얻어진다.
상기 용제로서는 물, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올 용제, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 락트산에틸 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 염소화 탄화수소 용제를 들 수 있다. 이들 용제는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
배향성 중합체 조성물 중의 배향성 중합체의 농도는, 배향성 중합체 재료가 용제에 완전히 용해될 수 있는 범위인 것이 바람직하지만, 용액에 대하여 고형분 환산으로 0.1 내지 20％가 바람직하고, 0.1 내지 10％ 정도가 더욱 바람직하다.
배향성 중합체 조성물로서, 시판되어 있는 배향막 재료를 그대로 사용할 수도 있다. 시판되어 있는 배향막 재료로서는, 선에버(등록 상표, 닛산 가가꾸 고교(주) 제조), 옵토머(등록 상표, JSR(주) 제조) 등을 들 수 있다.
배향성 중합체 조성물을 기재에 도포하는 방법으로서는 스핀 코팅법, 익스트루전법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 슬릿 코팅법, 바 코팅법, 어플리케이터법 등의 도포법, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지된 방법을 들 수 있다. 본 광학 필름을, 후술하는 롤 투 롤(Roll to Roll) 형식의 연속적 제조 방법에 의해 제조하는 경우, 해당 도포 방법에는 통상 그라비아 코팅법, 다이 코팅법 또는 플렉소법 등의 인쇄법이 채용된다.
배향성 중합체 조성물에 포함되는 용제를 제거하는 방법으로서는 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조 및 감압 건조법 등을 들 수 있다.
배향막에 배향 규제력을 부여하기 위해, 필요에 따라 러빙을 행할 수 있다(러빙법).
러빙법에 의해 배향 규제력을 부여하는 방법으로서는, 러빙천이 권취되어 있으며, 회전하고 있는 러빙 롤에 배향성 중합체 조성물을 기재에 도포하여 어닐함으로써 기재 표면에 형성된 배향성 중합체의 막을 접촉시키는 방법을 들 수 있다.
배향막에 배향 규제력을 부여하기 위해, 필요에 따라 광배향을 행할 수 있다(광배향법).
광배향막은, 통상 광반응성기를 갖는 중합체 또는 단량체와 용제를 포함하는 조성물(이하, 「광배향막 형성용 조성물」이라 하는 경우가 있음)을 기재에 도포하고, 광(바람직하게는, 편광 UV)을 조사함으로써 얻어진다. 광배향막은, 조사하는 광의 편광 방향을 선택함으로써, 배향 규제력의 방향을 임의로 제어할 수 있다는 점에서 보다 바람직하다.
광반응성기란, 광조사함으로써 액정 배향능을 발생시키는 기를 말한다. 구체적으로는, 광조사에 의해 발생하는 분자의 배향 유기 또는 이성화 반응, 이량화 반응, 광가교 반응 또는 광분해 반응 등의 액정 배향능의 기원이 되는 광반응에 관여하는 기를 들 수 있다. 이 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 군으로부터 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 가질 수도 있다.
이 중에서도, 광이량화 반응에 관여하는 광반응성기가 바람직하며, 광배향에 필요한 편광 조사량이 비교적 적으며, 열 안정성이나 경시 안정성이 우수한 광배향막이 얻어지기 쉽다는 점에서 신나모일기 및 칼콘기가 바람직하다. 광반응성기를 갖는 중합체로서는, 해당 중합체 측쇄의 말단부가 신남산 구조가 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 중합체 조성물에 포함되는 용제와 마찬가지의 것을 들 수 있으며, 광반응성기를 갖는 중합체 또는 단량체의 용해성에 따라 적절히 선택할 수 있다.
광배향막 형성용 조성물 중의 광반응성기를 갖는 중합체 또는 단량체의 함유량은, 중합체 또는 단량체의 종류나 목적으로 하는 광배향막의 두께에 따라 적절히 조절할 수 있지만, 적어도 0.2질량％로 하는 것이 바람직하고, 0.3 내지 10질량％의 범위가 보다 바람직하다. 광배향막의 특성이 현저하게 손상되지 않는 범위에서, 광배향막 형성용 조성물은 폴리비닐알코올이나 폴리이미드 등의 고분자 재료나 광증감제를 포함하고 있을 수도 있다.
광배향막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로서는, 배향성 중합체 조성물을 기재에 도포하는 방법과 마찬가지의 방법을 들 수 있다. 도포된 광배향막 형성용 조성물로부터 용제를 제거하는 방법으로서는, 예를 들어 배향성 중합체 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 형식일 수도, 기재측으로부터 편광을 조사하고, 편광을 투과시켜 조사하는 형식일 수도 있다. 또한, 해당 편광은 실질적으로 평행광인 것이 특히 바람직하다. 조사하는 편광의 파장은, 광반응성기를 갖는 중합체 또는 단량체의 광반응성기가 광에너지를 흡수할 수 있는 파장 영역인 것이 바람직하다. 구체적으로는 파장 250 내지 400nm의 범위의 UV(자외선)가 특히 바람직하다. 해당 편광 조사에 사용하는 광원으로서는 크세논 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, KrF, ArF 등의 자외광 레이저 등을 들 수 있고, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈 할라이드 램프가 보다 바람직하다. 이들 램프는, 파장 313nm의 자외선의 발광 강도가 크기 때문에 바람직하다. 상기 광원으로부터의 광을 적당한 편광자를 통과하여 조사함으로써, 편광 UV를 조사할 수 있다. 이러한 편광자로서는, 편광 필터나 글랜 톰슨, 글랜테일러 등의 편광 프리즘이나 와이어 그리드 타입의 편광자를 사용할 수 있다.
또한, 러빙 또는 편광 조사를 행할 때에 마스킹을 행하면, 액정 배향의 방향이 상이한 복수의 영역(패턴)을 형성할 수도 있다.
그루브 배향막은, 막 표면의 요철 패턴 또는 복수의 홈에 의해 액정 배향이 얻어지는 막이다. H.V.케넬 등에 의해 복수의 등간격으로 나란히 직선 형상의 그루브(홈)를 갖는 기재에 액정 분자를 놓은 경우, 그의 홈에 따른 방향으로 액정 분자가 배향된다는 사실이 보고되고 있다(문헌 [Physical Review A24(5), 2713페이지, 1981년]).
그루브 배향막을 얻는 구체적인 예로서는, 감광성 폴리이미드 표면에 주기적인 패턴 형상의 슬릿을 갖는 노광용 마스크를 개재하여 노광한 후, 현상 및 린스 처리를 행하여 불필요한 폴리이미드막을 제거하여 요철 패턴을 형성하는 방법, 표면에 홈을 갖는 판 형상의 원반에 UV 경화 수지층을 형성하고, 수지층을 기재 필름으로 옮긴 후 경화하는 방법, UV 경화 수지층을 형성한 기재 필름을 반송하여, 복수의 홈을 갖는 롤 형상의 원반을 UV 경화 수지층 표면에 가압하여 요철을 형성한 후 경화하는 방법 등을 들 수 있으며, 일본 특허 공개 (평)6-34976호 공보, 일본 특허 공개 제2011-242743호 공보에 기재된 방법 등을 사용할 수 있다.
상기 방법 중에서도, 복수의 홈을 갖는 롤 형상의 원반을 UV 경화 수지층 표면에 가압하여 요철을 형성한 후 경화하는 방법이 바람직하다. 롤 형상 원반으로서는, 내구성의 관점에서 스테인리스(SUS)강을 사용할 수 있다.
UV 경화 수지로서는 단관능 아크릴레이트의 중합체, 다관능 아크릴레이트의 중합체 또는 이들의 혼합물의 중합체를 사용할 수 있다.
단관능 아크릴레이트란, 아크릴로일옥시기(CH2=CH-COO-) 및 메타크릴로일옥시기(CH2=C(CH3)-COO-)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기(이하, (메트)아크릴로일옥시기라 기재하는 경우도 있음)를 분자 내에 1개 갖는 화합물이다.
(메트)아크릴로일옥시기를 1개 갖는 단관능 아크릴레이트로서는, 탄소수 4 내지 16의 알킬(메트)아크릴레이트, 탄소수 2 내지 14의 β카르복시알킬(메트)아크릴레이트, 탄소수 2 내지 14의 알킬화페닐(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 및 이소보닐(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
다관능 아크릴레이트란, 통상 (메트)아크릴로일옥시기를 분자 내에 2개 내지 6개 갖는 화합물이다.
(메트)아크릴로일옥시기를 2개 갖는 2관능 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; 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르; 에톡시화비스페놀 A 디(메트)아크릴레이트; 프로폭시화네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트; 에톡시화네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트 및 3-메틸펜탄디올디(메트)아크릴레이트 등이 예시된다.
(메트)아크릴로일옥시기를 3개 내지 6개 갖는 다관능 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 산 무수물의 반응물; 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물;
트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 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 산 무수물의 반응물; 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산 무수물의 반응물, 및 카프로락톤 변성 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 나타낸 다관능 아크릴레이트의 구체예에 있어서 (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다. 또한, 카프로락톤 변성이란, (메트)아크릴레이트 화합물의 알코올 유래 부위와 (메트)아크릴로일옥시기 사이에 카프로락톤의 개환체, 또는 개환 중합체가 도입되어 있는 것을 의미한다.
이러한 다관능 아크릴레이트로는 시판품을 사용할 수도 있다.
이러한 시판품으로서는 A-DOD-N, A-HD-N, A-NOD-N, APG-100, APG-200, APG-400, A-GLY-9E, A-GLY-20E, A-TMM-3, A-TMPT, AD-TMP, ATM-35E, A-TMMT, A-9550, A-DPH, HD-N, NOD-N, NPG, TMPT(신나카무라 가가꾸 가부시끼가이샤 제조), "아로닉스(ARONIX) M-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"(도아 고세 가부시끼가이샤 제조), "에베크릴(EBECRYL)11", 동 "145", 동 "150", 동 "40", 동 "140", 동 "180", DPGDA, HDDA, TPGDA, HPNDA, PETIA, PETRA, TMPTA, TMPEOTA, DPHA, 에베크릴 시리즈(다이셀ㆍ사이텍 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있다.
그루브 배향막의 요철로서는, 볼록부의 폭은 0.05 내지 5㎛인 것이 바람직하고, 오목부의 폭은 0.1 내지 5㎛인 것이 바람직하고, 요철의 단차의 깊이는 2㎛ 이하, 바람직하게는 0.01 내지 1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 범위이면, 배향 혼란이 작은 액정 배향을 얻을 수 있다.
배향막의 두께는 통상 10nm 내지 10000nm의 범위이고, 바람직하게는 10nm 내지 1000nm의 범위이고, 보다 바람직하게는 500nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 10nm 내지 500nm의 범위이다.
중합성 액정의 액정 배향은, 배향막 및 중합성 액정의 성질에 의해 제어된다.
예를 들어, 배향막이 배향 규제력으로서 수평 배향 규제력을 발현시키는 재료이면, 중합성 액정은 수평 배향 또는 하이브리드 배향을 형성할 수 있고, 수직 배향 규제력을 발현시키는 재료이면, 중합성 액정은 수직 배향 또는 경사 배향을 형성할 수 있다.
배향 규제력은, 배향막이 배향성 중합체로부터 형성되어 있는 경우에는, 표면 상태나 러빙 조건에 따라 임의로 조정하는 것이 가능하고, 광배향성 중합체로부터 형성되어 있는 경우에는, 편광 조사 조건 등에 의해 임의로 조정하는 것이 가능하다. 또한, 중합성 액정의 표면 장력이나 액정성 등의 물성을 선택함으로써, 액정 배향을 제어할 수도 있다.
중합성 액정의 중합은, 중합성 관능기를 갖는 화합물을 중합시키는 공지된 방법에 의해 행할 수 있다. 구체적으로는, 열중합 및 광중합을 들 수 있고, 중합의 용이함의 관점에서 광중합이 바람직하다. 광중합에 의해 중합성 액정을 중합시키는 경우, 광중합 개시제를 함유한 중합성 액정 조성물을 도포하고, 건조하여 얻어지는 건조 피막 중의 중합성 액정을 액정상 상태로 한 후, 상기 액정 상태를 유지한 채 광중합시키는 것이 바람직하다.
광중합은, 통상 건조 피막에 광을 조사함으로써 실시된다. 조사하는 광으로서는, 건조 피막에 포함되는 광중합 개시제의 종류, 중합성 액정의 종류(특히 중합성 액정이 갖는 광중합기의 종류) 및 그의 양에 따라 적절히 선택되며, 구체적으로는 가시광, 자외광 및 레이저광으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광, 활성 전자선을 들 수 있다. 이 중에서도, 중합 반응의 진행을 제어하기 쉽다는 점, 및 광중합 장치로서 당분야에서 광범위하게 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다는 점에서 자외광이 바람직하고, 자외광에 의해 광중합 가능하도록 중합성 액정과 광중합 개시제의 종류를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 중합시에, 적절한 냉각 수단에 의해 건조 피막을 냉각하면서 광조사함으로써, 중합 온도를 제어할 수도 있다. 이러한 냉각 수단의 채용에 의해 보다 저온에서 중합성 액정의 중합을 실시하면, 기재가 비교적 내열성이 낮은 것을 사용했다고 해도 적절하게 위상차층을 형성할 수 있다. 광중합시에 마스킹이나 현상을 행하는 등에 의해, 패터닝된 위상차층을 얻을 수도 있다.
중합성 액정 조성물은 반응성 첨가제를 포함할 수도 있다.
반응성 첨가제로서는, 그의 분자 내에 탄소-탄소 불포화 결합과 활성 수소 반응성기를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 「활성 수소 반응성기」란, 카르복실기(-COOH), 수산기(-OH), 아미노기(-NH2) 등의 활성 수소를 갖는 기에 대하여 반응성을 갖는 기를 의미하고, 글리시딜기, 옥사졸린기, 카르보디이미드기, 아지리딘기, 이미드기, 이소시아네이트기, 티오이소시아네이트기, 무수 말레산기 등이 그의 대표예이다. 반응성 첨가제가 갖는 탄소-탄소 불포화 결합 및 활성 수소 반응성기의 개수는 통상 각각 1 내지 20개이고, 바람직하게는 각각 1 내지 10개이다.
반응성 첨가제에 있어서, 활성 수소 반응성기는 적어도 2개 존재하는 것이 바람직하고, 이 경우 복수개 존재하는 활성 수소 반응성기는 동일할 수도 상이한 것일 수도 있다.
반응성 첨가제가 갖는 탄소-탄소 불포화 결합이란, 탄소-탄소 이중 결합 또는 탄소-탄소 삼중 결합, 또는 그들의 조합일 수 있지만, 탄소-탄소 이중 결합인 것이 바람직하다. 이 중에서도, 반응성 첨가제로서는 비닐기 및/또는 (메트)아크릴기로서 탄소-탄소 불포화 결합을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 활성 수소 반응성기가 에폭시기, 글리시딜기 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군으로부터 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; 이소시아나토메틸아크릴레이트, 이소시아나토메틸메타크릴레이트, 2-이소시아나토에틸아크릴레이트 및 2-이소시아나토에틸메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴기와 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 올리고머 등을 들 수 있다. 또한, 메타크릴산 무수물, 아크릴산 무수물, 무수 말레산 및 비닐 무수 말레산 등의 비닐기나 비닐렌기와 산 무수물을 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 메타크릴옥시글리시딜에테르, 아크릴옥시글리시딜에테르, 이소시아나토메틸아크릴레이트, 이소시아나토메틸메타크릴레이트, 비닐옥사졸린, 2-이소시아나토에틸아크릴레이트, 2-이소시아나토에틸메타크릴레이트 및 상기한 올리고머가 바람직하고, 이소시아나토메틸아크릴레이트, 2-이소시아나토에틸아크릴레이트 및 상기한 올리고머가 특히 바람직하다.
구체적으로는, 하기 식 (Y)로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure 112014074338273-pat00015
[식 (Y) 중,
n은 1 내지 10의 정수를 나타내고, R1'은 탄소수 2 내지 20의 2가의 지방족 또는 지환식 탄화수소기, 또는 탄소수 5 내지 20의 2가의 방향족 탄화수소기를 나타내고, 각 반복 단위에 있는 2개의 R2'은 한쪽이 -NH-이고, 다른쪽이 >N-C(=O)-R3'으로 표시되는 기이고, R3'은 수산기 또는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 기를 나타내고,
식 (Y) 중의 R3' 중 적어도 1개의 R3'은 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 기임]
상기 식 (Y)로 표시되는 반응성 첨가제 중에서도, 하기 식 (YY)로 표시되는 화합물(이하, 화합물 (YY)라 하는 경우가 있음)이 특히 바람직한 것이다(또한, n은 상기와 동일한 의미임).
Figure 112014074338273-pat00016
화합물 (YY)로는, 시판품을 그대로 또는 필요에 따라 정제하여 사용할 수 있다. 시판품으로서는, 예를 들어 라로머(Laromer)(등록 상표) LR-9000(바스프(BASF)사 제조)을 들 수 있다.
중합성 액정 조성물이 반응성 첨가제를 함유하는 경우, 그의 함유량은 중합성 액정 100질량부에 대하여 통상 0.1질량부 내지 30질량부이고, 바람직하게는 0.1질량부 내지 5질량부이다.
