KR102607190B1 - 광학 필름, 그 제조 방법, 편광판, 및 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
수지 A와 수지 B를 공압출함으로써, 수지 A로 이루어지는 코어층, 및 상기 코어층의 면 상에 형성된 수지 B로 이루어지는 표층을 구비하는 적층 필름을 얻는 공정과, 상기 적층 필름으로부터 상기 표층을 박리하는 공정을 거쳐 얻어지는 광학 필름의 제조 방법; 그리고, 특정한 블록 공중합체를 포함하는 광학 필름. 상기 광학 필름은, 면내 방향의 리타데이션의 절대값이 5 nm 이하이고, 두께 방향의 리타데이션의 절대값이 10 nm 이하이고, 또한, 수증기 투과율이 20 g/(m2·일) 이하이다.
Description
본 발명은, 광학 필름, 그 제조 방법, 편광판, 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치에 설치되는 편광판은, 통상, 편광자와, 편광자를 보호하기 위한 보호 필름을 구비한다. 편광판 보호 필름에 있어서는, 많은 경우, 리타데이션이 작고, 수증기 투과율이 낮은 것이 요구되고 있다. 이러한 관점에서, 리타데이션이 작은 편광자 보호 필름이 제안되어 있다(특허문헌 1을 참조). 또한 편광판은, 표시 장치의 제조시 및 사용시의 환경에 있어서 내구성을 발현하는 것이 요구된다. 예를 들어, 표시 장치의 제조시에 있어서의 리워크의 때, 및 표시 장치의 사용시에 편광자가 수축되었을 때 등, 편광판에 있어서의 보호 필름에는, 높은 박리 강도가 요구되는 경우가 있다.
특허문헌 1에 제안되어 있는 편광자 보호 필름은, 방향족 비닐 화합물 수소화물의 블록과, 디엔 화합물 수소화물의 블록을 포함하는 블록 공중합체를 포함하는 수지를 사용하여 얻어지는 것이다. 이러한 편광자 보호 필름에 의하면, 면내 방향의 리타데이션을 작게 할 수 있다. 그러나, 이 편광자 보호 필름을 사용하면, 편광자 보호 필름에 포함되는 중합체 분자가 배향되어 분자간의 얽힘이 저하됨으로써 발생하는, 표층 부근에서의 응집 파괴가 원인이 되어, 편광판에 있어서의 보호 필름의 박리 강도의 부족이 일어날 수 있는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 편광자와의 밀착성이 높고, 리타데이션이 작고, 또한 수증기 투과율이 낮은 광학 필름, 그러한 광학 필름을 용이하게 얻을 수 있는 광학 필름의 제조 방법, 그리고, 당해 광학 필름을 구비하고, 상기 성능을 갖는 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
상술한 종래의 편광자 보호 필름에 있어서의 문제에 대하여 검토한 결과, 당해 보호 필름을 용융 압출법에 의해 성형하는 공정에 있어서 강배향층이 당해 보호 필름의 표면에 형성되는 것에서 기인한다고 생각되었다.
이에, 본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 본 발명자는, 코어층과 그 면 상에 형성한 표층을 구비하는 적층 필름을 수지 A와 수지 B의 공압출에 의해 제작하고, 그 적층 필름으로부터 표층을 박리 제거함으로써, 대상물과의 밀착성이 높고, 리타데이션이 작고, 또한, 수증기 투과율이 낮은 광학 필름이 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 하기와 같다.
〔1〕 고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위를 갖는 블록[Da]과,
사슬형 탄화수소 화합물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 단위 및 고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위를 갖는 블록[Ea]
을 포함하는 블록 공중합체를 포함하고,
표면과 중앙부에서의, 상기 블록[Da]의 체적과, 상기 블록[Ea]의 체적의 조성 비율의 차가, 0~10%이고,
면내 방향의 리타데이션의 절대값이 5 nm 이하이고,
두께 방향의 리타데이션의 절대값이 10 nm 이하이고, 또한,
수증기 투과율이 20 g/(m2·일) 이하인, 광학 필름.
〔2〕 상기 블록 공중합체를 포함하는 수지가 압출 제막되어 이루어지는, 〔1〕에 기재된 광학 필름.
〔3〕 상기 블록 공중합체가,
상기 블록[Da]으로서, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는, 1 분자당 2개 이상의 중합체 블록[Db]을 포함하고,
상기 블록[Ea]으로서, 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 또는 그 수소화물 단위 및 고리식 탄화수소 함유 화합물 또는 그 수소화물 단위를 갖는, 1 분자당 1 이상의 중합체 블록[Eb]을 포함하는 공중합체인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 광학 필름.
〔4〕 〔1〕~〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과, 편광자를 구비하는, 편광판.
〔5〕 〔4〕에 기재된 편광판을 구비하는, 액정 표시 장치.
〔6〕 수지 A와 수지 B를 공압출함으로써, 수지 A로 이루어지는 코어층, 및 상기 코어층의 면 상에 형성된 수지 B로 이루어지는 표층을 구비하는 적층 필름을 얻는 공정과,
상기 적층 필름으로부터 상기 표층을 박리하는 공정을 포함하는 광학 필름의 제조 방법으로서,
상기 광학 필름은,
면내 방향의 리타데이션의 절대값이 5 nm 이하이고,
두께 방향의 리타데이션의 절대값이 10 nm 이하이고, 또한,
수증기 투과율이 20 g/(m2·일) 이하인, 광학 필름의 제조 방법.
〔7〕 상기 광학 필름의 상기 면내 방향의 리타데이션의 절대값이 2 nm 이하이고, 상기 광학 필름의 상기 두께 방향의 리타데이션의 절대값이 2 nm 이하인, 〔6〕에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔8〕 상기 수지 B가 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는, 〔6〕 또는 〔7〕에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔9〕 상기 수지 A가,
고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는, 1 분자당 2개 이상의 중합체 블록[D]과,
사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 단위 및 고리식 탄화수소 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는, 1 분자당 1 이상의 중합체 블록[E]
을 포함하는 수소화 블록 공중합체를 포함하는, 〔6〕~〔8〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
〔10〕 상기 수지 A가,
고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위를 갖는 블록과,
사슬형 탄화수소 화합물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 단위 및 고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위를 갖는 블록
을 포함하는 블록 공중합체로 이루어지고,
상기 광학 필름에 있어서, 그 표면과 중앙부에서의 조성 비율의 차가, 0~10%인,
〔6〕~〔8〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
본 발명의 광학 필름은, 대상물과의 밀착성이 높고, 리타데이션이 작고, 또한 수증기 투과율이 낮은 광학 필름으로 할 수 있다. 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 의하면, 대상물과의 밀착성이 높고, 리타데이션이 작고, 또한 수증기 투과율이 낮은 광학 필름을 용이하게 얻을 수 있다. 본 발명의 편광판에 의하면, 전술한 바와 같은 성능을 갖는 편광판을 제공할 수 있다. 본 발명의 액정 표시 장치에 의하면, 전술한 바와 같은 성능을 갖는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제조 방법에 있어서의 적층 필름 제작 공정의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제조 방법에 있어서의 박리 공정의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 실시예에 있어서의 평가 시험에서 사용한 샘플을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제조 방법에 있어서의 박리 공정의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 실시예에 있어서의 평가 시험에서 사용한 샘플을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 실시형태 및 예시물을 나타내어 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 고리식 탄화수소기란, 방향족 고리, 시클로알칸, 시클로알켄 등의, 고리형의 구조를 포함하는 탄화수소의 기이다. 또한, 사슬형 탄화수소 화합물이란, 이러한 고리식 탄화수소기를 포함하지 않는 탄화수소 화합물이다.
이하의 설명에 있어서, 광학 필름의 면내 방향의 리타데이션 Re는, 별도로 언급하지 않는 한, Re = (nx - ny) × d로 나타내어지는 값이다. 또한, 광학 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 별도로 언급하지 않는 한, Rth = {(nx + ny)/2 - nz} × d로 나타내어지는 값이다. 여기서, nx는, 광학 필름의 두께 방향과 수직한 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는, 광학 필름의 상기 면내 방향으로서 nx의 방향과 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는 광학 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. d는, 광학 필름의 두께를 나타낸다. 리타데이션의 측정 파장은, 별도로 언급하지 않는 한, 590 nm이다.
이하의 설명에 있어서, 「편광판」이란, 별도로 언급하지 않는 한, 강직한 부재뿐만 아니라, 예를 들어 수지제의 필름과 같이 가요성을 갖는 부재도 포함한다.