중합성 액정 조성물은, 1종 이상의 레벨링제를 함유하는 것이 바람직하다. 레벨링제는 중합성 액정 조성물의 유동성을 조정하며, 중합성 액정 조성물을 도포함으로써 얻어지는 도포막을 보다 평탄하게 하는 기능을 갖고, 구체적으로는 계면활성제를 들 수 있다. 레벨링제로서는, 폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제 및 불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로 이루어지는 군으로부터 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 케미(Chemie)사]를 들 수 있다.
불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로서는, "메가팩스(등록 상표) 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)]; "서플론(등록 상표) S-381", 동 "S-382", 동 "S-383", 동 "S-393", 동 "SC-101", 동 "SC-105", "KH-40" 및 "SA-100"[AGC 세이미 케미칼(주)]; "E1830", "E5844"[(주)다이킨 파인케미컬 겡뀨쇼]; "에프톱 EF301", "에프톱 EF303", "에프톱 EF351" 및 "에프톱 EF352"[미쯔비시 매터리얼 덴시 가세이(주)]를 들 수 있다.
중합성 액정 조성물이 레벨링제를 함유하는 경우, 그의 함유량은 중합성 액정 100질량부에 대하여 0.01질량부 이상 5질량부 이하가 바람직하고, 0.05질량부 이상 5질량부 이하가 보다 바람직하고, 0.05질량부 이상 3질량부 이하가 더욱 바람직하다. 레벨링제의 함유량이 상기한 범위 내이면 중합성 액정을 수평 배향시키는 것이 용이하며, 얻어지는 편광층이 보다 평활해지는 경향이 있다. 중합성 액정에 대한 레벨링제의 함유량이 상기한 범위 내이면, 얻어지는 위상차층에 불균일이 발생하기 어려운 경향이 있다.
중합성 액정 조성물은, 1종 이상의 중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 중합 개시제는 중합성 액정의 중합 반응을 개시할 수 있는 화합물이며, 보다 저온 조건하에서 중합 반응을 개시할 수 있다는 점에서 광중합 개시제가 바람직하다. 구체적으로는, 광의 작용에 의해 활성 라디칼 또는 산을 발생할 수 있는 광중합 개시제를 들 수 있으며, 이 중에서도 광의 작용에 의해 라디칼을 발생하는 광중합 개시제가 바람직하다.
중합 개시제로서는 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 알킬페논 화합물, 아실포스핀옥시드 화합물, 트리아진 화합물, 요오도늄염 및 술포늄염을 들 수 있다.
벤조인 화합물로서는 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 및 벤조인이소부틸에테르를 들 수 있다.
벤조페논 화합물로서는 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 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.
아실포스핀옥시드 화합물로서는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥시드를 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-디에틸아미노-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.
중합 개시제로는 시판되어 있는 것을 사용할 수 있다. 시판되어 있는 중합 개시제로서는, "이르가큐어(Irgacure)(등록 상표) 907", "이르가큐어(등록 상표) 184", "이르가큐어(등록 상표) 651", "이르가큐어(등록 상표) 819", "이르가큐어(등록 상표) 250", "이르가큐어(등록 상표) 369"(시바 재팬(주)); "세이쿠올(등록 상표) BZ", "세이쿠올(등록 상표) Z", "세이쿠올(등록 상표) BEE"(세꼬 가가꾸(주)); "카야큐어(kayacure)(등록 상표) BP100"(닛본 가야꾸(주)); "카야큐어(등록 상표) UVI-6992"(다우사 제조); "아데카 옵토머 SP-152", "아데카 옵토머 SP-170"((주)아데카(ADEKA)); "TAZ-A", "TAZ-PP"(닛본 시베르헤그너사); 및 "TAZ-104"(산와 케미컬사)를 들 수 있다.
중합성 액정 조성물이 중합 개시제를 함유하는 경우, 그의 함유량은 상기 조성물에 함유되는 중합성 액정의 종류 및 그의 양에 따라 적절히 조절할 수 있지만, 중합성 액정 100질량부에 대하여 0.1 내지 30질량부가 바람직하고, 0.5 내지 10질량부가 보다 바람직하고, 0.5 내지 8질량부가 더욱 바람직하다. 중합성 개시제의 함유량이 이 범위 내이면, 중합성 액정의 배향을 어지럽히지 않고 중합시킬 수 있다.
중합성 액정 조성물이 광중합 개시제를 함유하는 경우, 상기 조성물은 광증감제를 더 함유하고 있을 수도 있다. 광증감제로서는 크산톤, 티오크산톤 등의 크산톤 화합물(예를 들어, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤 등); 안트라센, 알콕시기 함유 안트라센(예를 들어, 디부톡시안트라센 등) 등의 안트라센 화합물; 페노티아진 및 루브렌을 들 수 있다.
중합성 액정 조성물이 광중합 개시제 및 광증감제를 함유하는 경우, 상기 조성물에 함유되는 중합성 액정의 중합 반응을 보다 촉진시킬 수 있다. 광증감제의 사용량은, 광중합 개시제 및 중합성 액정의 종류 및 그의 양에 따라 적절히 조절할 수 있지만, 중합성 액정 100질량부에 대하여 0.1 내지 30질량부가 바람직하고, 0.5 내지 10질량부가 보다 바람직하고, 0.5 내지 8질량부가 더욱 바람직하다.
중합성 액정의 중합 반응을 보다 안정적으로 진행시키기 위해, 중합성 액정 조성물은 적당량의 중합 금지제를 함유할 수도 있으며, 이에 따라 중합성 액정의 중합 반응의 진행 정도를 제어하기 쉬워진다.
중합 금지제로서는 히드로퀴논, 알콕시기 함유 히드로퀴논, 알콕시기 함유 카테콜(예를 들어, 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 중합 금지제를 함유하는 경우, 그의 함유량은 중합성 액정의 종류 및 그의 양, 및 광증감제의 사용량 등에 따라 적절히 조절할 수 있지만, 중합성 액정 100질량부에 대하여 0.1 내지 30질량부가 바람직하고, 0.5 내지 10질량부가 보다 바람직하고, 0.5 내지 8질량부가 더욱 바람직하다. 중합 금지제의 함유량이 이 범위 내이면, 중합성 액정의 배향을 어지럽히지 않고 중합시킬 수 있다.
본 광학 필름을 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 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A를 형성하고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B를 형성하고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B를 형성하고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A를 형성하고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A를 형성하고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B를 형성할 수도 있다.
기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B를 형성하고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A를 형성할 수도 있다.
기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A를 형성하고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B를 형성하고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B를 형성하고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A를 형성하고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성할 수도 있다.
층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되는 경우, 또는 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되는 경우에는, 층 A와 층 B 사이에 보호층이 있을 수도 있다. 또한, 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되는 경우, 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되는 경우, 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되는 경우, 또는 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되는 경우에는, 제2 위상차층과 층 A 또는 층 B 사이에 보호층이 있을 수도 있다.
기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층을 형성하고, 상기 제1 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층을 형성하고, 상기 제3 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층을 형성하고, 상기 제1 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성하고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층을 형성하고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층을 형성하고, 상기 제3 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성하고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층을 형성하고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층을 형성하고, 상기 제1 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성하고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층을 형성할 수도 있다.
기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층을 형성하고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층을 형성할 수도 있다.
제1 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되는 경우, 또는 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되는 경우에는, 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이에 보호층이 있을 수도 있다. 또한, 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되는 경우, 또는 제3 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되는 경우에는, 제2 위상차층과 제3 위상차층 사이에 보호층이 있을 수도 있다.
<보호층>
보호층은, 통상 다관능 아크릴레이트(메타크릴레이트), 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등을 포함하는 아크릴계 올리고머 또는 중합체, 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 전분류, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 알긴산나트륨 등의 수용성 중합체와 용제를 함유하는 보호층 형성용 조성물로부터 형성되는 것이 바람직하다.
보호층 형성용 조성물에 함유되는 용제는 상기한 용제와 마찬가지의 것을 들 수 있으며, 그 중에서도 물, 알코올 용제 및 에테르 용제로 이루어지는 군으로부터 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. 이 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 막 두께계, 레이저 현미경 또는 촉침식 막 두께계에 의한 측정에 의해 구할 수 있다.
이어서, 연속적으로 본 광학 필름을 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 이러한 연속적으로 본 광학 필름을 제조하는 적합한 방법으로서, 롤 투 롤 형식에 의한 방법을 들 수 있다. 여기에서는, 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 위상차층의 제조 방법에 대하여 설명하지만, 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 위상차층 대신에 연신 필름을 포함하는 위상차층을 사용할 수도 있고, 이 경우 하기 제조 공정에 있어서의 「중합성 액정 조성물을 도포하고」를 「연신 필름을 적층하고」로 변경하여 읽을 수 있다.
또한, 하기에 대표적인 구성의 제조 방법을 예시하지만, 그 이외의 구성은 하기 제조 방법에 준하여 실시할 수 있다.
(1) 기재가 권취 코어에 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 도포하고, 연속적으로 제1 위상차층을 형성하는 공정,
(5) 상기 (4)에서 얻어진 제1 위상차층 상에 보호층을 연속적으로 형성하는 공정,
(6) 상기 (5)에서 얻어진 보호층 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(7) 상기 (6)에서 얻어진 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여, 연속적으로 제2 위상차층을 형성하는 공정,
(8) 연속적으로 얻어진 광학 필름을 제2 권취 코어에 권취하여, 제2 롤을 얻는 공정을 순서대로 행하는 방법을 들 수 있다. 또한, 공정 (3), (5) 및 (6)은 필요에 따라 생략할 수도 있으며, 이때 공정 (4)에 있어서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6)에 있어서의 「상기 (5)에서 얻어진 보호층」은 「상기 제1 위상차층」으로, 공정 (7)에 있어서의 「상기 (6)에서 얻어진 배향막」은 「상기 제1 위상차층」 또는 「상기 (5)에서 얻어진 보호층」으로 변경하여 읽는다. 또한, 반송시의 주름이나 컬을 억제하기 위해, 각 공정에서의 필름 반송시에는 보호 필름을 접합할 수도 있다.
또한,
(1a) 기재가 권취 코어에 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 얻어진 제2 위상차층 상에 보호층을 연속적으로 형성하는 공정,
(6a) 상기 (5a)에서 얻어진 보호층 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(7a) 상기 (6a)에서 얻어진 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여, 연속적으로 제1 위상차층을 형성하는 공정,
(8a) 연속적으로 얻어진 광학 필름을 제2 권취 코어에 권취하여, 제2 롤을 얻는 공정을 순서대로 행하는 방법도 들 수 있다. 또한, 공정 (3a), (5a) 및 (6a)는 필요에 따라 생략할 수도 있으며, 이때 공정 (4a)에 있어서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6a)에 있어서의 「상기 (5a)에서 얻어진 보호층」은 「상기 제2 위상차층」으로, 공정 (7a)에 있어서의 「상기 (6a)에서 얻어진 배향막」은 「상기 제2 위상차층」 또는 「상기 (5a)에서 얻어진 보호층」으로 변경하여 읽는다. 또한, 반송시의 주름이나 컬을 억제하기 위해, 각 공정에서의 필름 반송시에는 보호 필름을 접합할 수도 있다.
또한,
(1b) 기재가 권취 코어에 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 얻어진 제1 위상차층과 반대의 기재면에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(6b) 상기 (5b)에서 얻어진 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여, 연속적으로 제2 위상차층을 형성하는 공정,
(7b) 연속적으로 얻어진 광학 필름을 제2 권취 코어에 권취하여, 제2 롤을 얻는 공정을 순서대로 행하는 방법도 들 수 있다. 또한, 공정 (3b) 및 (5b)는 필요에 따라 생략할 수도 있으며, 이때 공정 (4b)에 있어서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6b)에 있어서의 「상기 (5b)에서 얻어진 배향막 상」은 「상기 (4b)에서 얻어진 제1 위상차층과 반대의 기재면」으로 변경하여 읽는다. 또한, 반송시의 주름이나 컬을 억제하기 위해, 각 공정에서의 필름 반송시에는 보호 필름을 접합할 수도 있다.
또한,
(1c) 투명 기재가 권취 코어에 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 얻어진 제2 위상차층과 반대의 기재면에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(6c) 상기 (5c)에서 얻어진 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여, 연속적으로 제1 위상차층을 형성하는 공정,
(7c) 연속적으로 얻어진 광학 필름을 제2 권취 코어에 권취하여, 제2 롤을 얻는 공정을 순서대로 행하는 방법도 들 수 있다. 또한, 공정 (3c) 및 (5c)는 필요에 따라 생략할 수도 있으며, 이때 공정 (4c)에 있어서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6c)에 있어서의 「상기 (5c)에서 얻어진 배향막 상」은 「상기 (4c)에서 얻어진 제2 위상차층과 반대의 기재면」으로 변경하여 읽는다. 또한, 반송시의 주름이나 컬을 억제하기 위해, 각 공정에서의 필름 반송시에는 보호 필름을 접합할 수도 있다.
또한,
(1d) 기재가 권취 코어에 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 얻어진 층 A 상에 보호층을 연속적으로 형성하는 공정,
(6d) 상기 (5d)에서 얻어진 보호층 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(7d) 상기 (6d)에서 얻어진 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여, 연속적으로 층 B를 형성하는 공정,
(8d) 상기 (7d)에서 얻어진 층 B 상에 보호층을 연속적으로 형성하는 공정,
(9d) 상기 (8d)에서 얻어진 보호층 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(10d) 상기 (9d)에서 얻어진 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여, 연속적으로 제2 위상차층을 형성하는 공정,
(11d) 연속적으로 얻어진 광학 필름을 제2 권취 코어에 권취하여, 제2 롤을 얻는 공정을 순서대로 행하는 방법을 들 수 있다. 또한, 공정 (3d), (5d), (6d), (8d) 및 (9d)는 필요에 따라 생략할 수도 있으며,
이때, 공정 (4d)에 있어서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로, 공정 (6d)에 있어서의 「상기 (5d)에서 얻어진 보호층」은 「상기 층 A」로, 공정 (7d)에 있어서의 「상기 (6d)에서 얻어진 배향막」은 「상기 층 A」 또는 「상기 (5d)에서 얻어진 보호층」으로, 공정 (9d)에 있어서의 「상기 (8d)에서 얻어진 보호층」은 「상기 층 B」로, 공정 (10d)에 있어서의 「상기 (9d)에서 얻어진 배향막」은 「상기 층 B」 또는 「상기 (9d)에서 얻어진 보호층」으로 변경하여 읽는다. 또한, 반송시의 주름이나 컬을 억제하기 위해, 각 공정에서의 필름 반송시에는 보호 필름을 접합할 수도 있다.
또한,
(1e) 기재가 권취 코어에 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 얻어진 제1 위상차층 상에 보호층을 연속적으로 형성하는 공정,
(6e) 상기 (5e)에서 얻어진 보호층 상에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(7e) 상기 (6e)에서 얻어진 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여, 연속적으로 제2 위상차층을 형성하는 공정,
(8e) 상기 (4e)에서 얻어진 제1 위상차층과 반대의 기재면에 배향막을 연속적으로 형성하는 공정,
(9e) 상기 (8e)에서 얻어진 배향막 상에 중합성 액정 조성물을 도포하여, 연속적으로 제3 위상차층을 형성하는 공정,
(10e) 연속적으로 얻어진 광학 필름을 제2 권취 코어에 권취하여, 제2 롤을 얻는 공정을 순서대로 행하는 방법도 들 수 있다. 또한,
공정 (3e), (5e) 및 (8e)는 필요에 따라 생략할 수도 있으며, 이때
공정 (4e)에 있어서의 「상기 배향막 상」은 「상기 기재 상」으로,
공정 (6e)에 있어서의 「상기 (5e)에서 얻어진 보호층」은 「상기 (4e)에서 얻어진 제1 위상차층」으로,
공정 (9e)에 있어서의 「상기 (8e)에서 얻어진 배향막 상」은 「상기 (4e)에서 얻어진 제1 위상차층과 반대의 기재면」으로 변경하여 읽는다. 또한, 반송시의 주름이나 컬을 억제하기 위해, 각 공정에서의 필름 반송시에는 보호 필름을 접합할 수도 있다. 또한, 반송시의 주름이나 컬을 억제하기 위해, 각 공정에서의 필름 반송시에는 보호 필름을 접합할 수도 있다.
도 1에 본 광학 필름의 모식도를 도시한다. 도 1(b)는, 기재, 제1 위상차층 및 제2 위상차층이 이 순서대로 적층된 본 광학 필름 (100)이다. 도 1(c)는, 기재, 제2 위상차층 및 제1 위상차층이 이 순서대로 적층된 본 광학 필름 (100)이다. 도 1(d)는, 제1 위상차층, 기재 및 제2 위상차층이 이 순서대로 적층된 본 광학 필름 (100)이다.