이하의 설명에 있어서, 「장척」의 필름이란, 폭에 대하여 5배 이상의 길이를 갖는 필름을 말하며, 바람직하게는 10배 혹은 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 필름을 말한다. 장척의 필름의 길이의 상한은, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 폭에 대하여 10만배 이하로 할 수 있다.
〔1. 본 발명의 광학 필름의 제조 방법〕
본 발명의 어느 양태에 있어서, 광학 필름의 제조 방법은, 코어층을 형성하는 수지 A와 표층을 형성하는 수지 B를 공압출함으로써, 수지 A로 이루어지는 코어층, 및 코어층의 면 상에 형성된 수지 B로 이루어지는 표층을 구비하는 적층 필름을 얻는 공정(적층 필름 제작 공정)과, 적층 필름으로부터 표층을 박리하는 공정(박리 공정)을 포함한다.
〔1.1. 적층 필름 제작 공정의 개요〕
적층 필름 제작 공정에 있어서는, 코어층을 형성하기 위한 수지 A와, 표층을 형성하기 위한 수지 B를 공압출함으로써 적층 필름을 얻는다. 공압출은, 다층 압출기를 사용하여 행할 수 있다.
도 1에 나타내는 실시형태에 있어서, 적층 필름(20)은, 코어층(10)의 2개의 면 상에 각각 표층(11, 12)을 구비하고 있다. 상세하게는, 적층 필름(20)은 표층(11)/코어층(10)/표층(12)의 층 구성을 갖는다. 도 1에 나타내는 M은, 압출 성형기이다. 적층 필름은 코어층의 일방의 면 상에만 표층을 구비하고 있어도 되며, 이 경우의 층 구성은 표층/코어층이다. 필름의 컬 억제의 관점에서 표층은 코어층의 양면에 있는 편이 바람직하다.
〔1.1.1. 수지 A〕
코어층을 형성하는 수지 A로는, 열가소성 수지를 사용할 수 있다.
코어층을 형성하는 열가소성 수지(이하, 「열가소성 수지 A」라고도 한다)로는, 특별히 한정되지 않고, 광학 필름으로서의 원하는 물성을 부여할 수 있는, 각종 중합체를 포함하는 수지를 적당히 선택하여 채용할 수 있다. 열가소성 수지 A에 포함되는 중합체의 바람직한 예로는, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는 2개 이상의 중합체 블록[D]과, 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 단위 및 고리식 탄화수소 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는 1개 이상의 중합체 블록[E]을 포함하는 수소화 블록 공중합체[G]를 들 수 있다. 수지 A가, 수소화 블록 공중합체[G]를 포함하는 것임으로써, 위상차가 낮은 광학 필름을 얻을 수 있고, 따라서, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름을, 저위상차가 요구되는 부재로서 사용할 수 있다. 덧붙여, 내광성이 높아, 황변되기 어려운 광학 필름을 얻을 수 있다.
블록[D] 및 블록[E]에 포함되는 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위는, 바람직하게는, 방향족 비닐 화합물 수소화물 단위이다. 방향족 비닐 화합물 수소화물 단위는, 방향족 비닐 화합물을 중합하여 얻어지는 단위를, 더 수소화하여 형성되는 구조를 갖는 구조 단위이다. 단, 방향족 비닐 화합물 수소화물 단위는, 그 제조 방법에 의해서는 한정되지 않는다.
방향족 비닐 화합물의 예로는, 스티렌; α-메틸스티렌, 2-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,4-디이소프로필스티렌, 4-t-부틸스티렌, 5-t-부틸-2-메틸스티렌 등의, 치환기로서 탄소수 1~6의 알킬기를 갖는 스티렌류; 4-클로로스티렌, 디클로로스티렌, 4-모노플루오로스티렌 등의, 치환기로서 할로겐 원자를 갖는 스티렌류; 4-메톡시스티렌 등의, 치환기로서 탄소수 1~6의 알콕시기를 갖는 스티렌류; 4-페닐스티렌 등의, 치환기로서 아릴기를 갖는 스티렌류; 1-비닐나프탈렌, 2-비닐나프탈렌 등의 비닐나프탈렌류; 등을 들 수 있다. 이들은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서도, 흡습성을 낮게 할 수 있는 점에서, 스티렌, 치환기로서 탄소수 1~6의 알킬기를 갖는 스티렌류 등의, 극성기를 함유하지 않는 방향족 비닐 화합물이 바람직하고, 공업적 입수 용이함에서, 스티렌이 특히 바람직하다.
블록[E]에 포함되는 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위는, 바람직하게는, 사슬형 공액 디엔 화합물 수소화물 단위이다. 사슬형 공액 디엔 화합물 수소화물 단위는, 사슬형 공액 디엔 화합물을 중합하여 얻어지는 단위, 또는 그것이 이중 결합을 갖는 경우에는 이러한 이중 결합의 일부 또는 전부를 수소화하여 얻어지는 단위의 구조를 갖는 구조 단위이다. 단, 사슬형 공액 디엔 화합물 수소화물 단위는, 그 제조 방법에 의해서는 한정되지 않는다.
사슬형 공액 디엔 화합물의 예로는, 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔 등을 들 수 있다. 이들은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 그 중에서도, 흡습성을 낮게 할 수 있는 점에서, 극성기를 함유하지 않는 사슬형 공액 디엔 화합물이 바람직하고, 1,3-부타디엔, 및 이소프렌이 특히 바람직하다.
수소화 블록 공중합체[G]는, 1 분자당 1개의 블록[E]과, 그 양단에 연결된 1 분자당 2개의 블록[D]을 갖는 트리블록 분자 구조를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 수소화 블록 공중합체[G]는, 1 분자당 1개의 블록[E]과; 블록[E]의 일단에 연결되고, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위[I]를 갖는, 1 분자당 1개의 블록[D1]과; 블록[E]의 타단에 연결되고, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위[I]를 갖는, 1 분자당 1개의 블록[D2];을 포함하는 트리블록 공중합체인 것이 바람직하다.
상술한 트리블록 공중합체로서의 수소화 블록 공중합체[G]에 있어서는, 바람직한 특성을 갖는 적층 필름을 용이하게 얻는 관점에서, 블록[D1] 및 블록[D2]의 합계와, 블록[E]의 중량비 (D1+D2)/E가, 특정한 범위에 들어가는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 중량비 (D1+D2)/E는, 바람직하게는 70/30 이상, 보다 바람직하게는 75/25 이상이고, 바람직하게는 90/10 이하, 보다 바람직하게는 87/13 이하이다.
또한, 상술한 트리블록 공중합체로서의 수소화 블록 공중합체[G]에 있어서는, 상기 특성을 갖는 적층 필름을 용이하게 얻는 관점에서, 블록[D1]과 블록[D2]의 중량비 D1/D2가, 특정한 범위에 들어가는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 중량비 D1/D2는, 바람직하게는 5 이상, 보다 바람직하게는 5.2 이상, 특히 바람직하게는 5.5 이상이고, 바람직하게는 8 이하, 보다 바람직하게는 7.8 이하, 특히 바람직하게는 7.5 이하이다.
수소화 블록 공중합체[G]의 중량 평균 분자량 Mw는, 바람직하게는 50000 이상, 보다 바람직하게는 55000 이상, 특히 바람직하게는 60000 이상이고, 바람직하게는 80000 이하, 보다 바람직하게는 75000 이하, 특히 바람직하게는 70000 이하이다. 중량 평균 분자량 Mw가 상기 범위에 있음으로써, 상기 특성을 갖는 적층 필름을 용이하게 얻을 수 있다. 특히, 중량 평균 분자량을 작게 함으로써, 리타데이션의 발현성을 효과적으로 작게 할 수 있다.
수소화 블록 공중합체[G]의 분자량 분포(중량 평균 분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn))는, 바람직하게는 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.7 이하, 특히 바람직하게는 1.5 이하이고, 바람직하게는 1.0 이상이다. 중량 평균 분자량 Mw가 상기 범위에 있음으로써, 중합체 점도를 낮추어 성형성을 높일 수 있다. 또한, 리타데이션의 발현성을 효과적으로 작게 할 수 있다.
수소화 블록 공중합체[G]의 중량 평균 분자량 Mw 및 수평균 분자량 Mn은, 시클로헥산을 용매로 한 겔·퍼미에이션·크로마토그래피에 의해, 폴리스티렌 환산의 값으로서 측정할 수 있다. 상기 블록 공중합체 수소화물[G]은, 예를 들어, 주쇄 및 측쇄의 탄소-탄소 불포화 결합의 바람직하게는 90% 이상, 보다 바람직하게는 97% 이상, 더욱 바람직하게는 99% 이상이 수소화되어 있다. 또한, 상기 블록 공중합체 수소화물[G]은, 예를 들어, 방향고리의 탄소-탄소 불포화 결합의 바람직하게는 90% 이상, 보다 바람직하게는 97% 이상, 더욱 바람직하게는 99% 이상이 수소화되어 있다. 수소화의 정도를 나타내는 수소화율이 높을수록, 내열성, 내광성의 향상이 기대된다.