이들 본 광학 필름으로부터 기재를 제거함으로써 기재를 갖지 않는 본 광학 필름을 얻을 수 있다. 또한, 제1 위상차층이 연신 필름인 경우에는, 상기 연신 필름의 표면에 코팅층인 제2 위상차층을 형성함으로써 본 광학 필름을 제조할 수 있으며, 또한 제2 위상차층이 연신 필름인 경우에는 상기 연신 필름의 표면에 코팅층인 제1 위상차층을 형성함으로써 본 광학 필름을 제조할 수 있다. 기재를 갖지 않는 본 광학 필름의 모식도를 도 1(a)에 도시한다.
또한, 제1 위상차층을 갖는 기재와, 제2 위상차층을 갖는 기재를 접합함으로써도 본 광학 필름을 제조할 수 있다. 구체예로서는, 도 1(e), 도 1(f) 및 도 1(g)를 들 수 있다. 접합에는 후술하는 접착제를 사용할 수 있다.
제1 위상차층이 층 A 및 층 B로부터 구성되는 경우, 또는 제3 위상차층을 갖는 경우의 본 광학 필름의 구성을 도 2에 도시한다. 도 2(c)는, 기재, 층 A, 층 B 및 제2 위상차층이 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 도 2(d)는, 기재, 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층이 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 도 2(e)는, 기재, 층 B, 층 A 및 제2 위상차층이 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 도 2(f)는, 기재, 제3 위상차층, 제2 위상차층 및 제1 위상차층이 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 도 2(g)는, 기재, 제2 위상차층, 층 B 및 층 A가 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 도 2(h)는, 기재, 제2 위상차층, 층 A 및 층 B가 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 이들 본 광학 필름으로부터 기재를 박리함으로써 기재를 갖지 않는 본 광학 필름을 얻을 수도 있으며, 기재를 갖지 않는 본 광학 필름의 모식도를 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시한다.
제1 위상차층, 층 A 및 층 B를 포함하는 구성인 경우, 또는 제3 위상차층을 갖는 경우에는 기재의 양면에 각각의 층을 적층할 수도 있다. 구체적인 예로서, 예를 들어 도 2(i)는 제2 위상차층, 기재, 층 A 및 층 B가 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 도 2(j)는, 제2 위상차층, 기재, 층 B 및 층 A가 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 도 2(k)는, 제1 위상차층, 기재, 제3 위상차층 및 제2 위상차층이 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 도 2(l)은, 제1 위상차층, 기재, 제2 위상차층 및 제3 위상차층이 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 도 2(m)은, 제3 위상차층, 기재, 제1 위상차층 및 제2 위상차층이 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 도 2(n)은, 제3 위상차층, 기재, 제2 위상차층 및 제1 위상차층이 이 순서대로 적층된 광학 필름 (100)이다. 제2 위상차층, 층 A 및 층 B는 각 층 상에 직접 도포에 의해 형성할 수도 있고, 각 층을 제조한 후 접합에 의해 접합할 수도 있고, 또한 각 층을 순차 전사에 의해 적층할 수도 있다.
<접착제>
접착제로서는, 예를 들어 점착제, 수계 접착제 및 활성 에너지선 경화형 접착제를 들 수 있다.
점착제로서 일반적으로는 (메트)아크릴산에스테르를 주성분으로 하고, 관능기를 갖는 (메트)아크릴 단량체를 소량 함유하는 아크릴계 단량체 혼합물을 중합 개시제의 존재하에 라디칼 중합함으로써 얻어지고, 유리 전이 온도 Tg가 0℃ 이하인 아크릴계 수지와, 가교제를 함유하는 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.
(메트)아크릴산에스테르 중에서는 아크릴산알킬에스테르가 바람직하고, 이 중에서도 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 2-메톡시에틸이나 아크릴산에톡시메틸이 바람직하다.
아크릴계 수지를 구성하는 또 하나의 단량체 성분이 되는 관능기를 갖는 (메트)아크릴 단량체는, 올레핀성 이중 결합인 (메트)아크릴로일기를 분자 내에 1개 가짐과 동시에, 수산기, 카르복실기, 아미드기, 아미노기 또는 에폭시기와 같은 극성 관능기를 동일 분자 내에 갖는 화합물이다. 이 중에서도, 아크릴로일기가 올레핀성 이중 결합이 되는 아크릴 단량체가 바람직하다. 그러한 관능기를 갖는 아크릴 단량체의 예를 들면, 수산기를 갖는 것으로서 아크릴산 2-히드록시에틸이 바람직하고, 카르복실기를 갖는 것으로서 아크릴산이 바람직하다.
아크릴계 수지의 원료가 되는 아크릴 단량체 혼합물은, 상기한 (메트)아크릴산에스테르 및 관능기를 갖는 (메트)아크릴 단량체 이외의 단량체(이하, 「제3 단량체」라 하는 경우가 있음)를 더 함유할 수도 있다. 그의 예로서는, 분자 내에 1개의 올레핀성 이중 결합과 적어도 1개의 방향환을 갖는 단량체, 스티렌계 단량체, 분자 내에 지환식 구조를 갖는 (메트)아크릴산에스테르, 비닐계 단량체, 분자 내에 복수의 (메트)아크릴로일기를 갖는 단량체 등을 들 수 있다.
특히, 분자 내에 1개의 올레핀성 이중 결합과 적어도 1개의 방향환을 갖는 단량체는 바람직한 것 중 하나이다. 이 중에서도, 2-페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 2-(2-페녹시에톡시)에틸(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 노닐페놀의 (메트)아크릴레이트, 2-(o-페닐페녹시)에틸(메트)아크릴레이트가 바람직하다. 이들 중에서도, 2-페녹시에틸아크릴레이트가 더욱 바람직하다.
(메트)아크릴산에스테르 및 관능기를 갖는 (메트)아크릴 단량체 이외의 단량체(제3 단량체)는 각각 단독으로 사용할 수도 있고, 상이한 복수종을 병용할 수도 있다. 이들 제3 단량체에서 유래하는 구조 단위는, 아크릴계 수지 전체를 기준으로 통상 0 내지 20중량％의 범위에서 존재할 수 있고, 바람직하게는 0 내지 10중량％이다.
아크릴계 점착제를 구성하는 아크릴계 수지는, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량 Mw가 100만 내지 200만의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 중량 평균 분자량 Mw가 100만 이상이면, 고온 고습하에서의 접착성이 향상되고, 액정 셀을 구성하는 유리 기판과 점착제층 사이에 들뜸이나 박리가 발생할 가능성이 작아지는 경향이 있으며, 나아가 리워크성이 향상되는 경향이 있기 때문에 바람직하다. 또한, 아크릴계 수지의 상기 중량 평균 분자량 Mw가 200만 이하이면, 편광판의 치수가 변화하여도 그의 치수 변화에 점착제층이 추종하여 변동되기 때문에, 디스플레이의 광 누락이나 색 불균일이 억제되는 경향이 있어 바람직하다. 또한, 중량 평균 분자량 Mw와 수 평균 분자량 Mn의 비Mw/Mn으로 표시되는 분자량 분포는 3 내지 7의 범위에 있는 것이 바람직하다.
아크릴계 점착제에 함유되는 아크릴계 수지는 상기와 같은 비교적 고분자량의 것으로만 구성할 수도 있지만, 그와는 상이한 아크릴계 수지와의 혼합물로 구성할 수도 있다. 혼합하여 사용할 수 있는 아크릴계 수지의 예를 들면, 상기 식 (I)로 표시되는 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 주성분으로 하고, 중량 평균 분자량이 5만 내지 30만의 범위에 있는 것 등이 있다.
아크릴계 점착제를 구성하는 상기한 아크릴계 수지는, 예를 들어 용액 중합법, 유화 중합법, 괴상 중합법, 현탁 중합법 등 공지된 각종 방법에 의해 제조할 수 있다. 이 아크릴계 수지의 제조에 있어서는 통상 중합 개시제가 사용된다. 중합 개시제로서는 아조계 화합물, 유기 과산화물, 무기 과산화물, 과산화물과 환원제를 병용한 산화 환원계 개시제 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 과산화벤조일, 과황산암모늄 등이 바람직하게 사용된다. 중합 개시제는, 아크릴계 수지의 원료가 되는 단량체의 총량 100질량부에 대하여 통상 0.001 내지 5질량부 정도의 비율로 사용된다.
이와 같이 하여 얻어지는 아크릴계 수지에 가교제를 배합하여 점착제가 된다. 가교제는, 아크릴계 수지 중의 극성 관능기를 갖는 단량체에서 유래하는 구조 단위와 가교 반응할 수 있는 관능기를 분자 내에 적어도 2개 갖는 화합물이며, 예를 들어 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 금속 킬레이트계 화합물, 아지리딘계 화합물 등을 들 수 있다.
이들 가교제 중에서도, 이소시아네이트계 화합물이 바람직하게 사용된다. 이소시아네이트계 화합물은, 분자 내에 이소시아나토기(-NCO)를 적어도 2개 갖는 화합물 그 자체 이외에, 이것을 폴리올에 반응시킨 어덕트체, 그의 이량체, 삼량체 등의 형태로 사용할 수 있다. 구체예를 들면, 톨릴렌디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트를 폴리올과 반응시켜 얻어지는 어덕트체, 톨릴렌디이소시아네이트의 이량체, 톨릴렌디이소시아네이트의 삼량체, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트를 폴리올과 반응시켜 얻어지는 어덕트체, 헥사메틸렌디이소시아네이트의 이량체, 헥사메틸렌디이소시아네이트의 삼량체 등이 있다.
가교제는 아크릴계 수지 100질량부에 대하여 통상 0.01 내지 5질량부 정도 의 비율로 배합되고, 특히 0.1 내지 5질량부, 나아가 0.2 내지 3질량부의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 아크릴계 수지 100질량부에 대한 가교제의 배합량을 0.01질량부 이상, 특히 0.1질량부 이상으로 하면, 점착제층의 내구성이 향상되는 경향이 있다.
점착제에는, 필요에 따라 다른 성분을 배합할 수도 있다. 배합할 수 있는 다른 성분으로서 금속 미립자, 금속 산화물 미립자 또는 금속 등을 코팅한 미립자와 같은 도전성의 미립자, 이온 도전성 조성물, 유기 양이온 또는 음이온을 갖는 이온성 화합물, 실란 커플링제, 가교 촉매, 내후 안정제, 점착 부여제, 가소제, 연화제, 염료, 안료, 무기 충전재, 상기 아크릴계 수지 이외의 수지, 유기 비즈 등의 광 확산성 미립자 등을 들 수 있다. 또한, 점착제에 자외선 경화성 화합물을 배합하고, 점착제층을 형성한 후에 자외선을 조사하여 경화시켜, 보다 단단한 점착제층으로 하는 것도 유용하다.
점착제를 구성하는 이들 각 성분은, 통상 아세트산에틸 등의 적당한 용제에 녹인 상태에서 점착제 조성물로서 사용되는 점착제 조성물을, 적당한 기재 상에 도포하고, 건조시킴으로써 점착제층이 얻어진다. 일부, 용제에 용해되지 않는 성분도 있지만, 이것들은 계 중에 분산된 상태일 수 있다.
점착제층을 본 광학 필름 상에 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 기재로서 박리 필름을 사용하고, 상기한 점착제 조성물을 도포하여 점착제층을 형성하고, 얻어지는 점착제층을 본 광학 필름의 표면에 옮겨서 설치하는 방법, 본 광학 필름 표면에 상기한 점착제 조성물을 직접 도포하여 점착제층을 형성하는 방법 등이 채용된다. 또한, 1매의 박리 필름 상에 점착제층을 형성한 후, 나아가 이 점착제층 상에 다른 박리 필름을 접합하여, 양면 세퍼레이터형 점착제 시트로 할 수도 있다. 이러한 양면 세퍼레이터형 점착제 시트는, 필요한 시기에 한쪽의 박리 필름을 박리하여 본 광학 필름 상에 접합된다. 양면 세퍼레이터형 점착제 시트의 시판품으로서는, 예를 들어 린텍 가부시끼가이샤나 닛토 덴코 가부시키가이샤로부터 판매되고 있는 논 캐리어 점착제 필름이나 논 캐리어 점착제 시트가 있다.
박리 필름은, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 각종의 수지를 포함하는 필름을 기재로 하고, 이 기재의 점착제층과의 접합면에 실리콘 처리와 같은 이형 처리가 실시된 것일 수 있다. 이러한 박리 필름은, 세퍼레이트 필름 또는 세퍼레이터라고도 불린다.
점착제층의 두께는 5 내지 50㎛인 것이 바람직하고, 나아가 5 내지 30㎛인 것이 보다 바람직하다. 점착제층의 두께를 30㎛ 이하로 함으로써, 고온 고습하에서의 접착성이 향상되고, 디스플레이와 점착제층 사이에 들뜸이나 박리가 발생할 가능성이 낮아지는 경향이 있으며, 리워크성도 향상되는 경향이 있다. 또한, 그의 두께를 5㎛ 이상으로 함으로써, 여기에 접합되어 있는 편광판의 치수가 변화하여도 그의 치수 변화에 점착제층이 추종하여 변동되기 때문에, 치수 변화에 대한 내구성이 향상된다.
수계 접착제로서는, 예를 들어 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지 또는 우레탄 수지를 사용하여 접착성을 향상시키기 위해, 이소시아네이트계 화합물이나 에폭시 화합물과 같은 가교제 또는 경화성 화합물을 배합한 조성물로 하는 것이 일반적이다.
수계 접착제의 주성분으로서 폴리비닐알코올계 수지를 사용하는 경우, 부분 비누화 폴리비닐알코올 및 완전 비누화 폴리비닐알코올 이외에, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올, 메틸올기 변성 폴리비닐알코올 및 아미노기 변성 폴리비닐알코올과 같은 변성된 폴리비닐알코올계 수지를 사용할 수도 있다. 이러한 폴리비닐알코올계 수지의 수용액이 수계 접착제로서 사용되지만, 수계 접착제 중의 폴리비닐알코올계 수지의 농도는 물 100질량부에 대하여 통상 1 내지 10질량부이고, 바람직하게는 1 내지 5질량부이다.
폴리비닐알코올계 수지의 수용액을 포함하는 수계 접착제에는, 상기한 바와 같이 접착성을 향상시키기 위해 다가 알데히드, 수용성 에폭시 수지, 멜라민계 화합물, 지르코니아계 화합물 및 아연 화합물과 같은 경화성 화합물을 배합할 수 있다. 수용성 에폭시 수지의 예를 들면, 디에틸렌트리아민이나 트리에틸렌테트라민과 같은 폴리알킬렌폴리아민과 아디프산과 같은 디카르복실산의 반응으로 얻어지는 폴리아미드폴리아민에 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 수용성의 폴리아미드 에폭시 수지가 있다. 이러한 폴리아미드 에폭시 수지의 시판품으로서, 스미까 켐텍스 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "스미레즈 레진 650" 및 "스미레즈 레진 675", 닛본 PMC 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "WS-525" 등이 있다. 수용성 에폭시 수지를 배합하는 경우, 그의 첨가량은 폴리비닐알코올계 수지 100질량부에 대하여 통상 1 내지 100질량부 정도이고, 바람직하게는 1 내지 50질량부이다.
또한, 수계 접착제의 주성분으로서 우레탄 수지를 사용하는 경우, 폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지를 수계 접착제의 주성분으로 하는 것이 유효하다. 여기서 말하는 폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지란, 폴리에스테르 골격을 갖는 우레탄 수지이며, 그 중에 소량의 이온성 성분(친수 성분)이 도입된 것이다. 이러한 이오노머형 우레탄 수지는, 유화제를 사용하지 않고 직접 수중에서 유화하여 에멀전이 되기 때문에 수계의 접착제로 할 수 있다. 폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지를 사용하는 경우에는, 가교제로서 수용성의 에폭시 화합물을 배합하는 것이 유효하다. 폴리에스테르계 이오노머형 우레탄 수지를 편광판의 접착제로 하는 것은, 예를 들어 일본 특허 공개 제2005-70140호 공보나 일본 특허 공개 제2005-208456호 공보에 기재되어 있다.
수계 접착제를 구성하는 이들 각 성분은, 통상 물에 녹인 상태로 사용된다. 수계 접착제를 적당한 기재 상에 도포하고, 건조시킴으로써 접착제층이 얻어진다. 물에 용해되지 않는 성분은 계 중에 분산된 상태일 수 있다.
상기 접착제층을 본 광학 필름 상에 형성하는 방법으로서는, 본 광학 필름 표면에 상기한 접착제 조성물을 직접 도포하여 접착제층을 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 접착제층의 두께는 통상 0.001 내지 5㎛ 정도이고, 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 또한 바람직하게는 4㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 3㎛ 이하이다. 접착제층이 지나치게 두꺼우면, 편광판의 외관 불량이 되기 쉽다.