블록[D1] 및 블록[D2]은, 각각 독립적으로, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위[I]만으로 이루어지는 것이 바람직하지만, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위[I] 이외에 임의의 단위를 포함할 수 있다. 임의의 구조 단위의 예로는, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위[I] 이외의 비닐 화합물에 기초하는 구조 단위를 들 수 있다. 블록[D]에 있어서의 임의의 구조 단위의 함유율은, 바람직하게는 10 중량% 이하, 보다 바람직하게는 5 중량% 이하, 특히 바람직하게는 1 중량% 이하이다.
블록[E]은, 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위[II]만으로 이루어지는 블록이거나, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 단위[II] 및 고리식 탄화수소 함유 화합물 수소화물 단위[I]를 갖는 블록이다. 블록[E]은, 단위[I] 및 단위[II] 이외에 임의의 단위를 포함할 수 있다. 임의의 구조 단위의 예로는, 단위[I] 및 단위[II] 이외의 비닐 화합물에 기초하는 구조 단위를 들 수 있다. 블록[E]에 있어서의 임의의 구조 단위의 함유율은, 바람직하게는 10 중량% 이하, 보다 바람직하게는 5 중량% 이하, 특히 바람직하게는 1 중량% 이하이다.
상술한 트리블록 공중합체로서의 수소화 블록 공중합체[G]는, 리타데이션의 발현성이 작다. 따라서, 적층체로부터 표층을 박리하여 얻어지는 광학 필름은, 원하는 특성을 용이하게 얻을 수 있다.
수소화 블록 공중합체[G]의 구체예 및 제조 방법으로는, 예를 들어 국제 공개 제WO2016/152871호에 개시되는 구체예 및 제조 방법을 들 수 있다.
열가소성 수지 A는, 상술한 수소화 블록 공중합체[G]만으로 이루어져 있어도 되지만, 수소화 블록 공중합체[G] 이외에 임의의 성분을 포함하고 있어도 된다.
임의의 성분으로는, 예를 들어, 무기 미립자; 산화 방지제, 열 안정제, 자외선 흡수제, 근적외선 흡수제 등의 안정제; 활제, 가소제 등의 수지 개질제; 염료나 안료 등의 착색제; 및 대전 방지제를 들 수 있다. 이들 임의의 성분으로는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 단, 본 발명의 효과를 현저하게 발휘시키는 관점에서는, 임의의 성분의 함유 비율은 적은 것이 바람직하다. 예를 들어, 임의의 성분의 합계의 비율은, 수소화 블록 공중합체[G] 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이하가 바람직하고, 7 중량부 이하가 보다 바람직하며, 5 중량부 이하가 더욱 바람직하다.
열가소성 수지 A는, 그 유리 전이 온도가, 바람직하게는 110℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상이고, 바람직하게는 180℃ 이하, 보다 바람직하게는 170℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 이러한 범위에 있는 열가소성 수지 A는, 치수 안정성 및 성형 가공성이 우수하다.
〔1.1.2. 수지 B〕
표층을 형성하는 수지 B로는, 수지 A로 이루어지는 코어층으로부터 박리 가능한 표층을 형성할 수 있는 수지를 사용한다. 수지 B로는 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 이하의 설명에 있어서, 2개의 표층을 형성하기 위한 수지 B를 각각 구별하기 위하여, 수지 B1, 수지 B2라고 표현하는 경우가 있다. 수지 B1과 수지 B2는 동일한 것이어도 되고 상이한 것이어도 된다.
표층을 형성하는 열가소성 수지(이하, 「열가소성 수지 B」라고도 한다)로는, 코어층으로부터 박리 가능한 표층을 형성할 수 있는 수지이면 특별히 한정되지 않고, 각종 중합체를 포함하는 수지를 적당히 선택하여 채용할 수 있다.
열가소성 수지 B에 포함되는 중합체의 바람직한 예로는, 지환식 구조 함유 중합체를 들 수 있다. 지환식 구조 함유 중합체는, 반복 단위 중에 지환식 구조를 갖는 중합체로, 주쇄 중에 지환식 구조를 함유하는 중합체 및 측쇄에 지환식 구조를 함유하는 중합체를 어느 것이나 사용할 수 있다. 지환식 구조 함유 중합체는, 결정성의 수지 및 비정성의 수지를 포함하지만, 표면 평활성의 관점에서 비정성의 수지가 바람직하다.
지환식 구조로는, 예를 들어, 시클로알칸 구조, 시클로알켄 구조 등을 들 수 있으나, 열 안정성 등의 관점에서 시클로알칸 구조가 바람직하다.
1개의 지환식 구조의 반복 단위를 구성하는 탄소수에 특별히 제한은 없지만, 통상 4개~30개, 바람직하게는 5개~20개, 보다 바람직하게는 6개~15개이다.
지환식 구조 함유 중합체 중의 지환식 구조를 갖는 반복 단위의 비율은 사용 목적에 따라 적당히 선택되지만, 통상 50 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량% 이상, 보다 바람직하게는 90 중량% 이상이다. 지환식 구조를 갖는 반복 단위를 이와 같이 많게 함으로써, 표층의 내열성을 높일 수 있다.
지환식 구조 함유 중합체는, 구체적으로는, (1) 노르보르넨계 중합체, (2) 단환의 고리형 올레핀 중합체, (3) 고리형 공액 디엔 중합체, (4) 비닐 지환식 탄화수소 중합체, 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 성형성의 관점에서, 노르보르넨계 중합체 및 이들의 수소화물이 보다 바람직하다.
노르보르넨계 중합체로는, 예를 들어, 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체, 노르보르넨계 모노머와 개환 공중합 가능한 그 밖의 모노머와의 개환 공중합체, 및 그들의 수소화물; 노르보르넨계 모노머의 부가 중합체, 노르보르넨계 모노머와 공중합 가능한 그 밖의 모노머와의 부가 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 성형성의 관점에서, 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체 수소화물이 특히 바람직하다.
상기의 지환식 구조 함유 중합체는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2002-321302호에 개시되어 있는 중합체에서 선택된다.
또한, 결정성의 지환식 구조 함유 중합체의 예로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2016-26909호에 개시되는 중합체를 들 수 있다.
지환식 구조 함유 중합체의 중량 평균 분자량은, 용매로서 시클로헥산(수지가 용해되지 않는 경우에는 톨루엔)을 사용한 겔·퍼미에이션·크로마토그래피(이하, 「GPC」라고 약칭한다.)로 측정한 폴리이소프렌 환산(용매가 톨루엔일 때에는, 폴리스티렌 환산)의 중량 평균 분자량(Mw)으로, 통상 10,000~100,000, 바람직하게는 25,000~80,000, 보다 바람직하게는 25,000~50,000이다. 중량 평균 분자량이 이러한 범위에 있을 때에, 표층의 기계적 강도 및 성형 가공성이 고도로 밸런스된다.
지환식 구조 함유 중합체의 분자량 분포(중량 평균 분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn))는, 통상 1~10, 바람직하게는 1~4, 보다 바람직하게는 1.2~3.5이다.
열가소성 수지 B는, 그 유리 전이 온도가, 바람직하게는 110℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상이고, 바람직하게는 180℃ 이하, 보다 바람직하게는 170℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 이러한 범위에 있는 열가소성 수지 B는, 성형 가공성이 우수하다.
열가소성 수지 B는, 지환식 구조 함유 중합체만으로 이루어져도 되지만, 본 발명의 효과를 현저하게 손상시키지 않는 한, 임의의 성분을 포함해도 된다. 임의의 성분으로는, 열가소성 수지 A의 임의의 성분과 동일한 것을 사용할 수 있다. 열가소성 수지 B 중의, 지환식 구조 함유 중합체의 비율은, 바람직하게는 70 중량% 이상, 보다 바람직하게는 80 중량% 이상이다.
지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지로는, 여러 가지 상품이 시판되고 있으므로, 그들 중, 원하는 특성을 갖는 것을 적당히 선택하여, 열가소성 수지 B로서 사용할 수 있다. 이러한 시판품의 예로는, 상품명 「ZEONOR」(닛폰 제온 주식회사 제조)의 제품군을 들 수 있다.
〔1.2. 적층 필름 제작 공정〕
적층 필름 제작 공정에 있어서는, 수지 A, 수지 B1 및 수지 B2를 각각 조제하고, 이들 수지를 공압출에 의한 용융 압출 성형을 행함으로써 적층 필름을 제작할 수 있다. 이러한 용융 압출 성형을 행함으로써, 원하는 각 층 두께를 갖는 적층 필름을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 용융 압출 성형에 의하면, 장척의 적층 필름을 얻을 수 있다.
공압출법에 있어서의 수지의 압출 방법으로는, 예를 들어, 공압출 T 다이법, 공압출 인플레이션법, 공압출 라미네이션법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 공압출 T 다이법이 바람직하다. 공압출 T 다이법에는, 피드블록 방식 및 멀티매니폴드 방식이 있고, 두께의 편차를 적게 할 수 있는 점에서, 멀티매니폴드 방식이 특히 바람직하다.
공압출에 의한 용융 압출 성형을 행할 때의 수지의 온도(이하, 임의로 「압출 온도」라고 하는 경우가 있다.)는, 특별히 한정되지 않고, 각각의 수지를 용융시킬 수 있는 온도로서, 성형에 적합한 온도를 적당히 설정할 수 있다. 구체적으로는, 코어층을 형성하는 수지 A의 열 연화 온도 및 표층을 형성하는 수지 B의 열 연화 온도 중의 높은 쪽의 온도(Ts[H])를 기준으로 설정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 바람직하게는 (Ts[H] + 70)℃ 이상, 보다 바람직하게는 (Ts[H] + 80)℃ 이상이고, 한편, 바람직하게는 (Ts[H] + 180)℃ 이하, 보다 바람직하게는 (Ts[H] + 150)℃ 이하이다.
수지 A의 열 연화 온도는, 바람직하게는 110℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상이고, 바람직하게는 180℃ 이하, 보다 바람직하게는 170℃ 이하이다. 수지 B의 열 연화 온도는, 바람직하게는 110℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상이고, 바람직하게는 180℃ 이하, 보다 바람직하게는 170℃ 이하이다.
각 수지의 열 연화 온도 Ts는, TMA(열기계적 분석) 측정에 의해 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정 대상의 층을 5 mm × 20 mm의 형상으로 잘라내어 시료로 하고, TMA/SS7100(에스아이아이·나노테크놀로지 주식회사 제조)을 사용하여, 시료의 길이 방향으로 50 mN의 장력을 가한 상태에서, 온도를 변화시켜, 선팽창이 3% 변화하였을 때의 온도(℃)를, 연화 온도로서 계측할 수 있다.
또한, 다이의 다이스 립의 산술 평균 거칠기 Ra는, 바람직하게는 0 μm~1.0 μm, 보다 바람직하게는 0 μm~0.7 μm, 특히 바람직하게는 0 μm~0.5 μm이다. 여기서, 산술 평균 거칠기 Ra는, 표면 거칠기계를 사용하고, JIS B0601:1994에 기초하여 측정할 수 있다.
공압출법에서는, 통상, 다이스 립으로부터 압출된 필름상의 용융 수지를 냉각 롤에 밀착시켜 냉각하고, 경화시킨다. 이 때, 용융 수지를 냉각 롤에 밀착시키는 방법으로는, 예를 들어, 에어 나이프 방식, 버큠 박스 방식, 정전 밀착 방식 등을 들 수 있다.
〔1.2.1. 적층 필름에 있어서의 각 층의 치수〕
적층 필름 제작 공정에 의해 얻어지는 적층 필름에 있어서는, 코어층의 두께는, 바람직하게는 20 μm 이상, 보다 바람직하게는 25 μm 이상이고, 바람직하게는 80 μm 이하, 보다 바람직하게는 70 μm 이하이다. 2개의 표층의 두께는, 각각, 바람직하게는 5 μm 이상, 보다 바람직하게는 10 μm 이상이고, 바람직하게는 30 μm 이하, 보다 바람직하게는 25 μm 이하이다.
각 층의 두께는, 현미경 관찰에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는, 적층 필름을, 마이크로톰을 사용하여 슬라이스하고, 절단면을 관찰함으로써 각 층의 두께를 측정할 수 있다. 절단면의 관찰은, 예를 들어 편광 현미경(예를 들어 올림푸스사 제조 「BX51」)에 의해 행할 수 있다.
〔1.3. 박리 공정〕
본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서의 박리 공정은, 적층 필름으로부터 표층을 박리하는 공정이다. 이러한 박리 공정을 거침으로써, 광학 필름을 얻을 수 있다. 2개의 표층은, 이하에 설명하는 실시형태에서는 동시에 박리하지만, 1층씩 박리해도 된다.
도 2는, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서의 박리 공정의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 압출 성형기(M)로부터 반송된 적층 필름(도 1에 있어서 설명한 적층 필름(20))은 도시 하방으로 반송되고, 그 후, 박리 공정에 제공된다.
박리 공정에 있어서의 박리의 처리는, 표층(11, 12)을, 반송되는 적층 필름(20)의 면내 방향과는 다른 방향으로 견인함으로써 행할 수 있다. 도 2의 예에서는, 2개의 표층(11, 12)을, 각각 광학 필름(100)의 2개의 면(100A, 100B)에 대한 각도가 θ1, θ2가 되는 방향(화살표(矢線)(Y) 및 화살표(Z)으로 나타내는 방향)으로 견인함으로써, 적층 필름(20)으로부터 표층(11, 12)이 박리된다. θ1 및 θ2는 동일해도 되고 상이해도 된다. 상기 θ1 및 θ2의 범위는, 바람직하게는 45° 이상, 보다 바람직하게는 55° 이상이고, 한편 바람직하게는 135° 이하, 보다 바람직하게는 125° 이하이다.
박리 공정의 온도는, 특별히 한정되지 않지만, 반송성의 관점에서, 바람직하게는 5℃ 이상, 보다 바람직하게는 15℃ 이상이고, 박리성의 관점에서, 바람직하게는 60℃ 이하, 보다 바람직하게는 50℃ 이하이다. 박리 온도는, 적층 필름의 박리 영역(P)을 적절한 가열 장치에 의해 가열하는 것 등에 의해 조정할 수 있다.
〔1.4. 다른 공정(연신 처리 공정)〕
본 발명의 광학 필름의 제조 방법은, 연신 처리 공정을 포함하고 있어도 된다. 연신 처리 공정은, 적층 필름 제작 공정에 있어서 행하여도 되고, 적층 필름 제작 공정을 거친 후에 박리 공정 전에 행하여도 되고, 박리 공정에 있어서 행하여도 되며, 박리 공정 후에 행하여도 된다.
연신 처리 공정을 행하는 경우, 두께 방향의 연신이어도 되고, 면내 방향의 연신이어도 되며, 두께 방향의 연신에 더하여 면내 방향의 연신을 행하여도 된다. 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 있어서, 두께 방향 연신에 더하여 면내 방향의 연신을 행하는 경우의 연신 배율은, 광학 필름에 부여하는 것이 요구되는 원하는 광학 성능에 맞추어, 적당히 조정할 수 있다. 구체적인 연신 배율은, 바람직하게는 1.0배 이상, 보다 바람직하게는 1.05배 이상이고, 한편 바람직하게는 1.5배 이하, 보다 바람직하게는 1.4배 이하이다. 면내 방향의 연신 배율이 이러한 범위인 경우, 원하는 광학 성능을 용이하게 얻을 수 있다.
연신 처리 공정에 있어서 행하는 연신은, 1축 연신, 2축 연신, 또는 그 밖의 연신으로 할 수 있다. 연신 방향은, 임의의 방향으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 연신 전 필름이 장척의 필름인 경우, 연신 방향은, 필름의 길이 방향, 폭 방향, 및 그 이외의 경사 방향의 어느 것이라도 좋다. 2축 연신을 행하는 경우의 2의 연신 방향이 이루는 각도는, 통상은 서로 직교하는 각도로 할 수 있으나, 그에 한하지 않고 임의의 각도로 할 수 있다. 2축 연신은, 축차 2축 연신이어도 되고, 동시 2축 연신이어도 된다.