또한, 예를 들어 수계 접착제를 편광판과 본 광학 필름 사이에 주입한 후, 가열함으로써 물을 증발시키면서 열 가교 반응을 진행시킴으로써 양자에 충분한 접착성을 부여할 수 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제는, 활성 에너지선의 조사를 받아 경화되고, 편광판과 본 광학 필름을 실용에 충분한 강도로 접착할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 함유하는 양이온 중합성의 활성 에너지선 경화형 접착제, 아크릴계 경화 성분과 라디칼 중합 개시제를 함유하는 라디칼 중합성의 활성 에너지선 경화형 접착제, 에폭시 화합물과 같은 양이온 중합성의 경화 성분 및 아크릴계 화합물과 같은 라디칼 중합성의 경화 성분의 양자를 함유하고, 여기에 양이온 중합 개시제 및 라디칼 중합 개시제를 배합한 활성 에너지선 경화형 접착제 및 개시제를 포함하지 않는 활성 에너지선 경화형 접착제에 전자 빔을 조사함으로써 경화시키는 전자선 경화형 접착제 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 아크릴계 경화 성분과 라디칼 중합 개시제를 함유하는 라디칼 중합성의 활성 에너지선 경화형 접착제이다. 또한, 실질적으로 무용제로 사용할 수 있는, 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 함유하는 양이온 중합성의 활성 에너지선 경화형 접착제가 바람직하다.
양이온 중합 가능한 에폭시 화합물이며, 그 자체가 실온에 있어서 액체이고, 용제를 존재시키지 않아도 적당한 유동성을 갖고, 적절한 경화 접착 강도를 부여하는 것을 선택하여, 여기에 적합한 양이온 중합 개시제를 배합한 활성 에너지선 경화형 접착제는, 편광판의 제조 설비에 있어서 편광자와 투명 보호 필름을 접착하는 공정에서 통상 필요로 되는 건조 설비를 생략할 수 있다. 또한, 적절한 활성 에너지선량을 조사함으로써 경화 속도를 촉진시켜, 생산 속도를 향상시킬 수도 있다.
이러한 접착제에 사용되는 에폭시 화합물은, 예를 들어 수산기를 갖는 방향족 화합물 또는 쇄상 화합물의 글리시딜에테르화물, 아미노기를 갖는 화합물의 글리시딜아미노화물, C-C 이중 결합을 갖는 쇄상 화합물의 에폭시화물, 포화 탄소 환에 직접 또는 알킬렌을 개재하여 글리시딜옥시기 또는 에폭시에틸기가 결합하고 있거나, 또는 포화 탄소환에 직접 에폭시기가 결합하고 있는 지환식 에폭시 화합물 등일 수 있다. 이 에폭시 화합물은 각각 단독으로 사용할 수도 있고, 상이한 복수종을 병용할 수도 있다. 이 중에서도 지환식 에폭시 화합물은, 양이온 중합성이 우수하다는 점에서 바람직하게 사용된다.
수산기를 갖는 방향족 화합물 또는 쇄상 화합물의 글리시딜에테르화물은, 예를 들어 이들 방향족 화합물 또는 쇄상 화합물의 수산기에 에피클로로히드린을 염기성 조건하에서 부가 축합시키는 방법에 의해 제조할 수 있다. 이러한 수산기를 갖는 방향족 화합물 또는 쇄상 화합물의 글리시딜에테르화물에는 비스페놀류의 디글리시딜에테르, 다방향환형 에폭시 수지, 알킬렌글리콜 또는 폴리알킬렌글리콜의 디글리시딜에테르 등이 포함된다.
비스페놀류의 디글리시딜에테르로서, 예를 들어 비스페놀 A의 글리시딜에테르화물 및 그의 올리고머체, 비스페놀 F의 글리시딜에테르화물 및 그의 올리고머체, 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-비페놀의 글리시딜에테르화물 및 그의 올리고머체 등을 들 수 있다.
다방향환형 에폭시 수지로서, 예를 들어 페놀노볼락 수지의 글리시딜에테르화물, 크레졸 노볼락 수지의 글리시딜에테르화물, 페놀아르알킬 수지의 글리시딜에테르화물, 나프톨아르알킬 수지의 글리시딜에테르화물, 페놀디시클로펜타디엔 수지의 글리시딜에테르화물 등을 들 수 있다. 또한, 트리스페놀류의 글리시딜에테르화물 및 그의 올리고머체 등도 다방향환형 에폭시 수지에 속한다.
알킬렌글리콜 또는 폴리알킬렌글리콜의 디글리시딜에테르로서, 예를 들어 에틸렌글리콜의 글리시딜에테르화물, 디에틸렌글리콜의 글리시딜에테르화물, 1,4-부탄디올의 글리시딜에테르화물, 1,6-헥산디올의 글리시딜에테르화물 등을 들 수 있다.
아미노기를 갖는 화합물의 글리시딜아미노화물은, 예를 들어 해당 화합물의 아미노기에 에피클로로히드린을 염기성 조건하에서 부가 축합시키는 방법에 의해 제조할 수 있다. 아미노기를 갖는 화합물은, 동시에 수산기를 가질 수도 있다. 이러한 아미노기를 갖는 화합물의 글리시딜아미노화물에는 1,3-페닐렌디아민의 글리시딜아미노화물 및 그의 올리고머체, 1,4-페닐렌디아민의 글리시딜아미노화물 및 그의 올리고머체, 3-아미노페놀의 글리시딜아미노화 및 글리시딜에테르화물 및 그의 올리고머체, 4-아미노페놀의 글리시딜아미노화 및 글리시딜에테르화물 및 그의 올리고머체 등이 포함된다.
C-C 이중 결합을 갖는 쇄상 화합물의 에폭시화물은, 그의 쇄상 화합물의 C-C 이중 결합을 염기성 조건하에서 과산화물을 사용하여 에폭시화하는 방법에 의해 제조할 수 있다. C-C 이중 결합을 갖는 쇄상 화합물에는 부타디엔, 폴리부타디엔, 이소프렌, 펜타디엔, 헥사디엔 등이 포함된다. 또한, 이중 결합을 갖는 테르펜류도 에폭시화 원료로서 사용할 수 있으며, 비환식 모노테르펜으로서 리날로올 등이 있다. 에폭시화에 사용되는 과산화물은, 예를 들어 과산화수소, 과아세트산, tert-부틸히드로퍼옥시드 등일 수 있다.
포화 탄소환에 직접 또는 알킬렌을 개재하여 글리시딜옥시기 또는 에폭시에틸기가 결합하고 있는 지환식 에폭시 화합물은, 앞서 설명한 비스페놀류를 대표예로 하는 수산기를 갖는 방향족 화합물의 방향환을 수소화하여 얻어지는 수소화 폴리히드록시 화합물의 글리시딜에테르화물, 수산기를 갖는 시클로알칸 화합물의 글리시딜에테르화물, 비닐기를 갖는 시클로알칸 화합물의 에폭시화물 등일 수 있다.
이상 설명한 에폭시 화합물은, 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 예를 들어 각각 상품명으로 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "jER" 시리즈, DIC 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "에피클론", 도또 가세이 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "에포토토(등록 상표)", 가부시끼가이샤 아데카로부터 판매되고 있는 "아데카 레진(등록 상표)", 나가세 켐텍스 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "데나콜(등록 상표), "다우 케미컬사로부터 판매되고 있는 "다우 에폭시", 닛산 가가꾸 고교 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "테픽(등록 상표)" 등을 들 수 있다.
한편, 포화 탄소환에 직접 에폭시기가 결합하고 있는 지환식 에폭시 화합물은, 예를 들어 C-C 이중 결합을 환 내에 갖는 비방향족 환상 화합물의 C-C 이중 결합을 염기성 조건하에서 과산화물을 사용하여 에폭시화하는 방법에 의해 제조할 수 있다. C-C 이중 결합을 환 내에 갖는 비방향족 환상 화합물로서는, 예를 들어 시클로펜텐환을 갖는 화합물, 시클로헥센환을 갖는 화합물, 시클로펜텐환 또는 시클로헥센환에 적어도 2개의 탄소 원자가 더 결합하여 추가의 환을 형성하고 있는 다 환식 화합물 등을 들 수 있다. C-C 이중 결합을 환 내에 갖는 비방향족 환상 화합물은, 환 외에 다른 C-C 이중 결합을 가질 수도 있다. C-C 이중 결합을 환 내에 갖는 비방향족 환상 화합물의 예를 들면, 시클로헥센, 4-비닐시클로헥센, 단환식 모노테르펜인 리모넨 및 α-피넨 등이 있다.
포화 탄소환에 직접 에폭시기가 결합하고 있는 지환식 에폭시 화합물은, 앞서 설명한 바와 같은 환에 직접 결합한 에폭시기를 갖는 지환식 구조가 적당한 연결기를 개재하여 분자 내에 적어도 2개 형성된 화합물일 수도 있다. 여기서 말하는 연결기에는, 예를 들어 에스테르 결합, 에테르 결합, 알킬렌 결합 등이 포함된다.
포화 탄소환에 직접 에폭시기가 결합하고 있는 지환식 에폭시 화합물의 구체적인 예를 들면, 다음과 같은 것이 있다.
3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트,
1,2-에폭시-4-비닐시클로헥산,
1,2-에폭시-4-에폭시에틸시클로헥산,
1,2-에폭시-1-메틸-4-(1-메틸에폭시에틸)시클로헥산,
3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트,
2,2-비스(히드록시메틸)-1-부탄올과 4-에폭시에틸-1,2-에폭시시클로헥산의 부가물,
에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트),
옥시디에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트),
1,4-시클로헥산디메틸비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트),
3-(3,4-에폭시시클로헥실메톡시카르보닐)프로필 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 등.
이상 설명한 포화 탄소환에 직접 에폭시기가 결합하고 있는 지환식 에폭시 화합물도 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들어 각각 상품명으로 가부시끼가이샤 다이셀로부터 판매되고 있는 "셀록사이드" 시리즈 및 "사이크로마", 다우 케미컬사로 판매되고 있는 "사이라큐어 UVR" 시리즈 등을 들 수 있다.
에폭시 화합물을 함유하는 경화성 접착제는, 에폭시 화합물 이외의 활성 에너지선 경화성 화합물을 더 함유할 수도 있다. 에폭시 화합물 이외의 활성 에너지선 경화성 화합물로서는, 예를 들어 옥세탄 화합물이나 아크릴 화합물 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 양이온 중합에 있어서 경화 속도를 촉진시킬 수 있는 가능성이 있기 때문에, 옥세탄 화합물을 병용하는 것이 바람직하다.
옥세탄 화합물은 분자 내에 4원환 에테르를 갖는 화합물이며, 예를 들어 다음과 같은 것을 들 수 있다.
1,4-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸〕벤젠,
3-에틸-3-(2-에틸헥실옥시메틸)옥세탄,
비스(3-에틸-3-옥세타닐메틸)에테르,
3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄,
3-에틸-3-(시클로헥실옥시메틸)옥세탄,
페놀노볼락옥세탄,
1,3-비스〔(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시〕벤젠 등.
옥세탄 화합물도 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들어 각각 상품명으로 도아 고세 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "알론옥세탄(등록 상표)" 시리즈, 우베 고산 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "이터나콜(ETERNACOLL)(등록 상표)" 시리즈 등을 들 수 있다.
에폭시 화합물이나 옥세탄 화합물을 포함하는 경화성 화합물은, 이들이 배합된 접착제를 무용제로 하기 위해 유기 용제 등으로 희석되어 있지 않은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 접착제를 구성하는 다른 성분이며, 후술하는 양이온 중합 개시제나 증감제를 포함하는 소량 성분도, 유기 용제에 용해된 것보다도 유기 용제가 제거ㆍ건조된 그의 화합물 단독의 분체 또는 액체를 사용하는 것이 바람직하다.
양이온 중합 개시제는 활성 에너지선, 예를 들어 자외선의 조사를 받아 양이온종을 발생하는 화합물이다. 그것이 배합된 접착제에 요구되는 접착 강도 및 경화 속도를 부여하는 것이 바람직하지만, 예를 들어 방향족 디아조늄염; 방향족 요오도늄염이나 방향족 술포늄염과 같은 오늄염; 철-아렌 착체 등을 들 수 있다. 이 양이온 중합 개시제는 각각 단독으로 사용할 수도 있고, 상이한 복수종을 병용할 수도 있다.
방향족 디아조늄염으로서는, 예를 들어 다음과 같은 것을 들 수 있다.
벤젠디아조늄 헥사플루오로안티모네이트,
벤젠디아조늄 헥사플루오로포스페이트,
벤젠디아조늄 헥사플루오로보레이트 등.
방향족 요오도늄염으로서는, 예를 들어 다음과 같은 것을 들 수 있다.
디페닐요오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트,
디페닐요오도늄 헥사플루오로포스페이트,
디페닐요오도늄 헥사플루오로안티모네이트,
비스(4-노닐페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트 등.
방향족 술포늄염으로서는, 예를 들어 다음과 같은 것을 들 수 있다.
트리페닐술포늄 헥사플루오로포스페이트,
트리페닐술포늄 헥사플루오로안티모네이트,
트리페닐술포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트,
디페닐(4-페닐티오페닐)술포늄 헥사플루오로안티모네이트,
4,4'-비스(디페닐술포니오)디페닐술피드 비스헥사플루오로포스페이트,
4,4'-비스〔디(β-히드록시에톡시페닐)술포니오〕디페닐술피드 비스헥사플루오로안티모네이트,
4,4'-비스〔디(β-히드록시에톡시페닐)술포니오〕디페닐술피드 비스헥사플루오로포스페이트,
7-〔디(p-톨루일)술포니오〕-2-이소프로필티오크산톤 헥사플루오로안티모네이트,
7-〔디(p-톨루일)술포니오〕-2-이소프로필티오크산톤 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트,
4-페닐카르보닐-4'-디페닐술포니오디페닐술피드 헥사플루오로포스페이트,
4-(p-tert-부틸페닐카르보닐)-4'-디페닐술포니오디페닐술피드 헥사플루오로안티모네이트,
4-(p-tert-부틸페닐카르보닐)-4'-디(p-톨루일)술포니오-디페닐술피드 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등.
철-아렌 착체로서는, 예를 들어 다음과 같은 것을 들 수 있다.
크실렌-시클로펜타디에닐철(II)헥사플루오로안티모네이트,
쿠멘-시클로펜타디에닐철(II)헥사플루오로포스페이트,
크실렌-시클로펜타디에닐철(II)트리스(트리플루오로메틸술포닐)메타나이드 등.
양이온 중합 개시제 중에서도 방향족 술포늄염은 300nm 이상의 파장 영역에서도 자외선 흡수 특성을 갖기 때문에 경화성이 우수하고, 양호한 기계 강도나 접착 강도를 갖는 접착제층을 부여할 수 있기 때문에 바람직하게 사용된다.
양이온 중합 개시제도 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하며, 예를 들어 각각 상품명으로 닛본 가야꾸 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 "카야래드(등록 상표)" 시리즈, 다우 케미컬사로부터 판매되고 있는 "사이라큐어 UVI" 시리즈, 산아프로 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 광산 발생제 "CPI" 시리즈, 미도리 가가꾸 가부시끼가이샤로부터 판매되고 있는 광산 발생제 "TAZ", "BBI" 및 "DTS", 가부시끼가이샤 아데카로부터 판매되고 있는 "아데카 옵토머" 시리즈, 로디아사로부터 판매되고 있는 "로도실(RHODORSIL)(등록 상표)" 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제에 있어서, 양이온 중합 개시제는 활성 에너지선 경화형 접착제의 총량 100질량부에 대하여 통상 0.5 내지 20질량부의 비율로 배합되고, 바람직하게는 1 내지 15질량부이다. 그의 양이 지나치게 적으면 경화가 불충분해져, 접착제층의 기계 강도나 접착 강도를 저하시키는 경우가 있다. 또한, 그의 양이 지나치게 많으면, 접착제층 중의 이온성 물질이 증가함으로써 접착제층의 흡습성이 높아지고, 얻어지는 편광판의 내구 성능을 저하시키는 경우가 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제를 전자선 경화형으로 사용하는 경우, 조성물 중에 광중합 개시제를 함유시키는 것은 특별히 필요하지 않지만, 자외선 경화형으로 사용하는 경우에는 광라디칼 발생제를 사용하는 것이 바람직하다. 광라디칼 발생제로서는, 수소 인발형 광라디칼 발생제와 개열형 광라디칼 발생제를 들 수 있다.