〔1.5. 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 치수 및 특성〕
본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름은, 면내 방향의 리타데이션 Re의 절대값이 5 nm 이하이고, 두께 방향의 리타데이션 Rth의 절대값이 10 nm 이하이고, 또한, 수증기 투과율이 20 g/(m2·일) 이하이다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 면내 방향의 리타데이션 Re의 절대값은, 바람직하게는 3 nm 이하, 보다 바람직하게는 2 nm 이하, 이상적으로는 0 nm이다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rth의 절대값은, 바람직하게는 3 nm 이하, 보다 바람직하게는 2 nm 이하, 이상적으로는 0 nm이다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 수증기 투과율은, 바람직하게는 18 g/(m2·일) 이하, 보다 바람직하게는 15 g/(m2·일) 이하이다. 한편 하한은, 이상적으로는 0 g/(m2·일)인데, 예를 들어 1 g/(m2·일) 이상으로 할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 두께는, 바람직하게는 20 μm 이상, 보다 바람직하게는 25 μm 이상이고, 바람직하게는 70 μm 이하, 보다 바람직하게는 80 μm 이하이다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 면내 방향의 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션은, 측정 장치로서 AXOMETRICS사 제조 「AxoScan」을 사용하여, 측정 파장 590 nm에서 측정할 수 있다. 상기의 측정 장치를 사용하는 경우, 광학 필름의 면내 방향 및 두께 방향의 리타데이션은, 당해 광학 필름의 평균 굴절률을 이용하여 산출한다. 여기서, 평균 굴절률이란, 광학 필름의 면내 방향으로서 서로 수직한 2 방향의 굴절률, 및 당해 광학 필름의 두께 방향의 굴절률의 평균값을 말한다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 수증기 투과율은, 수증기 투과도 측정 장치(MOCON사 제조 「PERMATRAN-W」)를 사용하여, JIS K 7129 B법에 따라, 예를 들어 온도 40℃, 습도 90 %RH의 조건으로 측정할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 두께는, 각 층의 두께와 마찬가지로 현미경 관찰에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는, 광학 필름을, 마이크로톰을 사용하여 슬라이스하고, 절단면을, 예를 들어 편광 현미경(예를 들어 올림푸스사 제조 「BX51」)으로 관찰함으로써 행할 수 있다.
본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름은, 수지 A로 이루어지는 코어층, 및 수지 B로 이루어지는 표층을 구비하는 적층 필름으로부터 표층을 박리함으로써 얻어지는 광학 필름에 있어서, 면내 방향의 리타데이션 Re의 절대값 및 두께 방향의 리타데이션 Rth의 절대값을 각각 2 nm 이하로 하고, 또한, 수증기 투과율을 20 g/(m2·일) 이하로 함으로써, 대상물과의 밀착성이 높고, 리타데이션이 작고, 또한 수증기 투과율이 낮은 광학 필름을 얻을 수 있다. 그 결과, 본 발명에 의하면, 편광자 보호 필름으로서 유용하게 사용할 수 있는 광학 필름을 얻을 수 있다.
본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름은, 통상, 투명한 층이며 가시광선을 투과시킨다. 구체적인 광선 투과율은 광학 필름의 용도에 따라 적당히 선택할 수 있다. 예를 들어, 파장 420 nm~780 nm에 있어서의 광선 투과율은, 바람직하게는 85% 이상, 보다 바람직하게는 88% 이상이다. 이와 같이 높은 광선 투과율을 갖는 구성으로 함으로써, 광학 필름을 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 실장한 경우에, 특히 장기간 사용시의 휘도 저하를 억제할 수 있다.
〔2. 본 발명의 광학 필름〕
본 발명의 다른 어느 양태에 있어서, 광학 필름은, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위를 갖는 블록[Da]과, 사슬형 탄화수소 화합물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 단위 및 고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위를 갖는 블록[Ea]을 포함하는 블록 공중합체를 포함한다. 고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위 및 사슬형 탄화수소 화합물 단위는, 불포화 결합을 갖고 있어도 되고, 갖고 있지 않아도 되며, 또한 그 제조 방법에 의해서는 한정되지 않는다. 따라서 예를 들어, 불포화 결합을 갖는 단위를 수소화하여 이루어지는 단위여도 되고, 수소화되어 있지 않고 불포화 결합을 갖는 단위여도 된다. 광학 필름이, 이러한 블록 공중합체를 포함하는 것임으로써, 위상차가 낮은 광학 필름을 얻을 수 있고, 따라서, 본 발명의 광학 필름을, 저위상차가 요구되는 부재로서 사용할 수 있다. 덧붙여, 내광성이 높아, 황변되기 어려운 광학 필름을 얻을 수 있다.
당해 블록 공중합체의 바람직한 예로는, 블록[Da]으로서, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는 중합체 블록[Db]을 1 분자당 2개 이상 포함하고, 블록[Ea]으로서, 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 또는 그 수소화물 단위 및 고리식 탄화수소 함유 화합물 또는 그 수소화물 단위를 갖는 중합체 블록[Eb]을 1 분자당 1 이상 포함하는 공중합체를 들 수 있다.
본 발명의 광학 필름을 구성하는 재료의 구체예로는, 상술한 수지 A를 들 수 있다. 또한, 그것에 포함되는 블록 공중합체의 예로는, 상술한 수소화 블록 공중합체[G]의 예와 동일한 예를 들 수 있다. 또한, 블록 공중합체를 구성하는 블록[Da] 및 [Ea]의 예 그리고 그 구체예인 블록[Db] 및 [Eb]의 예로는, 상술한 블록[D] 및 [E]의 예와 동일한 예를 들 수 있다. 블록[Da] 및 블록[Ea]을 구성하는 단위의 예로는, 블록[D] 및 [E]를 구성하는 단위의 예와 동일한 예; 그리고 방향족 비닐 화합물 단위, 및 사슬형 공액 디엔 화합물 단위를 들 수 있다. 방향족 비닐 화합물 단위는, 방향족 비닐 화합물을 중합하여 얻어지는 구조를 갖는 구조 단위이고, 사슬형 공액 디엔 화합물 단위는, 사슬형 공액 디엔 화합물을 중합하여 얻어지는 구조를 갖는 구조 단위이다. 단, 이들은, 그 제조 방법에 의해서는 한정되지 않는다. 여기서 말하는 방향족 비닐 화합물의 예 및 사슬형 공액 디엔 화합물의 예로는, 위에 거론한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
블록 공중합체의 예로서, 수소화 블록 공중합체[G] 이외의 것의 예로는, 국제 공개 제WO2016/152871호에 기재되어 있는, 수소화물의 전구체로서의 방향족 비닐 화합물/공액 디엔 화합물 블록 공중합체를 들 수 있다.
본 발명의 광학 필름을 구성하는 블록 공중합체에 있어서는, 표면과 중앙부에서의, 블록[Da]의 체적과, 블록[Ea]의 체적의 조성 비율의 차가, 0~10%이다. 조성 비율의 차는, 바람직하게는 8% 이하, 보다 바람직하게는 5% 이하이다.
여기서 말하는 「중앙부」는, 필름의 두께 방향의 중앙부이다. 단, 위에 설명한, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조된 필름의 경우, 두께 방향으로 5 μm 정도의 깊이에 있어서의 위치는, 통상 두께 방향의 중앙부와 동등한 조성 비율을 갖는다. 따라서, 광학 필름의 두께가 10 μm를 초과하는 경우, 두께 방향으로 5 μm 정도의 깊이에 있어서의 조성을 관찰하여 얻은 값을, 중앙부에서의 조성 비율의 값으로 바꿀 수 있다.
블록[Da]의 체적과, 블록[Ea]의 체적의 조성 비율은, 광학 필름의 단면의 관찰에 의해 구할 수 있다. 즉, 단면의 면적비는, 통상 체적비에 비례하므로, 표면 및 단면의 면적비를 측정함으로써, 체적비를 구할 수 있다. 구체적으로는, 광학 필름의 표면 및 단면에 있어서, 각 블록에서 유래하는 상(相)의 면적을 구하고, 이러한 면적의 비를 구함으로써, 블록[Da]과, 블록[Ea]의 조성 비율을 구할 수 있다.
각 상의 면적의 측정은, 원자간력 현미경(예를 들어 Bruker사 제조의 원자간력 현미경 Dimension Fast Scan Icon)에 의해 행할 수 있다. 원자간력 현미경에 의해, 광학 필름의 응착력 이미지를 얻어, 당해 이미지에 있어서의, 각 블록에서 유래하는 상의 면적비를 측정할 수 있다. 또한, 관찰된 상의 응착력에 관한 정보로부터, 관찰된 상을, 블록[Da]의 상, 및 블록[Ea]의 상에 귀속시킬 수 있다.
2종류의 상의 면적의 합계를 100%로 하고, 그 중의, 블록[Da]에 귀속되는 상의 면적의 백분율을 구함으로써, 표면 및 중앙물의 각각에 있어서의 블록[Da] 비율을 계산할 수 있다. 표면과 중앙부에서의 블록[D]의 체적과 블록[E]의 체적의 조성 비율의 차는, 하기의 식에 의해 산출할 수 있다.
조성 비율의 차 = |(중앙부의 블록[D] 비율) - (표면의 블록[D] 비율)|
(중앙부의 블록[D] 비율) - (표면의 블록[D] 비율)의 값은, 플러스여도 되고 마이너스여도 된다.
본 발명의 광학 필름은, 블록 공중합체를 포함하는 수지의 압출 제막에 의해 제조할 수 있다. 압출 제막을 행함으로써, 효율적인 제조가 가능하게 된다. 단, 본 발명자가 알아낸 바에 의하면, 압출 제막을 행한 경우, 표면과 중앙부에서의 블록[D]의 체적과 블록[E]의 체적의 조성 비율의 차가 커진다. 여기서, 상기 〔1. 본 발명의 광학 필름의 제조 방법〕에 있어서 설명한 제조 방법을 채용함으로써, 이러한 조성 비율의 차가 작은 필름을 용이하게 얻을 수 있다.
본 발명의 광학 필름의 치수 및 특성은, 〔1.5. 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 치수 및 특성〕에 있어서 설명한 것과 동일하다.
〔3. 편광판 및 그 제조 방법〕
상기 〔1. 본 발명의 광학 필름의 제조 방법〕에서 설명한 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름, 및 상기 〔2. 본 발명의 광학 필름〕에서 설명한 본 발명의 광학 필름(이하에 있어서는, 이들을 간단히 「본 발명의 광학 필름」이라고 한다)은, 액정 표시 장치 등의 표시 장치에 있어서, 다른 층을 보호하는 보호 필름으로서 호적하게 사용할 수 있다. 그 중에서도, 본 발명의 광학 필름은, 편광자 보호 필름으로서 호적하고, 표시 장치의 내측 편광자 보호 필름으로서 특히 호적하다.
본 발명의 편광판은, 상술한 본 발명의 광학 필름과 편광자를 구비한다. 본 발명에 있어서, 광학 필름은, 편광자 보호 필름으로서 기능할 수 있다. 본 발명의 편광판은, 또한, 광학 필름과 편광자 사이에, 이들을 접착하기 위한 접착제층을 구비해도 된다.
본 발명의 편광판은, 광학 필름 및 편광자에 더하여, 임의의 층을 구비할 수 있다. 임의의 층으로는, 표면 경도를 높이는 하드 코트층, 필름의 미끄러짐성을 좋게 하는 매트층, 반사 방지층 등을 들 수 있다.
편광자는, 특별히 한정되지 않고, 임의의 편광자를 사용할 수 있다. 편광자의 예로는, 폴리비닐알코올 필름에, 요오드, 이색성 염료 등의 재료를 흡착시킨 후, 연신 가공한 것을 들 수 있다. 접착제층을 구성하는 접착제로는, 각종 중합체를 베이스 폴리머로 한 것을 들 수 있다. 이러한 베이스 폴리머의 예로는, 예를 들어, 아크릴 중합체, 실리콘 중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르, 및 합성 고무를 들 수 있다.
편광판이 구비하는 편광자와 보호 필름의 수는 임의이지만, 본 발명에 있어서는, 통상은, 1층의 편광자와, 그 양면에 설치된 2층의 보호 필름을 구비할 수 있다. 이러한 2층의 보호 필름 중, 양방이 본 발명의 광학 필름이어도 되고, 어느 일방만이 본 발명의 광학 필름이어도 된다. 특히, 광원 및 액정 셀을 구비하고, 이러한 액정 셀의 광원측 및 표시면측의 양방에 편광판을 갖는 액정 표시 장치에 있어서, 표시면측의 편광자보다 광원측의 위치에 있어서 사용하는 보호 필름으로서, 본 발명의 광학 필름을 구비하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 구성을 가짐으로써, 내구성이 우수하고 색 불균일이 작은 양호한 표시 품질을 갖는 액정 표시 장치를 용이하게 구성할 수 있다.
본 발명의 편광판은, 임의의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 제조 방법에 의해 얻어진 광학 필름과 편광자를 첩합함으로써, 본 발명의 편광판을 제조할 수 있다. 이러한 첩합은, 이들의 층을 직접 접촉시키는 첩합, 또는 접착제층을 개재한 첩합으로 할 수 있다.
〔4. 액정 표시 장치 및 그 제조 방법〕
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 본 발명의 편광판을 구비한다.
본 발명의 편광판을 설치하기에 적합한 액정 표시 장치로는, 예를 들어, 인플레인 스위칭(IPS) 모드, 버티컬 얼라인먼트(VA) 모드, 멀티 도메인 버티컬 얼라인먼트(MVA) 모드, 컨티뉴어스 핀휠 얼라인먼트(CPA) 모드, 하이브리드 얼라인먼트 네마틱(HAN) 모드, 트위스티드 네마틱(TN) 모드, 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 모드, 옵티컬 컴펜세이티드 벤드(OCB) 모드 등의 구동 방식의 액정 셀을 구비하는 액정 표시 장치를 들 수 있다. 이들 중에서도, 본 발명의 광학 필름에 의한 내구성이 우수하고 색 불균일 억제의 효과가 현저한 점에서, IPS 모드의 액정 셀을 구비하는 액정 표시 장치가 특히 바람직하다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 임의의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 제조 방법에 의해 얻어진 편광판을, 액정 셀 등의, 액정 표시 장치를 구성하는 다른 부재와 조합함으로써, 본 발명의 액정 표시 장치를 제조할 수 있다. 예를 들어, 액정 셀과 편광판을 직접, 또는 접착제층을 개재하여 첩합하고, 이것을 표시 장치 내에 설치함으로써, 액정 표시 장치를 제조할 수 있다. 또는, 액정 셀과 편광판을 단순히 겹쳐 표시 장치 내에 설치함으로써, 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는, 별도로 언급하지 않는 한 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 별도로 언급하지 않는 한, 상온 및 상압의 조건에 있어서 행하였다.
위의 설명에 있어서의 블록[D]의 구체예로도, 위의 설명에 있어서의 블록[Da]의 구체예로도 할 수 있는 구체예는, 이하의 설명에 있어서 단순히 「블록[D]」이라고 한다. 또한, 위의 설명에 있어서의 블록[E]의 구체예로도, 위의 설명에 있어서의 블록[Ea]의 구체예로도 할 수 있는 구체예는, 이하의 설명에 있어서 단순히 「블록[E]」이라고 한다.
〔평가 방법〕
〔중량 평균 분자량 및 수평균 분자량의 측정 방법〕
중합체의 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량은, 겔·퍼미에이션·크로마토그래피(GPC) 시스템(토소사 제조 「HLC-8320」)을 사용하여, 폴리스티렌 환산값으로서 측정하였다. 측정시, 칼럼으로는 H 타입 칼럼(토소사 제조)을 사용하고, 용매로는 시클로헥산을 사용하였다. 또한, 측정시의 온도는, 40℃였다.
〔수소화 블록 공중합체[G]의 수소화율의 측정 방법〕
중합체의 수소화율은, 오르토디클로로벤젠-d4를 용매로 하여, 145℃에서, 1H-NMR 측정에 의해 산출하였다.
〔수지 A의 유리 전이 온도〕
수지 A(수소화 블록 공중합체를 포함하는 수지[G1] 등)를 프레스 성형하여, 길이 50 mm, 폭 10 mm, 두께 1 mm의 시험편을 제작하였다. 이 시험편을 사용하고, JIS-K7244-4법에 기초해, 점탄성 측정 장치(제품명 「ARES」, 티·에이·인스트루먼트·저팬사 제조)를 사용하여, -100℃~+150℃의 범위에서, 승온 속도 5℃/분으로 동적 점탄성 특성을 측정하였다. 손실 정접 tanδ의 피크 탑 온도(복수의 피크가 관측되는 경우에는 고온측의 피크 온도)로부터, 유리 전이 온도 Tg2를 산출하였다.
〔수지 B의 열 연화 온도〕
JIS K 7121에 기초하여, 시차 주사 열량 분석계(나노테크놀로지사 제조, 제품명 「DSC6220S11」)를 사용하여, 수지 B를 유리 전이 온도보다 30℃ 이상 높은 온도로 가열한 후, 냉각 속도 -10℃/분으로 실온까지 냉각하고, 그 후, 승온 속도 10℃/분으로 승온하여, 그에 의해 열 연화 온도를 측정하였다.
〔각 층 두께 및 광학 필름의 두께의 측정 방법〕
각 층의 두께 및 광학 필름의 두께는, 다음과 같이 하여 측정하였다.
측정 대상의 필름을, 마이크로톰(야마토 코키사 제조 「RV-240」)을 사용하여 슬라이스하였다. 슬라이스한 필름의 절단면을, 편광 현미경(올림푸스사 제조 「BX51」)으로 관찰하고, 그 두께를 측정하였다.