수소 인발형 광라디칼 발생제로서는, 예를 들어 1-메틸나프탈렌, 2-메틸나프탈렌, 1-플루오로나프탈렌, 1-클로로나프탈렌, 2-클로로나프탈렌, 1-브로모나프탈렌, 2-브로모나프탈렌, 1-요오도나프탈렌, 2-요오도나프탈렌, 1-나프톨, 2-나프톨, 1-메톡시나프탈렌, 2-메톡시나프탈렌, 1,4-디시아노나프탈렌 등의 나프탈렌 유도체, 안트라센, 1,2-벤즈안트라센, 9,10-디클로로안트라센, 9,10-디브로모안트라센, 9,10-디페닐안트라센, 9-시아노안트라센, 9,10-디시아노안트라센, 2,6,9,10-테트라시아노안트라센 등의 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 카르바졸, 9-메틸카르바졸, 9-페닐카르바졸, 9-프로페-2-이닐-9H-카르바졸, 9-프로필-9H-카르바졸, 9-비닐카르바졸, 9H-카르바졸-9-에탄올, 9-메틸-3-니트로-9H-카르바졸, 9-메틸-3,6-디니트로-9H-카르바졸, 9-옥타노일카르바졸, 9-카르바졸메탄올, 9-카르바졸프로피온산, 9-카르바졸프로피오니트릴, 9-에틸-3,6-디니트로-9H-카르바졸, 9-에틸-3-니트로카르바졸, 9-에틸카르바졸, 9-이소프로필카르바졸, 9-(에톡시카르보닐메틸)카르바졸, 9-(모르폴리노메틸)카르바졸, 9-아세틸카르바졸, 9-알릴카르바졸, 9-벤질-9H-카르바졸, 9-카르바졸아세트산, 9-(2-니트로페닐)카르바졸, 9-(4-메톡시페닐)카르바졸, 9-(1-에톡시-2-메틸-프로필)-9H-카르바졸, 3-니트로카르바졸, 4-히드록시카르바졸, 3,6-디니트로-9H-카르바졸, 3,6-디페닐-9H-카르바졸, 2-히드록시카르바졸, 3,6-디아세틸-9-에틸카르바졸 등의 카르바졸 유도체, 벤조페논, 4-페닐벤조페논, 4,4'-비스(디메톡시)벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-벤조일벤조산메틸에스테르, 2-메틸벤조페논, 3-메틸벤조페논, 4-메틸벤조페논, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등의 벤조페논 유도체, 방향족 카르보닐 화합물, [4-(4-메틸페닐티오)페닐]-페닐메타논, 크산톤, 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 4-클로로티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등의 티오크산톤 유도체나 쿠마린 유도체 등을 들 수 있다.
개열형 광라디칼 발생제는, 활성 에너지선을 조사함으로써 해당 화합물이 개열하여 라디칼을 발생하는 타입의 광라디칼 발생제이며, 그의 구체예로서 벤조인에테르 유도체, 아세토페논 유도체 등의 아릴알킬케톤류, 옥심케톤류, 아실포스핀옥시드류, 티오벤조산 S-페닐류, 티타노센류 및 이것들을 고분자량화한 유도체를 들 수 있지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 시판되어 있는 개열형 광라디칼 발생제로서는 1-(4-도데실벤조일)-1-히드록시-1-메틸에탄, 1-(4-이소프로필벤조일)-1-히드록시-1-메틸에탄, 1-벤조일-1-히드록시-1-메틸에탄, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-벤조일]-1-히드록시-1-메틸에탄, 1-[4-(아크릴로일옥시에톡시)-벤조일]-1-히드록시-1-메틸에탄, 디페닐케톤, 페닐-1-히드록시클로헥실케톤, 벤질디메틸케탈, 비스(시클로펜타디에닐)-비스(2,6-디플루오로-3-피릴-페닐)티타늄, (η6-이소프로필 벤젠)-(η5-시클로펜타디에닐)-철(II)헥사플루오로포스페이트, 트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 비스(2,6-디메톡시-벤조일)-(2,4,4-트리메틸-펜틸)-포스핀옥시드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-2,4-디펜톡시페닐포스핀옥시드 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐-포스핀옥시드, (4-모르폴리노벤조일)-1-벤질-1-디메틸아미노프로판, 4-(메틸티오벤조일)-1-메틸-1-모르폴리노에탄 등을 들 수 있지만 이것으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 활성 에너지 경화형 접착제 중에서 전자선 경화형에 포함되는 광라디칼 발생제, 즉 수소 인발형 또는 개열형 광라디칼 발생제는 모두 각각 단독으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 복수개를 조합하여 사용할 수도 있지만, 광라디칼 발생제 단체의 안정성이나 경화성의 면에서 보다 바람직한 것은 개열형 광라디칼 발생제의 1종 이상의 조합이다. 개열형 광라디칼 발생제 중에서도 아실포스핀옥시드류가 바람직하고, 보다 구체적으로는 트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드(상품명 「다로큐어(DAROCURE) TPO」; 시바·재팬(주)), 비스(2,6-디메톡시-벤조일)-(2,4,4-트리메틸-펜틸)-포스핀옥시드(상품명 「CGI 403」; 시바·재팬(주)) 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-2,4-디펜톡시페닐포스핀옥시드(상품명 「이르가큐어 819」; 시바·재팬(주))가 바람직하다.
활성 에너지선 경화형 접착제는, 필요에 따라 증감제를 함유할 수 있다. 증감제를 사용함으로써, 반응성이 향상되고, 접착제층의 기계 강도나 접착 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 증감제로서는 상술한 것을 적절히 적용할 수 있다.
증감제를 배합하는 경우, 그의 배합량은 활성 에너지선 경화형 접착제의 총량 100질량부에 대하여 0.1 내지 20질량부의 범위로 하는 것이 바람직하다.
활성 에너지선 경화형 접착제에는, 그의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 각종 첨가제를 배합할 수 있다. 배합할 수 있는 첨가제로서, 예를 들어 이온 트랩제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 점착 부여제, 열가소성 수지, 충전제, 유동 조정제, 가소제, 소포제 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화형 접착제를 구성하는 이들 각 성분은, 통상 용제에 녹인 상태로 사용된다. 활성 에너지선 경화형 접착제가 용제를 포함하는 경우, 활성 에너지선 경화형 접착제를 적당한 기재 상에 도포하고 건조시킴으로써, 접착제층이 얻어진다. 용제에 용해되지 않는 성분은 계 중에 분산된 상태일 수 있다.
상기 접착제층을 본 광학 필름 상에 형성하는 방법으로서는, 본 광학 필름 표면에 상기한 접착제 조성물을 직접 도포하여 접착제층을 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 접착제층의 두께는 통상 0.001 내지 5㎛ 정도이고, 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 또한 바람직하게는 4㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 3㎛ 이하이다. 접착제층이 지나치게 두꺼우면, 편광판의 외관 불량이 되기 쉽다.
활성 에너지선 경화형 접착제는, 상술한 도포 방법에 의해 필름에 도공할 수 있다. 이때, 활성 에너지선 경화형 접착제의 점도로서는, 다양한 방법으로 도공할 수 있는 점도를 갖는 것일 수 있지만, 그의 온도 25℃에 있어서의 점도는 10 내지 30,000 mPaㆍsec의 범위에 있는 것이 바람직하고, 50 내지 6,000mPaㆍsec의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 이 점도가 지나치게 작으면, 불균일이 없는 균질한 도막이 얻어지기 어려워지는 경향이 있다. 한편, 이 점도가 지나치게 크면, 유동하기 어려워져 마찬가지로 불균일이 없는 균질한 도막이 얻어지기 어려워지는 경향이 있다. 여기서 말하는 점도는, B형 점도계를 사용하여 그의 접착제를 25℃로 온도 조절한 후, 60rpm으로 측정되는 값이다.
상기 활성 에너지선 경화형 접착제는 전자선 경화형, 자외선 경화형의 형태로 사용할 수 있다. 본 발명의 활성 에너지선이란, 활성종을 발생하는 화합물을 분해하여 활성종을 발생시킬 수 있는 에너지선으로 정의된다. 이러한 활성 에너지선으로서는 가시광, 자외선, 적외선, X선, a선, β선, γ선 및 전자선 등을 들 수 있다.
전자선 경화형에 있어서, 전자선의 조사 조건은, 상기 활성 에너지선 경화형 접착제를 경화할 수 있는 조건이면 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다. 예를 들어, 전자선 조사는 가속 전압이 바람직하게는 5kV-300kV이고, 더욱 바람직하게는 10kV 내지 250kV이다. 가속 전압이 5kV 미만인 경우, 전자선이 접착제까지 도달하지 않고 경화 부족이 될 우려가 있으며, 가속 전압이 300kV를 초과하면, 시료를 통과하는 침투력이 지나치게 강하여 전자선이 튀어올라, 투명 보호 필름이나 편광자에 손상을 입힐 우려가 있다. 조사선량으로서는 5 내지 100kGy, 더욱 바람직하게는 10 내지 75kGy이다. 조사선량이 5kGy 미만인 경우에는 접착제가 경화 부족이 되고, 100kGy를 초과하면 투명 보호 필름이나 편광자에 손상을 입혀, 기계적 강도의 저하나 황변을 발생시키고, 원하는 광학 특성을 얻을 수 없다.
전자선 조사는 통상 불활성 가스 중에서 조사를 행하지만, 필요하면 대기 중이나 산소를 조금 도입한 조건으로 행할 수도 있다. 투명 보호 필름의 재료에 따라서도 상이하지만, 산소를 적절히 도입함으로써 최초로 전자선이 닿는 투명 보호 필름면에 굳이 산소 저해를 발생시켜, 투명 보호 필름으로의 대미지를 방지할 수 있고, 접착제에만 효율적으로 전자선을 조사시킬 수 있다.
자외선 경화형에 있어서, 활성 에너지선 경화형 접착제의 광조사 강도는 접착제의 조성마다 결정되는 것이며 특별히 한정되지 않지만, 10 내지 5000mW/cm2인 것이 바람직하다. 수지 조성물로의 광조사 강도가 10mW/cm2 미만이면 반응 시간이 지나치게 길어지고, 5000mW/cm2를 초과하면 광원으로부터 복사되는 열 및 조성물의 중합시의 발열에 의해, 접착제의 구성 재료의 황변이나 편광자의 열화를 발생할 가능성이 있다. 또한, 조사 강도는, 바람직하게는 광 양이온 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역에서의 강도이고, 보다 바람직하게는 파장 400nm 이하의 파장 영역에서의 강도이고, 더욱 바람직하게는 파장 280 내지 320nm의 파장 영역에서의 강도이다. 이러한 광조사 강도로 1회 또는 복수회 조사하여, 그의 적산 광량이 10mJ/cm2 이상, 바람직하게는 10 내지 5,000mJ/cm2가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 상기 접착제로의 적산 광량이 10mJ/cm2 미만이면, 중합 개시제 유래의 활성종의 발생이 충분하지 않고, 접착제의 경화가 불충분해진다. 한편 그의 적산 광량이 5,000mJ/cm2를 초과하면 조사 시간이 매우 길어져, 생산성 향상에는 불리해진다. 이때, 사용하는 필름이나 접착제 종류의 조합 등에 따라, 어느 파장 영역(UVA(320 내지 390nm)나 UVB(280 내지 320nm) 등)에서의 적산 광량이 필요할지는 상이하다.
본 발명에 있어서의 활성 에너지선의 조사에 의해 접착제의 중합 경화를 행하기 위해 사용하는 광원은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 크세논 램프, 할로겐 램프, 카본 아크등, 텅스텐 램프, 갈륨 램프, 엑시머 레이저, 파장 범위 380 내지 440nm를 발광하는 LED 광원, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프를 들 수 있다. 에너지의 안정성이나 장치의 간편함의 관점에서, 파장 400nm 이하에 발광 분포를 갖는 자외 광원인 것이 바람직하다.
[원편광판]
본 광학 필름은 편광판과 조합함으로써, 본 광학 필름과 편광판을 구비하는 원편광판(이하, 본 원편광판이라고 하는 경우가 있음)을 얻을 수 있다. 본 광학 필름과 편광판은 통상 접착제로 접합된다. 바람직하게는 활성 에너지선 경화형 접착제로 접합된다.
제1 위상차층이 1층만으로 구성되며, 지상축이 하나밖에 존재하지 않는 경우, 본 광학 필름의 제1 위상차층의 지상축(광축)에 대하여 상기 편광판의 투과축이 실질적으로 45°가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 실질적으로 45°란, 통상 45±5°의 범위이다. 도 3에 본 원편광판 (110)의 모식도를 도시한다.
도 3에 도시하는 본 원편광판에서 사용하는 편광판은, 편광자의 한쪽 면에 보호 필름을 갖는 것일 수도 있고, 편광자의 양면에 보호 필름을 갖는 것일 수도 있다. 도 3(c) 내지 도 3(h)는 기재 상에 제1 및 제2 위상차층을 형성한 본 광학 필름을 포함하는 원편광판이며, 이들 기재는 편광자의 한쪽 면에 보호 필름을 갖는 편광판을 사용한 경우의 다른쪽 면의 보호 필름으로서의 기능도 행할 수 있다. 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시하는 구성은 기재를 갖지 않는 본 광학 필름을 적층하여 이루어지지만, 편광판 상에 중합성 액정 조성물을 직접 도포하여 위상차층을 형성할 수도 있고, 편광자면에 접착제를 사용하여 위상차층을 접합할 수도 있고, 편광판 상에 접착제를 사용하여 위상차층을 접합할 수도 있다.
편광자면 또는 편광판 등의 다른 기재에, 기재를 갖지 않는 본 광학 필름을 접합하는 방법으로서는, 기재를 제거한 본 광학 필름을 접착제를 사용하여 다른 기재에 접합하는 방법, 및 본 광학 필름을 접착제를 사용하여 다른 기재에 접합한 후에 기재를 제거하는 방법 등을 들 수 있다. 이때, 접착제는 본 광학 필름이 갖는 위상차층측에 도포될 수도 있고, 또한 다른 기재측에 도포될 수도 있다. 기재와 위상차층 사이에 배향막이 있는 경우에는, 기재와 함께 배향막도 제거할 수 있다.
위상차층 또는 배향막 등과 화학 결합을 형성하는 관능기를 표면에 갖는 기재는, 위상차층 또는 배향막 등과 화학 결합을 형성하여, 제거하기 어려워지는 경향이 있다. 따라서, 기재를 박리하여 제거하는 경우에는 표면의 관능기가 적은 기재가 바람직하고, 또한 표면에 관능기를 형성하는 표면 처리를 실시하지 않은 기재가 바람직하다.
또한, 기재와 화학 결합을 형성하는 관능기를 갖는 배향막은 기재와 배향막의 밀착력이 커지는 경향이 있기 때문에, 기재를 박리하여 제거하는 경우에는, 기재와 화학 결합을 형성하는 관능기가 적은 배향막이 바람직하다. 또한, 기재와 배향막을 가교하는 시약이 포함되지 않는 것이 바람직하고, 또한 배향성 중합체 조성물 및 광배향막 형성용 조성물 등의 용액에는 기재를 용해하는 용제 등의 성분이 포함되지 않는 것이 바람직하다.
또한, 위상차층과 화학 결합을 형성하는 관능기를 갖는 배향막은, 위상차층과 배향막의 밀착력이 커지는 경향이 있다. 따라서 기재와 함께 배향막을 제거하는 경우에는, 위상차층과 화학 결합을 형성하는 관능기가 적은 배향막이 바람직하다. 또한, 위상차층 및 배향막에는, 위상차층과 배향막을 가교하는 시약이 포함되지 않는 것이 바람직하다.
또한, 배향막과 화학 결합을 형성하는 관능기를 갖는 위상차층은, 배향막과 위상차층의 밀착력이 커지는 경향이 있다. 따라서 기재를 제거하는 경우, 또는 기재와 함께 배향막을 제거하는 경우에는, 기재 또는 배향막과 화학 결합을 형성하는 관능기가 적은 위상차층이 바람직하다. 또한, 중합성 액정 조성물은, 바람직하게는 기재 또는 배향막과 위상차층을 가교하는 시약을 포함하지 않는다.
예를 들어, 기재, 제2 위상차층 및 제1 위상차층이 이 순서대로 적층된 본 광학 필름의 제1 위상차층의 표면에 접착제를 도포하고, 여기에 편광판을 접합하고, 그 후 본 광학 필름의 기재를 제거함으로써, 편광판, 제1 위상차층 및 제2 위상차층이 이 순서대로 적층된 도 3(a)에 도시하는 구성의 원편광판을 제조할 수 있다. 또한, 기재, 제1 위상차층 및 제2 위상차층이 이 순서대로 적층된 본 광학 필름의 제2 위상차층의 표면에 접착제를 도포하고, 여기에 편광판을 접합하고, 그 후 본 광학 필름의 기재를 제거함으로써, 편광판, 제2 위상차층 및 제1 위상차층이 이 순서로 적층된 도 3(b)에 도시하는 구성의 원편광판을 제조할 수 있다.
도 3(i) 내지 도 3(n)에 도시하는 구성은, 기재를 2매 갖는 본 광학 필름을 적층하여 이루어지는 것이다.
제1 위상차층이 층 A 및 층 B를 포함하는 경우, 또는 제3 위상차층을 포함하는 경우의 본 원편광판의 구성을 도 4에 도시한다. 층 A 및 층 B, 또는 제3 위상차층을 포함하는 구성의 경우에는, 편광판을 적층하는 위치에 제한이 있다.
구체적으로는, λ/4의 위상차를 갖는 층 A와, λ/2의 위상차를 갖는 층 B를 적층하는 경우, 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, 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, 편광판, 층 B 및 층 A가 이 순서대로 적층되거나, 또는 편광판, 제3 위상차층 및 제1 위상차층이 이 순서대로 적층될 필요가 있다. 이와 같이 적층함으로써, 얻어지는 원편광판은 광대역 λ/4판으로서 기능을 발현하는 것이 가능해진다. 여기서, 층 A와 층 B를 형성하는 축 각도에 제한은 없으며, 예를 들어 일본 특허 공개 제2004-126538호 공보에 기재된 바와 같이, 층 A와 층 B의 지상축 각도를 편광판의 흡수축에 대하여 30°와 -30°, 또는 45°와 -45°로 하여도 광대역 λ/4판으로서의 기능을 발현시킬 수 있는 것은 공지되어 있기 때문에, 원하는 방법으로 층을 적층하는 것이 가능하다.