〔열 연화 온도 Ts의 측정 방법〕
측정 대상의 필름을 5 mm × 20 mm의 형상으로 잘라내어 시료로 하였다. 측정 장치로서, TMA/SS7100(에스아이아이·나노테크놀로지 주식회사 제조)을 사용하였다. TMA(열기계적 분석) 측정에 있어서, 시료의 길이 방향으로 50 mN의 장력을 가한 상태에서, 온도를 변화시켰다. 선팽창이 3% 변화하였을 때의 온도(℃)를, 연화 온도로 하였다.
〔면내 방향의 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션의 측정 방법〕
각 예(실시예 및 비교예)의 필름을, 파장 590 nm에서 위상차 측정 장치(Axometric사 제조 제품명 「Axoscan」)를 사용하여 측정함으로써, 각 예의 필름의 면내 방향의 리타데이션 Re의 절대값 및 두께 방향의 리타데이션 Rth의 절대값을 구하였다.
〔박리 강도의 측정 방법〕
편광판 대신의 필름으로서, 노르보르넨계 중합체를 포함하는 수지로 이루어지는 시험용 필름(유리 전이 온도 160℃, 두께 100 μm, 닛폰 제온사 제조, 연신 처리를 실시하지 않은 것)을 준비하였다. 각 예에서 얻어진 필름 및 상기 시험용 필름의 편면에, 코로나 처리를 실시하였다. 각 예의 필름의 코로나 처리를 실시한 면, 및 시험용 필름의 코로나 처리한 면에 접착제를 부착시키고, 접착제를 부착시킨 면끼리를 첩합하였다. 이 때, 접착제로는 UV 접착제(CRB 시리즈(토요켐사 제조)를 사용하였다. 이에 의해 각 예의 필름(100) 및 시험용 필름(60)을 구비하는 샘플 필름(S)을 얻었다(도 3을 참조).
그 후, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 샘플 필름(S)을 15 mm의 폭으로 재단하고, 각 예의 필름(100)측을 슬라이드 유리(80)의 표면에 점착제(70)로 첩합하여 평가 샘플을 얻었다. 이 때, 점착제(70)로는, 양면 점착 테이프(닛토덴코사 제조, 품번 「CS9621」)를 사용하였다. 도 3 중, 50은 접착제이다.
포스게이지의 선단 사이에 상기 시험용 필름(60)을 두고, 슬라이드 유리(80)의 표면의 법선 방향(도 3의 화살표(X)에 나타내는 방향)으로 잡아당김으로써, 90도 박리 시험을 실시하였다. 이 때, 시험용 필름(60)이 벗겨질 때에 측정된 힘은, 각 예(실시예 및 비교예)의 필름(100)과 시험용 필름(60)을 박리시키기 위하여 필요로 하는 힘이므로, 이 힘의 크기를 박리 강도로서 측정하였다. 박리에 필요로 하는 힘이 매우 커 시험용 필름이 벗겨지기 전에 재료가 파괴된 경우에는, 「재료 파괴 때문에 측정 불가」라고 기재하였다.
(박리 강도의 측정 방법에 대한 보충)
상기의 박리 강도의 측정 방법에서는, 편광판 대신에 특정한 시험용 필름을 사용하고 있다. 이와 같이, 편광판 대신에 시험용 필름을 사용하여 박리 강도의 측정을 행하는 것의 타당성을 검증하기 위하여, 실시예 1에서 얻어진 필름에 대해, 발명자는 이하의 실험을 행하였다.
시험용 필름 대신에, 일본 공개특허공보 2005-70140호의 실시예 1에 따라, 편광 필름의 편방의 표면에 위상차 필름 적층체를 첩합하고, 편광 필름의 다른 편방의 표면에는 트리아세틸셀룰로오스 필름을 첩합하여, 90도 박리 시험을 실시하였다. 즉, 먼저, 일본 공개특허공보 2005-70140호의 실시예 1에 기재된 편광 필름 및 접착제를 준비하였다. 준비한 편광 필름의 편방의 표면에, 위상차 필름 적층체의 코로나 처리를 실시한 면을, 상기의 접착제를 개재하여 첩합하였다. 또한, 편광 필름의 다른 편방의 표면에는, 상기의 접착제를 개재하여 트리아세틸셀룰로오스 필름을 첩합하였다. 그 후, 80℃에서 7분간 건조시켜 접착제를 경화시켜, 샘플 필름을 얻었다. 얻어진 샘플 필름에 대하여 90도 박리 시험을 행하였다.
상기의 실험의 결과, 편광판 대신에 시험용 필름을 사용한 경우와 동일한 결과가 얻어졌다. 따라서, 편광판 대신에 시험용 필름을 사용한 하기의 실시예 및 비교예의 결과는, 타당한 것이다.
(수증기 투과율의 측정)
광학 필름의 수증기 투과율은, 수증기 투과도 측정 장치(MOCON사 제조 「PERMATRAN-W」)를 사용하여, JIS K 7129 B법에 따라, 온도 40℃, 습도 90 %RH의 조건으로 측정하였다.
(전체 광선 투과율의 측정)
광학 필름의 전체 광선 투과율은, 헤이즈미터 NDH-2000(닛폰 덴쇼쿠 공업사 제조)을 사용하고, JIS K 7136에 준거하여 측정하였다.
(블록 조성비의 측정)
광학 필름에 있어서의, 블록 조성비의 측정은 Bruker사 제조의 원자간력 현미경 Dimension Fast Scan Icon을 사용하여, 광학 필름의 응착력 이미지를 얻어, 당해 이미지에 있어서의, 각 블록에서 유래하는 상의 면적비를 측정함으로써 행하였다.
응착력 이미지의 촬상을 위한 캔틸레버로는, AC240TS(올림푸스사 제조, 스프링 정수: 1.5 N/m, TIP 곡률 반경 15 nm)를 사용하였다. 촬상을 위한 측정 모드는 ScanAsyst mode, 스캔 레이트는 2 Hz의 조건으로 하고, 500 nm × 500 nm의 면적에서 응착력 이미지를 측정하였다.
응착력 이미지의 측정은, 필름 표면 및 중앙부에 있어서 행하였다. 필름 중앙부의 측정은, 필름의 단면 형성을 행한 뒤에, 단면에 있어서의, 필름 표면으로부터의 깊이 5 μm의 위치에 있어서 행하였다.
응착력 이미지의 측정 결과의 화상을 해석하여, 히스토그램을 그렸다. 히스토그램에 있어서는, 개개의 측정점에 있어서 측정된 응착력을 가로축에 취하고, 당해 응착력이 측정된 측정점의 개수를 세로축에 취하였다. 2종류의 블록에서 기인한다고 생각되는, 2종류의 상의 면적 비율을 가우스 함수로 피팅하여 산출하였다.
일반적으로, 응착력은 Tg에 의존하며, 저Tg의 시료 표면으로부터 캔틸레버를 떼어놓는 편이, 응착력이 높아지는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 응착력이 높은 상이 블록[E], 응착력이 낮은 상이 블록[D]이라고 귀속을 결정할 수 있다.
면적 비율은, 2종류의 상의 면적의 합계를 100%로 하고, 그 중의, 블록[D]에 귀속되는 상의 면적의 백분율을, 블록[D] 비율로서 계산하였다.
표면과 중앙부에서의, 블록[D]과 블록[E]의 조성 비율의 차는, 하기의 식에 의해 산출하였다.
조성 비율의 차 = |(중앙부의 블록[D] 비율) - (표면의 블록[D] 비율)|
〔제조예 1〕
(P1-1) 블록 공중합체[F1]의 제조
교반 장치를 구비하고, 내부가 충분히 질소 치환된 반응기에, 탈수 시클로헥산 270 부, 탈수 스티렌 75 부 및 디부틸에테르 7.0 부를 넣었다. 전체를 60℃에서 교반하면서, n-부틸리튬(15% 시클로헥산 용액) 5.6 부를 첨가하여 중합을 개시시켰다. 계속해서 전체를 60℃에서 60분간 교반하였다. 반응 온도는, 반응 정지까지 60℃를 유지하였다. 이 시점(중합 제1 단계)에서 반응액을 가스 크로마토그래피(이하, 「GC」라고 기재하는 경우가 있다.) 및 GPC에 의해 분석한 결과, 중합 전화율은 99.4%였다.
다음으로, 반응액에, 탈수 이소프렌 15 부를 40분간에 걸쳐 연속적으로 첨가하고, 첨가 종료 후 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 이 시점(중합 제2 단계)에서, 반응액을 GC 및 GPC에 의해 분석한 결과, 중합 전화율은 99.8%였다.