도 4(a) 및 도 4(b)에 도시하는 구성은 기재를 갖지 않는 본 광학 필름을 적층하여 이루어지지만, 이들 구성을 갖는 원편광판은 상기한 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시하는 구성의 원편광판의 제조 방법과 마찬가지의 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 원편광판은 다양한 표시 장치에 사용할 수 있지만, 특히 유기 전계 발광(EL) 표시 장치 및 무기 전계 발광(EL) 표시 장치, 및 터치 패널을 구비하는 유기 전계 발광 표시 장치에 유효하게 사용할 수 있다.
<편광판>
편광판은, 편광 기능을 갖는 필름이면 된다. 해당 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, 예를 들어 2색성 색소를 들 수 있다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름을 편광자로서 포함하는 필름은 통상 폴리비닐알코올계 수지 필름을 1축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 2색성 색소로 염색함으로써 그 2색성 색소를 흡착시키는 공정, 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐서 제조된 편광자 중 적어도 한쪽의 면에 접착제를 개재하여 투명 보호 필름에 끼워 넣음으로써 제작된다.
폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 뿐만 아니라, 아세트산비닐과 그에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체가 사용된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들어 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰％ 정도이고, 바람직하게는 98몰％ 이상이다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있을 수도 있고, 예를 들어 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈도 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000 정도이고, 바람직하게는 1,500 내지 5,000의 범위이다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이 편광판의 원반 필름으로서 사용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지된 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알코올계 원반 필름의 막 두께는, 예를 들어 10 내지 150㎛ 정도로 할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 1축 연신은, 2색성 색소에 의한 염색 전, 염색과 동시, 또는 염색 후에 행할 수 있다. 1축 연신을 염색 후에 행하는 경우, 이 1축 연신은 붕산 처리 전에 행할 수도 있고, 붕산 처리 중에 행할 수도 있다. 또한, 이들의 복수의 단계로 1축 연신을 행하는 것도 가능하다. 1축 연신시에는, 주위 속도가 상이한 롤간에서 1축으로 연신할 수도 있고, 열 롤을 사용하여 1축으로 연신할 수도 있다. 또한, 1축 연신은 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신일 수도 있고, 용제를 사용하여 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신일 수도 있다. 연신 배율은 통상 3 내지 8배 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 2색성 색소에 의한 염색은, 예를 들어 2색성 색소를 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법에 의해 행해진다.
2색성 색소로서, 구체적으로는 요오드나 2색성의 유기 염료가 사용된다. 2색성의 유기 염료로서는 C.I.다이렉트 레드(DIRECT RED) 39 등의 디스아조 화합물을 포함하는 2색성 직접 염료 및 트리스아조, 테트라키스아조 등의 화합물을 포함하는 2색성 직접 염료 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에의 침지 처리를 실시해두는 것이 바람직하다.
2색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우에는 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은, 물 100질량부당 통상 0.01 내지 1질량부 정도이다. 또한, 요오드화칼륨의 함유량은 물 100질량부당 통상 0.5 내지 20질량부 정도이다. 염색에 사용하는 수용액의 온도는 통상 20 내지 40℃ 정도이다. 또한, 이 수용액으로의 침지 시간(염색 시간)은 통상 20 내지 1,800초 정도이다.
한편, 2색성 색소로서 2색성의 유기 염료를 사용하는 경우에는, 통상 수용성 2색성 염료를 포함하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 2색성 유기 염료의 함유량은 물 100질량부당 통상 1×10-4 내지 10질량부 정도이고, 바람직하게는 1×10-3 내지 1질량부이고, 더욱 바람직하게는 1×10-3 내지 1×10-2 질량부이다. 이 수용액은, 황산나트륨과 같은 무기염을 염색 보조제로서 포함하고 있을 수도 있다. 염색에 사용하는 2색성 염료 수용액의 온도는 통상 20 내지 80℃ 정도이다. 또한, 이 수용액으로의 침지 시간(염색 시간)은 통상 10 내지 1,800초 정도이다.
2색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는 통상, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액에 침지하는 방법에 의해 행할 수 있다. 이 붕산 수용액에 있어서의 붕산의 함유량은 물 100질량부당 통상 2 내지 15질량부 정도이고, 바람직하게는 5 내지 12질량부이다. 2색성 색소로서 요오드를 사용한 경우에는, 이 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하고, 이 경우의 요오드화칼륨의 합유량은 물 100질량부당 통상 0.1 내지 15질량부 정도이고, 바람직하게는 5 내지 12질량부이다. 붕산 수용액으로의 침지 시간은 통상 60 내지 1,200초 정도이고, 바람직하게는 150 내지 600초, 더욱 바람직하게는 200 내지 400초이다. 붕산 처리의 온도는 통상 50℃ 이상이고, 바람직하게는 50 내지 85℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 80℃이다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 통상 수세 처리된다. 수세 처리는, 예를 들어 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지하는 방법에 의해 행할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는, 통상 5 내지 40℃ 정도이다. 또한, 침지 시간은 통상 1 내지 120초 정도이다.
수세 후에 건조 처리가 실시되어, 편광자가 얻어진다. 건조 처리는 예를 들어, 열풍 건조기나 원적외선 히터를 사용하여 행할 수 있다. 건조 처리의 온도는 통상 30 내지 100℃ 정도이고, 바람직하게는 50 내지 80℃이다. 건조 처리의 시간은 통상 60 내지 600초 정도이고, 바람직하게는 120 내지 600초이다. 건조 처리에 의해, 편광자의 수분율은 실용 정도까지 감소된다. 그의 수분율은 통상 5 내지 20중량％ 정도이고, 바람직하게는 8 내지 15중량％이다. 수분율이 5중량％를 하회하면, 편광자의 가요성이 상실되고, 편광자가 그의 건조 후에 손상되거나 파단되는 경우가 있다. 또한, 수분율이 20중량％를 상회하면, 편광자의 열 안정성이 나빠질 가능성이 있다.
이와 같이 하여 폴리비닐알코올계 수지 필름에 1축 연신, 2색성 색소에 의한 염색, 붕산 처리, 수세 및 건조를 하여 얻어지는 편광자의 두께는 바람직하게는 5 내지 40㎛이다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름으로서는, 액정성을 갖는 2색성 색소를 포함하는 조성물 또는 2색성 색소와 중합성 액정을 포함하는 조성물을 도포하여 얻어지는 필름 등을 들 수 있다. 해당 필름은, 바람직하게는 그의 한쪽 면 또는 양면에 보호 필름을 갖는다. 해당 보호 필름으로서는, 상기한 기재와 동일한 것을 들 수 있다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름은 얇은 편이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하되고, 가공성이 떨어지는 경향이 있다. 해당 필름의 두께는 통상 20㎛ 이하이고, 바람직하게는 5㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하이다.
상기 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름으로서는, 구체적으로는 일본 특허 공개 제2012-33249호 공보 등에 기재된 필름을 들 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 편광자 중 적어도 한쪽 면에 접착제를 개재하여 투명 보호 필름을 적층함으로써 편광판이 얻어진다. 투명 보호 필름으로서는, 상술한 기재와 마찬가지의 투명 필름을 바람직하게 사용할 수 있으며, 본 발명의 광학 필름을 사용할 수도 있다.
본 광학 필름 및 본 원편광판은 다양한 표시 장치에 사용할 수 있다.
표시 장치란 표시 소자를 갖는 장치이며, 발광원으로서 발광 소자 또는 발광 장치를 포함한다. 표시 장치로서는 액정 표시 장치, 유기 전계 발광(EL) 표시 장치, 무기 전계 발광(EL) 표시 장치, 터치 패널 표시 장치, 전자 방출 표시 장치(예를 들어 전기장 방출 표시 장치(FED), 표면 전계 방출 표시 장치(SED)), 전자 페이퍼(전자 잉크나 전기 영동 소자를 사용한 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 투사형 표시 장치(예를 들어 그레이팅 라이트 밸브(GLV) 표시 장치, 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD)를 갖는 표시 장치) 및 압전 세라믹 디스플레이 등을 들 수 있다. 액정 표시 장치는 투과형 액정 표시 장치, 반투과형 액정 표시 장치, 반사형 액정 표시 장치, 직시형 액정 표시 장치 및 투사형 액정 표시 장치 등을 모두 포함한다. 이들 표시 장치는 2차원 화상을 표시하는 표시 장치일 수도 있고, 3차원 화상을 표시하는 입체 표시 장치일 수도 있다. 특히 본 원편광판은 유기 전계 발광(EL) 표시 장치 및 무기 전계 발광(EL) 표시 장치에 유효하게 사용할 수 있으며, 본 광학 보상 편광판은 액정 표시 장치 및 터치 패널 표시 장치에 유효하게 사용할 수 있다.
도 5는, 본 원편광판을 구비한 유기 EL 표시 장치 (200)의 개략도이다.
도 5(a)는, 편광판 (6), 제1 위상차층 (1), 제2 위상차층 (2) 및 유기 EL 패널 (7)이 이 순서대로 적층된 유기 EL 표시 장치 (200)이다. 도 5(c)는, 편광판 (6), 기재 (3), 제1 위상차층 (1), 제2 위상차층 (2) 및 유기 EL 패널 (7)이 이 순서대로 적층된 유기 EL 표시 장치 (200)이다. 도 5(b), (d) 내지 (h)는, 도 5(a) 및 (c)와는 적층 순서가 상이하다.
편광판과, 본 광학 필름과, 유기 EL 패널을 적층하는 방법으로서는, 편광판과 본 광학 필름을 적층한 본 원편광판을 유기 EL 패널에 접합하는 방법 및 유기 EL 패널에 본 광학 필름을 접합하고, 나아가 상기 본 광학 필름의 표면에 편광판을 접합하는 방법 등을 들 수 있다. 접합에는, 통상 접착제가 사용된다.
예를 들어, 도 5(a)에 도시하는 유기 EL 표시 장치 (200)은, 도 3(a)에 도시하는 본 원편광판의 제2 위상차층 (2)의 표면에 접착제를 도포하고, 여기에 유기 EL 패널 (7)을 접합함으로써 제조할 수 있다. 또한, 도 5(a)에 도시하는 유기 EL 표시 장치 (200)은, 도 1(b)에 도시하는 본 광학 필름의 제2 위상차층 (2)의 표면에 접착제를 도포하고, 여기에 유기 EL 패널 (7)을 접합하고, 본 광학 필름의 기재 (3)을 제거하고, 기재를 제거함으로써 나타난 제1 위상차층 (1)의 표면에 접착제를 도포하고, 여기에 편광판 (6)을 접합함으로써도 제조할 수 있다.
도 6은, 유기 EL 표시 장치 (30)을 나타내는 개략도이다. 도 6(a)에 도시한 유기 EL 표시 장치 (30)은 본 원편광판 (31)을 구비하고 있으며, 층간 절연막 (33)을 개재하여 화소 전극 (34)가 형성된 기판 (32) 상에 발광층 (35) 및 캐소드 전극 (36)이 적층된 것이다. 기판 (32)를 끼워서 발광층 (35)와 반대측에, 본 원편광판 (31)이 배치된다. 화소 전극 (34)에 플러스의 전압, 캐소드 전극 (36)에 마이너스의 전압을 가하고, 화소 전극 (34) 및 캐소드 전극 (36) 사이에 직류 전류를 인가함으로써 발광층 (35)가 발광한다. 발광층 (35)는 전자 수송층, 발광층 및 정공 수송층 등을 포함한다. 발광층 (35)로부터 출사된 광은 화소 전극 (34), 층간 절연막 (33), 기판 (32), 본 원편광판 (31)을 통과한다.
유기 EL 표시 장치 (30)을 제조하기 위해서는, 우선 기판 (32) 상에 박막 트랜지스터 (38)을 원하는 형상으로 형성한다. 또한 층간 절연막 (33)을 성막하고, 이어서 화소 전극 (34)를 스퍼터법으로 성막하여 패터닝한다. 그 후, 발광층 (35)를 적층한다.
이어서, 기판 (32)의 박막 트랜지스터 (38)이 설치되어 있는 면의 반대의 면에 본 원편광판 (31)을 설치한다. 이 경우에는, 본 원편광판 (31)에 있어서의 편광판이 외측(기판 (32)의 반대측)이 되도록 배치된다.
기판 (32)로서는, 사파이어 유리 기판, 석영 유리 기판, 소다 유리 기판 및 알루미나 등의 세라믹 기판; 구리 등의 금속 기판; 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 도시는 하지 않았지만, 기판 (32) 상에 열전도성 막을 형성할 수도 있다. 열전도성 막으로서는, 다이아몬드 박막(DLC 등) 등을 들 수 있다. 화소 전극 (34)를 반사형으로 하는 경우에는, 기판 (32)와는 반대 방향으로 광이 출사된다. 따라서, 투명 재료 뿐만 아니라, 스테인리스 등의 비투과 재료를 사용할 수 있다. 기판은 단일로 형성되어 있을 수도 있고, 복수의 기판을 접착제로 접합하여 적층 기판으로 하여 형성되어 있을 수도 있다. 또한, 이들 기판은 판 형상인 것으로 한정되지 않으며, 필름일 수도 있다.
박막 트랜지스터 (38)로서는, 예를 들어 다결정 실리콘 트랜지스터 등을 사용할 수 있다. 박막 트랜지스터 (38)은 화소 전극 (34)의 단부에 설치되며, 그의 크기는 10 내지 30㎛ 정도이다. 또한, 화소 전극 (34)의 크기는 20㎛×20㎛ 내지 300㎛×300㎛ 정도이다.
기판 (32) 상에는 박막 트랜지스터 (38)의 배선 전극이 설치되어 있다. 배선 전극은 저항이 낮고, 화소 전극 (34)와 전기적으로 접속하여 저항값을 낮게 억제하는 기능이 있으며, 일반적으로 그의 배선 전극은 Al, Al 및 전이 금속(단 Ti를 제외함), Ti 또는 질화티타늄(TiN) 중 어느 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것이 사용된다.
박막 트랜지스터 (38)과 화소 전극 (34) 사이에는 층간 절연막 (33)이 설치된다. 층간 절연막 (33)은, SiO2 등의 산화규소, 질화규소 등의 무기계 재료를 스퍼터나 진공 증착으로 성막한 것, SOG(스핀ㆍ온ㆍ글라스)로 형성한 산화규소층, 포토레지스트, 폴리이미드 및 아크릴 수지 등의 수지계 재료의 도막 등, 절연성을 갖는 것이면 어느 것일 수도 있다.
층간 절연막 (33) 상에 리브 (39)를 형성한다. 리브 (39)는, 화소 전극 (34)의 주변부(인접 화소 사이)에 배치되어 있다. 리브 (39)의 재료로서는, 아크릴 수지 및 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 리브 (39)의 두께는 바람직하게는 1.0㎛ 이상 3.5㎛이고, 보다 바람직하게는 1.5㎛ 이상 2.5㎛ 이하이다.
이어서, 화소 전극 (34)와, 발광층 (35)와, 캐소드 전극 (36)을 포함하는 EL 소자에 대하여 설명한다. 발광층 (35)는, 각각 적어도 1층의 홀 수송층 및 발광층을 갖고, 예를 들어 전자 주입 수송층, 발광층, 정공 수송층 및 정공 주입층을 순차적으로 갖는다.
화소 전극 (34)로서는, 예를 들어 ITO(주석 도프 산화인듐), IZO(아연 도프 산화인듐), IGZO, ZnO, SnO2 및 In2O3 등을 들 수 있지만, 특히 ITO나 IZO가 바람직하다. 화소 전극 (35)의 두께는, 홀 주입을 충분히 실시할 수 있는 일정 이상의 두께를 가질 수 있고, 10 내지 500nm 정도로 하는 것이 바람직하다.
화소 전극 (34)는, 증착법(바람직하게는 스퍼터법)에 의해 형성할 수 있다. 스퍼터 가스로서는 특별히 제한하는 것은 아니며, Ar, He, Ne, Kr 및 Xe 등의 불활성 가스, 또는 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있다.
캐소드 전극 (36)의 구성 재료로서는, 예를 들어 K, Li, Na, Mg, La, Ce, Ca, Sr, Ba, Al, Ag, In, Sn, Zn 및 Zr 등의 금속 원소가 사용될 수 있지만, 전극의 작동 안정성을 향상시키기 위해서는 예시한 금속 원소로부터 선택되는 2 성분 또는 3 성분의 합금계를 사용하는 것이 바람직하다. 합금계로서는, 예를 들어 AgㆍMg(Ag: 1 내지 20at％), AlㆍLi(Li: 0.3 내지 14at％), InㆍMg(Mg: 50 내지 80at％) 및 AlㆍCa(Ca: 5 내지 20at％) 등이 바람직하다.
캐소드 전극 (36)은, 증착법 및 스퍼터법 등에 의해 형성된다. 캐소드 전극 (37)의 두께는 0.1nm 이상, 바람직하게는 1 내지 500nm 이상인 것이 바람직하다.
정공 주입층은 화소 전극 (34)로부터의 정공의 주입을 용이하게 하는 기능을 갖고, 정공 수송층은 정공을 수송하는 기능 및 전자를 방해하는 기능을 갖고, 전하 주입층이나 전하 수송층이라고도 불린다.
발광층의 두께, 정공 주입층과 정공 수송층을 합한 두께 및 전자 주입 수송층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 형성 방법에 따라서도 상이하지만, 5 내지 100nm 정도로 하는 것이 바람직하다. 정공 주입층이나 정공 수송층에는, 각종 유기 화합물을 사용할 수 있다. 정공 주입 수송층, 발광층 및 전자 주입 수송층의 형성에는, 균질한 박막을 형성할 수 있다는 점에서 진공 증착법을 사용할 수 있다.
발광층 (35)로서는, 1중항 여기자로부터의 발광(형광)을 이용하는 것, 3중항 여기자로부터의 발광(인광)을 이용하는 것, 1중항 여기자로부터의 발광(형광)을 이용하는 것과 3중항 여기자로부터의 발광(인광)을 이용하는 것을 포함하는 것, 유기물에 의해 형성된 것, 유기물에 의해 형성된 것과 무기물에 의해 형성된 것을 포함하는 것, 고분자의 재료, 저분자의 재료, 고분자의 재료와 저분자의 재료를 포함하는 것 등을 사용할 수 있다. 단, 이것으로 한정되지 않으며, EL 소자용으로서 공지된 다양한 것을 사용한 발광층 (35)를 유기 EL 표시 장치 (30)에 사용할 수 있다.
캐소드 전극 (36)과 밀봉층 (37)의 공간에는, 건조제(도시 생략)를 배치한다. 이것은, 발광층 (35)는 습도에 약하기 때문이다. 건조제에 의해 수분을 흡수하여 발광층 (35)의 열화를 방지한다.
도 6(b)에 도시한 본 발명의 유기 EL 표시 장치 (30)은 본 원편광판 (31)을 구비하고 있으며, 층간 절연막 (33)을 개재하여 화소 전극 (34)가 형성된 기판 (32) 상에 발광층 (35) 및 캐소드 전극 (36)이 적층된 것이다. 캐소드 전극 상에 밀봉층 (37)이 형성되고, 기판 (32)와 반대측에 본 원편광판 (31)이 배치된다. 발광층 (35)로부터 출사된 광은 캐소드 전극 (36), 밀봉층 (37), 본 원편광판 (31)을 통과한다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 예 중의 「％」 및 「부」는, 특별히 기재하지 않는 한 질량％ 및 질량부이다.
시클로올레핀 중합체 필름(COP)으로는, 닛본 제온 가부시끼가이샤 제조의 ZF-14를 사용하였다.
비누화 완료 트리아세틸셀룰로오스 필름(TAC)으로는, 코니카 미놀타 가부시끼가이샤 제조의 KC4UY를 사용하였다.
코로나 처리 장치로는, 가스가 덴끼 가부시끼가이샤 제조의 AGF-B10을 사용하였다.
코로나 처리는, 상기 코로나 처리 장치를 사용하여 출력 0.3kW, 처리 속도 3m/분의 조건으로 1회 행하였다.
편광 UV 조사 장치로는, 우시오 덴끼 가부시끼가이샤 제조의 편광자 유닛 장착 스팟 큐어(SPOT CURE) SP-7을 사용하였다.
레이저 현미경으로는, 올림푸스 가부시끼가이샤 제조의 렉스트(LEXT)를 사용하였다.
고압 수은 램프로는, 우시오 덴끼 가부시끼가이샤 제조의 유니큐어 VB-15201BY-A를 사용하였다.
위상차값은, 오지 게이소꾸 기끼사 제조의 코브라(KOBRA)-WR을 사용하여 측정하였다.
실시예 1
[광배향막 형성용 조성물의 제조]
하기 성분을 혼합하고, 얻어진 혼합물을 80℃에서 1시간 교반함으로써 광배향막 형성용 조성물 (1)을 얻었다.
광배향성 재료(5부):
Figure 112014074338273-pat00017
용제(95부): 시클로펜타논
[배향성 중합체 조성물 (1)의 제조]
배향성 중합체 조성물 (1)의 조성을 표 1에 나타내는 시판되어 있는 배향성 중합체인 선에버 SE-610(닛산 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조)에 2-부톡시에탄올을 가하여 배향성 중합체 조성물 (1)을 얻었다.
[배향성 중합체 조성물 (2)의 제조]
배향성 중합체 조성물 (2)의 조성을 표 1에 나타내는 시판되어 있는 폴리비닐알코올(폴리비닐알코올 1000 완전 비누화형, 와코 쥰야꾸 고교 가부시끼가이샤 제조)에 물을 가하여 100℃에서 1시간 가열하여, 배향성 중합체 조성물 (2)를 얻었다.
Figure 112014074338273-pat00018
표 1에 있어서의 값은, 제조한 조성물의 전량에 대한 각 성분의 함유 비율을 나타낸다. SE-610에 대해서는, 고형분량을 납품 사양서에 기재된 농도로부터 환산하였다.
[조성물 (A-1)의 제조]
하기 성분을 혼합하고, 얻어진 혼합물을 80℃에서 1시간 교반함으로써 조성물 (A-1)을 얻었다.
중합성 액정 A1 및 중합성 액정 A2는, 일본 특허 공개 제2010-31223호 공보에 기재된 방법으로 합성하였다.
중합성 액정 A1(80부):
Figure 112014074338273-pat00019
중합성 액정 A2(20부):
Figure 112014074338273-pat00020
중합 개시제(6부):
2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(이르가큐어 369; 시바 스페셜티 케미컬즈사 제조)
레벨링제(0.1부): 폴리아크릴레이트 화합물(BYK-361N; BYK-케미사 제조)
용제: 시클로펜타논(400부)
[조성물 (B-1)의 제조]
조성물 (B-1)의 조성을 표 2에 나타낸다. 각 성분을 혼합하고, 얻어진 용액을 80℃에서 1시간 교반한 후, 실온까지 냉각하여 조성물 (B-1)을 얻었다.
Figure 112014074338273-pat00021
표 2에 있어서의 괄호 내의 값은, 제조한 조성물의 전량에 대한 각 성분의 함유 비율을 나타낸다. 표 2에 있어서의 LR9000은 바스프(BASF) 재팬사 제조의 라로머(Laromer)(등록 상표) LR-9000을, Irg907은 바스프 재팬사 제조의 이르가큐어(등록 상표) 907을, BYK361N은 빅 케미 재팬 제조의 레벨링제를, LC242는 하기 식으로 표시되는 바스프사 제조의 중합성 액정을, PGMEA는 프로필렌글리콜 1-모노메틸에테르 2-아세테이트를 나타낸다.
Figure 112014074338273-pat00022
[제1 위상차층 (1-1)의 제조]
시클로올레핀 중합체 필름(COP)(ZF-14, 닛본 제온 가부시끼가이샤 제조)을 코로나 처리 장치(AGF-B10, 가스가 덴끼 가부시끼가이샤 제조)를 사용하여 출력 0.3kW, 처리 속도 3m/분의 조건으로 1회 처리하였다. 코로나 처리를 실시한 표면에 광배향막 형성용 조성물 (1)을 바 코터 도포하고, 80℃에서 1분간 건조하고, 편광 UV 조사 장치(스팟 큐어 SP-7; 우시오 덴끼 가부시끼가이샤 제조)를 사용하여 100mJ/cm2의 적산 광량으로 편광 UV 노광을 실시하였다. 얻어진 배향막의 막 두께를 레이저 현미경(렉스트, 올림푸스 가부시끼가이샤 제조)으로 측정한 바, 100nm였다. 이어서, 배향막 상에 조성물 (A-1)을 바 코터를 사용하여 도포하고, 120℃에서 1분간 건조한 후, 고압 수은 램프(유니 큐어 VB-15201BY-A, 우시오 덴끼 가부시끼가이샤 제조)를 사용하여 자외선을 조사(질소 분위기하, 파장: 365nm, 파장 365nm에 있어서의 적산 광량: 1000mJ/cm2)함으로써 제1 위상차층 (1-1)을 형성하여, 위상차 필름 (1)을 얻었다. 얻어진 위상차 필름 (1)의 위상차값을 측정한 바, Re(550)=138nm, Rth(550)=72nm였다. 또한, 파장 450nm 및 파장 650nm의 위상차값을 측정한 바, Re(450)=121nm, Re(650)=141nm였다. 각 파장에서의 면내 위상차값의 관계는 이하와 같이 되었다.
Re(450)/Re(550)=0.87
Re(650)/Re(550)=1.02
즉, 제1 위상차층 (1-1)은 하기 식 (1), (2) 및 (4)로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 또한, COP의 파장 550nm에 있어서의 위상차값은 대략 0이기 때문에, 해당 복굴절률의 관계에는 영향을 미치지 않는다.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
100<Re(550)<160 (4)
[제2 위상차층 (2-1)의 제조]
COP의 표면을 코로나 처리 장치를 사용하여 출력 0.3kW, 처리 속도 3m/분의 조건으로 1회 처리하였다. 코로나 처리를 실시한 표면에 배향성 중합체 조성물 (1)을 바 코터를 사용하여 도포하고, 90℃에서 1분간 건조하여 배향막을 얻었다. 얻어진 배향막의 막 두께를 레이저 현미경으로 측정한 바, 34nm였다. 이어서, 배향막 상에 조성물 (B-1)을 바 코터를 사용하여 도포하고, 90℃에서 1분간 건조한 후, 고압 수은 램프를 사용하여 자외선을 조사(질소 분위기하, 파장 365nm에 있어서의 적산 광량=1000mJ/cm2)함으로써 제2 위상차층 (2-1)을 형성하여, 위상차 필름 (2)를 얻었다. 얻어진 제2 위상차층 (2-1)의 막 두께를 레이저 현미경으로 측정한 바, 막 두께는 450nm였다. 또한, 얻어진 위상차 필름 (2)의 파장 550nm에서의 위상차값을 측정한 바 Re(550)=1nm, Rth(550)=-70nm였다. 즉, 제2 위상차층 (2-1)은 하기 화학식 (3)으로 표시되는 광학 특성을 갖는다. 또한, COP의 파장 550nm에 있어서의 위상차값은 대략 0이기 때문에, 해당 광학 특성에는 영향을 미치지 않는다.
nx≒ny<nz (3)
[광학 필름 (1)의 제조]
제1 위상차층 (1-1)의 제조와 마찬가지의 방법으로, COP 상에 제1 위상차층 (1-2)를 형성하였다. 이어서, 제1 위상차층 (1-2)면을 코로나 처리한 후, 제2 위상차층 (2-1)의 제조와 마찬가지의 방법으로 제2 위상차층 (2-2)를 형성하였다. 즉, COP, 제1 위상차층 (1-2) 및 제2 위상차층 (2-2)가 이 순서대로 적층된 광학 필름 (1)을 얻었다. 얻어진 광학 필름 (1)의 파장 550nm에서의 위상차값을 측정한 바 Re(550)=138nm, Rth(550)=1.4nm이며, |Rth(550)/Re(550)|=0.010이었다. 또한, 파장 450nm 및 파장 650nm의 위상차값을 측정한 바, Re(450)=122nm, Re(650)=141nm이며, |Rth(450)/Re(450)|=0.135, |Rth(650)/Re(650)|=0.038이었다. 두께 d는 일정하기 때문에, 각 파장에서의 복굴절률의 관계는 이하와 같이 되었다.
Re(450)/Re(550)=0.88
Re(650)/Re(550)=1.02
즉, 광학 필름 (1)은 하기 식 (1), (2), (30), (31) 및 (32)로 표시되는 광학 특성을 갖는다.
Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
0.001<|Rth(550)/Re(550)|<0.2 (30)
0.001<|Rth(450)/Re(450)|<0.2 (31)
0.001<|Rth(650)/Re(650)|<0.2 (32)
실시예 2
[층 A (A-1)의 제조〕
비누화 완료 트리아세틸셀룰로오스 필름(TAC)(코니카 미놀타 가부시끼가이샤 제조, KC4UY)에 배향성 중합체 조성물 (2)를 도포하여, 가열 건조 후, 두께 82nm의 배향성 중합체의 막을 형성하였다. 얻어진 배향성 중합체의 막의 표면에 상기 TAC의 길이 방향으로부터 15°가 되는 각도로 러빙 처리를 실시하고, 그 위에 조성물 (B-1)을 바 코터를 사용하여 도포하고, 100℃에서 1분간 건조한 후, 고압 수은 램프를 사용하여 자외선을 조사(질소 분위기하, 파장 365nm에 있어서의 적산 광량: 1200mJ/cm2)함으로써 층 A (A-1)을 형성하였다. 얻어진 층 A (A-1)의 막 두께를 레이저 현미경으로 측정한 바 973nm였다. 얻어진 층 A (A-1)의 위상차값을 측정한 바, Re(550)=135nm이며, 배향각은 상기 TAC의 길이 방향에 대하여 15°였다. 또한, 파장 450nm 및 파장 650nm의 위상차값을 측정한 바, Re(450)=145nm, Re(650)=132nm였다. 두께 d는 일정하기 때문에, 각 파장에서의 복굴절률의 관계는 이하와 같이 되었다.
Re(450)/Re(550)=1.07
Re(650)/Re(550)=0.98
즉, 층 A (A-1)은 하기 식 (4), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는다.
100<Re(550)<160 (4)
Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
[층 B (B-1)의 제조]
TAC에 배향성 중합체 조성물 (2)를 도포하여, 가열 건조 후, 두께 80nm의 배향성 중합체의 막을 얻었다. 얻어진 배향성 중합체의 막의 표면에 상기 TAC의 길이 방향으로부터 75°가 되는 각도로 러빙 처리를 실시하고, 그 위에 조성물 (B-1)을 바 코터를 사용하여 도포하고, 100℃에서 1분간 건조한 후, 고압 수은 램프를 사용하여 자외선을 조사(질소 분위기하, 파장 365nm에 있어서의 적산 광량=1200mJ/cm2)함으로써 층 B (B-1)을 형성하였다. 얻어진 층 B (B-1)의 막 두께를 레이저 현미경으로 측정한 바 1.94㎛였다. 얻어진 층 B (B-1)의 위상차값을 측정한 바, Re(550)=269nm이며, 배향각은 상기 TAC의 길이 방향에 대하여 75°였다. 또한, 파장 450nm 및 파장 650nm의 위상차값을 측정한 바, Re(450)=290nm, Re(650)=265nm였다. 각 파장에서의 복굴절률의 관계는 이하와 같이 되었다.
Re(450)/Re(550)=1.08
Re(650)/Re(550)=0.99
즉, 층 B (B-1)은 하기 식 (5), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는다.
200<Re(550)<320 (5)
Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
[광학 필름 (2)의 제조]
층 A (A-1)의 제조와 마찬가지로 하여 TAC 상에 층 A를 형성하고, 층 A (A-2)를 얻었다. 얻어진 층 A (A-2)면을 코로나 처리한 후, 층 B (B-1)의 제조와 동일한 방법으로 층 A (A-2) 상에 층 B (B-2)를 형성하였다. 이어서, 층 B (B-2)면에 실시예 1에서 제작한 위상차 필름 (2)의 COP면을 점착제를 사용하여 접합하여, 광학 필름 (2)를 제작하였다. 따라서, 광학 필름 (2)는, 상기 TAC의 길이 방향에 대하여 층 A (A-2)의 지상축이 15°, 층 B (B-2)의 지상축이 75°가 되도록 적층되어 있다. 얻어진 광학 필름 (2)의 위상차값을 측정한 바 Re(450)=100nm, Re(550)=137nm, Re(650)=160nm였다. 각 파장에서의 복굴절률의 관계는 이하와 같이 된다.
Re(450)/Re(550)=0.73
Re(650)/Re(550)=1.17
즉, 광학 필름 (2)는 식 (1) 및 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는다.
실시예 3
[광학 필름 (2)의 제조]
실시예 1의 제2 위상차층 (2-1)의 제조와 마찬가지로 COP 상에 제2 위상차층 (2-3)을 형성하였다. 이어서, 제1 위상차층으로서 퓨어 에이스(등록 상표) WR-S(데이진 가부시끼가이샤 제조)를 사용하여 제2 위상차층 (2-3)을 형성한 위상차 필름 (2)의 액정면과 점착제로 접합함으로써, 광학 필름 (3)을 얻었다. 얻어진 광학 필름 (3)의 위상차값을 파장 450nm, 550nm, 650nm로 측정한 바, Re(450)=127nm, Re(550)=142nm, Re(650)=145nm, Rth(450)=-18.5nm, Rth(550)=-3.7nm, Rth(650)=4.1nm이며, |Rth(450)/Re(450)|=0.145, |Rth(550)/Re(550)|=0.026, |Rth(650)/Re(650)|=0.028이었다. 각 파장에서의 복굴절률의 관계는 이하와 같이 되었다.
Re(450)/Re(550)=0.89
Re(650)/Re(550)=1.02
즉, 광학 필름 (2)는 식 (1) 및 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖는다.
실시예 4
[편광자의 제조]
평균 중합도 약 2,400, 비누화도 99.9몰％ 이상이며 두께 75㎛의 폴리비닐알코올 필름을 30℃의 순수에 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.02/2/100인 수용액에 30℃에서 침지하여 요오드 염색을 행하였다(요오드 염색 공정). 요오드 염색 공정을 거친 폴리비닐알코올 필름을 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 12/5/100인 수용액에 56.5℃에서 침지하여 붕산 처리를 행하였다(붕산 처리 공정). 붕산 처리 공정을 거친 폴리비닐알코올 필름을 8℃의 순수로 세정한 후, 65℃에서 건조하여, 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향되어 있는 편광자(연신 후의 두께 27㎛)를 얻었다. 이때, 요오드 염색 공정과 붕산 처리 공정에 있어서 연신을 행하였다. 이러한 연신에 있어서의 토탈 연신 배율은 5.3배였다. 얻어진 편광자와, 비누화 처리된 트리아세틸셀룰로오스 필름(코니카 미놀타 제조 KC4UYTAC 40㎛)을 수계 접착제를 개재하여 닙 롤로 접합하였다. 얻어진 접합물의 장력을 430N/m로 유지하면서 60℃에서 2분간 건조하여, 한쪽 면에 보호 필름으로서 트리아세틸셀룰로오스 필름을 갖는 편광판 (1)을 얻었다. 또한, 상기 수계 접착제는 물 100부에 카르복실기 변성 폴리비닐알코올(구라레 제조 구라레 포발 KL318) 3부와, 수용성 폴리아미드 에폭시 수지(스미까 켐텍스 제조 스미레이즈 레진 650 고형분 농도 30％의 수용액) 1.5부를 첨가하여 제조하였다.
[자외선 경화성 접착제 조성물의 제조]
이하의 각 성분을 혼합하여, 자외선 경화성 접착제 조성물을 제조하였다.
3,4-에폭시시클로헥실메틸
3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 40부
비스페놀 A의 디글리시딜에테르 60부
디페닐(4-페닐티오페닐)술포늄
헥사플루오로안티모네이트(광 양이온 중합 개시제) 4부
[원편광판 (1)의 제조]
실시예 1에서 제조한 광학 필름 (1)의 제2 위상차층의 면에 코로나 처리를 실시하고, 그 위에 자외선 경화성 접착제 조성물을 도포하고, 그 위에 편광판 (1)의 편광자면을 겹치고, 2개의 접합 롤 사이에 통과시켜 일체화하였다. 이때, 상기 편광판 (1)의 흡수축과 제1 위상차층 (1-2)의 지상축이 이루는 각도는 45°가 되도록 하였다. 또한, 2개의 접합 롤 중, 제1 접합 롤로는 표면이 고무로 되어 있는 고무 롤을 사용하고, 제2 접합 롤로는 표면에 크롬 도금이 실시된 금속 롤을 사용하였다. 일체화한 후, 메탈 할라이드 램프를 광원으로 하는 자외선 조사 장치를 사용하여 320 내지 400nm의 파장에 있어서의 적산 광량이 20mJ/cm2가 되도록 상기 광학 필름 (1)의 COP면으로부터 자외선 조사하여 접착제를 경화시키고, 편광판 (1)과 접착하여 원편광판 (1)을 얻었다.
실시예 5
[원편광판 (2)의 제조]
실시예 4와 마찬가지로, 실시예 2에서 제조한 광학 필름 (2)의 TAC면을 코로나 처리한 후, 그 위에 편광자의 제조시에 사용한 것과 동일한 수계 접착제를 사용하여 편광판 (1)을 접합하여 원편광판 (2)를 얻었다. 이때, 상기 편광판 (1)의 흡수축과, 상기 광학 필름 (2)의 층 B (B-2)의 지상축이 이루는 각도는 75°, 층 A (A-2)의 지상축이 이루는 각도는 15°가 되도록 접합하였다.
실시예 6
[원편광판 (3)의 제조]
실시예 4와 마찬가지로 실시예 3에서 제조한 광학 필름 (3)의 제1 위상차층면을 코로나 처리한 후, 그 위에 자외선 경화성 접착제 조성물을 도포하고, 그 위에 편광판 (1)의 편광자면을 접합하여 원편광판 (3)을 얻었다. 이때, 상기 편광판 (1)의 흡수축과, 상기 광학 필름 (3)의 제1 위상차층의 지상축이 이루는 각도는 45°가 되도록 접합하였다.
참고예 1
위상차 필름 (1)의 COP면과 편광판(1)을 접합하여, 원편광판(참고 1)을 얻었다. 이때, 편광판 (1)의 흡수축과 위상차 필름 (1)의 지상축이 이루는 각도는 45°가 되도록 접합하였다.
참고예 2
TAC를 COP로 변경한 것 이외에는, 실시예 2의 층 A (A-1)의 제조와 마찬가지로 COP 상에 층 A를 형성하여, 층 A (A-14)를 얻었다. 상기 층 A (A-14)는 상기 COP의 길이 방향으로부터 15°가 되는 각도에 지상축을 갖고 있었다. 얻어진 층 A (A-14)의 표면을 코로나 처리한 후, 그 위에 배향성 중합체 조성물 (1)을 바 코터를 사용하여 도포하고, 90℃에서 1분간 건조하여 배향막을 형성하였다. 얻어진 배향막 상에 조성물 (B-1)을 바 코터를 사용하여 도포하고, 90℃에서 1분간 건조한 후, 고압 수은 램프를 사용하여 자외선을 조사(질소 분위기하, 파장 365nm에 있어서의 적산 광량: 1000mJ/cm2)하여 제2 위상차층 (2-16)을 형성하였다. 이어서, 상기 COP의 층 A (A-14)를 형성한 면과는 반대측의 면을 코로나 처리하고, 그 위에 자외선 경화성 접착제 조성물을 사용하여 편광판 (1)을 접합하여 원편광판(참고 2)을 얻었다. 이때, 편광판 (1)의 흡수축과 상기 층 A (A-14)의 지상축이 이루는 각도는 45°가 되도록 접합하였다.
참고예 3
TAC를 COP로 변경한 것 이외에는, 실시예 2의 층 B (B-1)의 제조와 마찬가지로 COP 상에 층 B를 형성하여, 층 B (B-14)를 얻었다. 상기 층 B (B-14)는 상기 COP의 길이 방향으로부터 75°가 되는 각도에 지상축을 갖고 있었다. 얻어진 층 B (B-14)의 표면을 코로나 처리한 후, 그 위에 배향성 중합체 조성물 (1)을 바 코터를 사용하여 도포하고, 90℃에서 1분간 건조하여 배향막을 형성하였다. 얻어진 배향막 상에 조성물 (B-1)을 바 코터를 사용하여 도포하고, 90℃에서 1분간 건조한 후, 고압 수은 램프를 사용하여 자외선을 조사(질소 분위기하, 파장 365nm에 있어서의 적산 광량=1000mJ/cm2)하여 제2 위상차층 (2-17)을 형성하였다. 이어서, 상기 COP의 층 B (B-14)를 형성한 면과는 반대측의 면을 코로나 처리한 후, 그 위에 자외선 경화성 접착제 조성물을 사용하여 편광판 (1)을 접합하여 원편광판(참고 3)을 얻었다. 이때, 편광판 (1)의 흡수축과 상기 층 B (B-14)의 지상축이 이루는 각도는 45°가 되도록 접합하였다.
참고예 4
TAC를 COP로 변경한 것 이외에는, 실시예 2의 층 A (A-1)의 제조와 마찬가지로 COP 상에 층 A를 형성하여, 층 A (A-15)를 얻었다. 상기 층 A (A-15)는 상기 COP의 길이 방향으로부터 15°가 되는 각도에 지상축을 갖고 있었다. 얻어진 층 A (A-15)의 표면을 코로나 처리한 후, 그 위에 배향성 중합체 조성물 (2)를 바 코터를 사용하여 도포하고, 100℃에서 1분간 건조하였다. 건조된 배향성 중합체의 표면을 상기 COP의 길이 방향으로부터 75°가 되는 각도에서 러빙 처리를 실시하고, 그 위에 조성물 (B-1)을 바 코터를 사용하여 도포하고, 100℃에서 1분간 건조한 후, 고압 수은 램프를 사용하여 자외선을 조사(질소 분위기하, 파장 365nm에 있어서의 적산 광량: 1200mJ/cm2)함으로써 층 B (B-15)를 형성하였다. 이어서, 상기 COP의 층 A (A-15)를 형성한 면과는 반대측의 면을 코로나 처리한 후, 그 위에 자외선 경화성 접착제 조성물을 사용하여 편광판 (1)을 접합하여 원편광판(참고 4)을 얻었다.
실시예 4 내지 6에서 얻어진 원편광판 (1) 내지 (3), 및 참고예 1 내지 4에서 얻어진 원편광판(참고 1) 내지 (참고 4) 각각의 편광판 (1)과 반대의 면을, 감압식 점착제를 사용하여 거울에 접합하였다. 접합된 원편광판을 정면 연직 방향으로부터 앙각 60°의 위치에서 방위각 전체 방향으로부터 관찰하였다. 색상 변화가 특히 컸던 방향 2점에서 보았을 때의 색을 표 3에 나타낸다. 원편광판 (1) 내지 (3)은 모두 어느 방향에서 관찰하여도 착색이 없고, 양호한 흑색 표시가 얻어졌다.
Figure 112014074338273-pat00023
상기한 측정 결과로부터도, 실시예의 원편광판은 모든 방향에서 관찰했을 때에도 명소에서의 반사 방지 특성이 우수하여 유용하다.
본 발명의 광학 필름은, 흑색 표시시의 광 누설 억제가 우수한 광학 필름으로서 유용하다.
1 제1 위상차층
2 제2 위상차층
3, 3' 기재
100 본 광학 필름
4 층 A
5 층 B
6 편광판
8 제3 위상차층
7 유기 EL 패널
110 본 원편광판
200 유기 EL 표시 장치
30 유기 EL 표시 장치
31 본 원편광판
32 기판
33 층간 절연막
34 화소 전극
35 발광층
36 캐소드 전극
37 밀봉층
38 박막 트랜지스터
39 리브

Claims (48)

  1. 제1 위상차층과 제2 위상차층을 갖는 광학 필름으로서,
    제1 위상차층이 하기 식 (1) 및 (2)로 표시되는 광학 특성을 갖고,
    제2 위상차층이 하기 식 (3)으로 표시되는 광학 특성을 갖고,
    상기 광학 필름이 하기 식 (1), (2), (30), (31) 및 (32)로 표시되는 광학 특성을 갖는 광학 필름.
    Re(450)/Re(550)≤1.00 (1)
    1.00≤Re(650)/Re(550) (2)
    nx≒ny<nz (3)
    0.001<|Rth(550)/Re(550)|<0.2 (30)
    0.135≤|Rth(450)/Re(450)|<0.2 (31)
    0.028≤|Rth(650)/Re(650)|<0.2 (32)
    (식 중, Re(450)은 파장 450nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Re(550)은 파장 550nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Re(650)은 파장 650nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Rth(450)은 파장 450nm에 있어서의 두께 방향의 위상차값을 나타내고, Rth(550)은 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 위상차값을 나타내고, Rth(650)은 파장 650nm에 있어서의 두께 방향의 위상차값을 나타내고, nx는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서 필름 평면에 대하여 평행한 방향의 주굴절률을 나타내고, ny는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서 필름 평면에 대하여 평행하며, 상기 nx의 방향에 대하여 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz는 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서 필름 평면에 대하여 수직인 방향의 굴절률을 나타냄)
  2. 제1항에 있어서, 제1 위상차층이 하기 식 (4)로 표시되는 광학 특성을 갖는 광학 필름.
    100<Re(550)<160 (4)
    (식 중, Re(550)은 파장 550nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타냄)
  3. 제1항에 있어서, 제1 위상차층이
    하기 식 (4), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층 A와,
    하기 식 (5), (6) 및 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 층 B를 갖는 광학 필름.
    100<Re(550)<160 (4)
    200<Re(550)<320 (5)
    Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
    1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
    (식 중, Re(450)은 파장 450nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Re(550)은 파장 550nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Re(650)은 파장 650nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타냄)
  4. 제1항에 있어서, 제3 위상차층을 더 갖는 광학 필름으로서,
    제3 위상차층이 하기 식 (5)로 표시되는 광학 특성을 갖는 광학 필름.
    200<Re(550)<320 (5)
    (식 중, Re(550)은 파장 550nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타냄)
  5. 제4항에 있어서, 제1 위상차층 및 제3 위상차층이 하기 식 (6) 및 식 (7)로 표시되는 광학 특성을 갖는 광학 필름.
    Re(450)/Re(550)≥1.00 (6)
    1.00≥Re(650)/Re(550) (7)
    (식 중, Re(450)은 파장 450nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Re(550)은 파장 550nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타내고, Re(650)은 파장 650nm에 있어서의 면내 위상차값을 나타냄)
  6. 제4항에 있어서, 제3 위상차층이 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 광학 필름.
  7. 제4항에 있어서, 제3 위상차층의 두께가 5㎛ 이하인 광학 필름.
  8. 제4항에 있어서, 제3 위상차층이 배향막 상에 형성되는 광학 필름.
  9. 제1항에 있어서, 제1 위상차층이 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 광학 필름.
  10. 제1항에 있어서, 제2 위상차층이 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 광학 필름.
  11. 제1항에 있어서, 제1 위상차층의 두께가 5㎛ 이하인 광학 필름.
  12. 제1항에 있어서, 제2 위상차층의 두께가 5㎛ 이하인 광학 필름.
  13. 제1항에 있어서, 제1 위상차층 및 제2 위상차층의 두께가 각각 5㎛ 이하인 광학 필름.
  14. 제1항에 있어서, 제1 위상차층이 배향막 상에 형성되는 광학 필름.
  15. 제1항에 있어서, 제2 위상차층이 배향막 상에 형성되는 광학 필름.
  16. 제8항 또는 제14항에 있어서, 배향막이 광조사에 의해 배향 규제력을 발생한 배향막인 광학 필름.
  17. 제8항 또는 제15항에 있어서, 배향막이 수직 배향 규제력을 발생하는 배향막인 광학 필름.
  18. 제14항 또는 제15항에 있어서, 배향막의 두께가 500nm 이하인 광학 필름.
  19. 제1항에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되고, 제1 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  20. 제1항에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  21. 제4항에 있어서, 제1 위상차층, 제2 위상차층 및 제3 위상차층을 이 순서대로 갖는 광학 필름.
  22. 제19항에 있어서, 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이에 보호층을 갖는 광학 필름.
  23. 제21항에 있어서, 제2 위상차층과 제3 위상차층 사이에 보호층을 갖는 광학 필름.
  24. 제1항에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  25. 제3항에 있어서, 층 A가 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 광학 필름.
  26. 제3항에 있어서, 층 B가 1 이상의 중합성 액정을 중합시킴으로써 형성되는 코팅층인 광학 필름.
  27. 제3항에 있어서, 층 A의 두께가 5㎛ 이하인 광학 필름.
  28. 제3항에 있어서, 층 B의 두께가 5㎛ 이하인 광학 필름.
  29. 제3항에 있어서, 층 A 및 층 B의 두께가 각각 5㎛ 이하인 광학 필름.
  30. 제3항에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  31. 제3항에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  32. 제3항에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되어 있는 광학 필름.
  33. 제3항에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되어 있는 광학 필름.
  34. 제3항에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되고, 상기 층 A 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  35. 제3항에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 B가 형성되고, 상기 층 B 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 층 A가 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  36. 제30항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 층 A와 층 B 사이에 보호층을 갖는 광학 필름.
  37. 제4항에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되고, 상기 제1 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  38. 제4항에 있어서, 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되고, 상기 제3 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  39. 제4항에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되고, 상기 제1 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  40. 제4항에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  41. 제4항에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되고, 상기 제3 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  42. 제4항에 있어서, 기재의 한쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제2 위상차층이 형성되고, 상기 제2 위상차층 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제3 위상차층이 형성되고, 기재의 다른쪽 면에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 제1 위상차층이 형성되어 있는 광학 필름.
  43. 제1항 내지 제15항, 제19항 내지 제35항 및 제37항 내지 제42항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과 편광판을 구비하는 원편광판.
  44. 제43항에 있어서, 광학 필름과 편광판이 활성 에너지선 경화형 접착제 또는 수계 접착제로 접합되어 있는 원편광판.
  45. 제1항 내지 제15항, 제19항 내지 제35항 및 제37항 내지 제42항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과 편광판을 구비하는 원편광판, 또는 제1항 내지 제15항, 제19항 내지 제35항 및 제37항 내지 제42항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과 편광판이 활성 에너지선 경화형 접착제 또는 수계 접착제로 접합되어 있는 원편광판을 구비하는 유기 EL 표시 장치.
  46. 제1항 내지 제15항, 제19항 내지 제35항 및 제37항 내지 제42항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과 편광판을 구비하는 원편광판, 또는 제1항 내지 제15항, 제19항 내지 제35항 및 제37항 내지 제42항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과 편광판이 활성 에너지선 경화형 접착제 또는 수계 접착제로 접합되어 있는 원편광판을 구비하는 터치 패널 표시 장치.
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