그 후, 반응액에 탈수 스티렌 10 부를, 30분간에 걸쳐 연속적으로 더 첨가하고, 첨가 종료 후 그대로 30분 교반하였다. 이 시점(중합 제3 단계)에서, 반응액을 GC 및 GPC에 의해 분석한 결과, 중합 전화율은 대략 100%였다.
여기서, 이소프로필알코올 1.0 부를 첨가하여 반응을 정지시킴으로써, [D1]-[E]-[D2]형의 블록 공중합체[F1]를 포함하는 중합체 용액을 얻었다. 얻어진 블록 공중합체[F1]에 있어서는, Mw[F1] = 82,400, Mw/Mn은 1.32였다.
(P1-2) 수소화 블록 공중합체[G1]의 제조
(P1-1)에서 얻은 중합체 용액을, 교반 장치를 구비한 내압 반응기에 이송하고, 수소화 촉매로서, 규조토 담지형 니켈 촉매(제품명 「E22U」, 니켈 담지량 60%, 닛키 촉매 화성사 제조) 4.0 부, 및 탈수 시클로헥산 30 부를 첨가하여 혼합하였다. 반응기 내부를 수소 가스로 치환하고, 또한 용액을 교반하면서 수소를 공급하여, 온도 190℃, 압력 4.5 MPa로 6시간 수소화 반응을 행하였다.
수소화 반응에 의해 얻어진 반응 용액에는, 수소화 블록 공중합체[G1]가 포함되어 있었다. 수소화 블록 공중합체의 Mw[G1]는 71,800, 분자량 분포 Mw/Mn은 1.30, 수소화율은 대략 100%였다.
수소화 반응 종료 후, 반응 용액을 여과하여 수소화 촉매를 제거한 후, 페놀계 산화 방지제인 펜타에리트리틸·테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트](제품명 「AO60」, ADEKA사 제조) 0.3 부를 용해한 크실렌 용액 2.0 부를 첨가해 용해하여, 용액으로 하였다.
이어서, 상기 용액을, 원통형 농축 건조기(제품명 「콘트로」, 히타치 제작소사 제조)를 사용하여, 온도 260℃, 압력 0.001 MPa 이하로 처리하고, 용액으로부터 시클로헥산, 크실렌 및 그 밖의 휘발 성분을 제거하여, 용융된 수지를 얻었다. 이것을 다이로부터 스트랜드상으로 압출하고, 냉각하여, 펠리타이저에 의해 펠릿으로 성형하였다. 이에 의해, 수소화 블록 공중합체[G1]를 포함하는, 수지[G1]의 펠릿 95 부를 제조하였다.
얻어진 수지[G1]에 있어서의 수소화 블록 공중합체[G1]는, Mw[G1] = 68,500, Mw/Mn = 1.30, Tg2 = 140℃, Ts = 139℃, (D1 + D2)/E = 85/15, D1/D2 = 7.5였다.
〔제조예 2〕
(P2-1) 블록 공중합체[F2]의 제조
교반 장치를 구비하고, 내부가 충분히 질소 치환된 반응기에, 탈수 시클로헥산 270 부, 탈수 스티렌 70 부 및 디부틸에테르 7.0 부를 넣었다. 전체를 60℃에서 교반하면서, n-부틸리튬(15% 시클로헥산 용액) 5.6 부를 첨가하여 중합을 개시시켰다. 계속해서 전체를 60℃에서 60분간 교반하였다. 반응 온도는, 반응 정지까지 60℃를 유지하였다. 이 시점(중합 제1 단계)에서 반응액을 GC 및 GPC에 의해 분석한 결과, 중합 전화율은 99.4%였다.
다음으로, 반응액에, 탈수 이소프렌 20 부를 40분간에 걸쳐 연속적으로 첨가하고, 첨가 종료 후 그대로 30분간 교반을 계속하였다. 이 시점(중합 제2 단계)에서, 반응액을 GC 및 GPC에 의해 분석한 결과, 중합 전화율은 99.8%였다.
그 후, 반응액에 탈수 스티렌 10 부를, 30분간에 걸쳐 연속적으로 더 첨가하고, 첨가 종료 후 그대로 30분 교반하였다. 이 시점(중합 제3 단계)에서, 반응액을 GC 및 GPC에 의해 분석한 결과, 중합 전화율은 대략 100%였다.
여기서, 이소프로필알코올 1.0 부를 첨가하여 반응을 정지시킴으로써, [D1]-[E]-[D2]형의 블록 공중합체[F2]를 포함하는 중합체 용액을 얻었다. 얻어진 블록 공중합체[F2]에 있어서는, Mw[F2] = 83,400, Mw/Mn은 1.32였다.
(P2-2) 수소화 블록 공중합체[G2]의 제조
(P2-1)에서 얻은 중합체 용액을, 교반 장치를 구비한 내압 반응기에 이송하고, 수소화 촉매로서, 규조토 담지형 니켈 촉매(제품명 「E22U」, 니켈 담지량 60%, 닛키 촉매 화성사 제조) 4.0 부, 및 탈수 시클로헥산 30 부를 첨가하여 혼합하였다. 반응기 내부를 수소 가스로 치환하고, 또한 용액을 교반하면서 수소를 공급하여, 온도 190℃, 압력 4.5 MPa로 6시간 수소화 반응을 행하였다.
수소화 반응에 의해 얻어진 반응 용액에는, 수소화 블록 공중합체[G2]가 포함되어 있었다. 수소화 블록 공중합체[G2]의 Mw[G2]는 72,800, 분자량 분포 Mw/Mn은 1.30, 수소화율은 대략 100%였다.
수소화 반응 종료 후, 반응 용액을 여과하여 수소화 촉매를 제거한 후, 페놀계 산화 방지제인 펜타에리트리틸·테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트](제품명 「AO60」, ADEKA사 제조) 0.3 부를 용해한 크실렌 용액 2.0 부를 첨가해 용해하여, 용액으로 하였다.
이어서, 상기 용액을, 원통형 농축 건조기(제품명 「콘트로」, 히타치 제작소사 제조)를 사용하여, 온도 260℃, 압력 0.001 MPa 이하로 처리하고, 용액으로부터 시클로헥산, 크실렌 및 그 밖의 휘발 성분을 제거하여, 용융된 수지를 얻었다. 이것을 다이로부터 스트랜드상으로 압출하고, 냉각하여, 펠리타이저에 의해 펠릿으로 성형하였다. 이에 의해, 수소화 블록 공중합체[G2]를 포함하는, 수지[G2]의 펠릿 95 부를 제조하였다.
얻어진 수지 [G2]에 있어서의 수소화 블록 공중합체[G2]는, Mw[G2] = 69,500, Mw/Mn = 1.30, Tg2 = 140℃, Ts = 138℃, (D1 + D2)/E = 80/20, D1/D2 = 7.0이었다.
〔실시예 1〕
(1-1. 광학 필름의 제조)
체눈 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는, 더블 플라이트형 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 28)를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 열가소성 수지 A로서, 제조예 1에서 얻은 펠릿상의 수지[G1]를 도입하고, 용융시켜, 피드블록을 통하여 단층 다이에 공급하였다. 단축 압출기로의 수지 A의 도입은, 단축 압출기에 장전된 호퍼를 통하여 행하였다. 또한, 상기의 단층 다이의 다이스 립의 표면 거칠기(산술 평균 거칠기 Ra)는, 0.1 μm였다. 또한, 수지 A의 압출기 출구 온도는, 260℃였다.
한편, 체눈 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 30) 1대를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 열가소성 수지 B로서, 비정성의 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지 B(수지 「B-1」로 한다, 닛폰 제온사 제조, 열 연화 온도 160℃)를 도입해 용해시켜, 피드블록을 통하여 상기의 단층 다이에 공급하였다. 수지 B의 압출기 출구 온도는, 260℃였다.
수지 A 및 수지 B를, 260℃의 용융 상태에서 압출 성형기의 단층 다이로부터 토출시켰다. 그에 의해 수지 B로 이루어지는 표층, 수지 A로 이루어지는 코어층, 및 수지 B로 이루어지는 표층의 3층을 이 순서로 구비하는 필름상의 수지를 연속적으로 형성하였다(공압출 성형 공정). 토출된 필름상의 수지를, 냉각 롤에 캐스트하였다. 캐스트시에는, 필름상의 수지의 폭 방향 단부를 냉각 롤에 고정하는 에지 피닝을 행하고, 에어갭량은 50 mm로 설정하였다. 이에 의해, 필름상의 수지를 냉각하여, 3층 구조의 적층 필름을 얻었다. 얻어진 적층 필름은, 수지 B로 이루어지는 표층, 수지 A로 이루어지는 코어층, 및 수지 B로 이루어지는 표층을 이 순서로 구비하는, 2종의 수지로 이루어지는 3층의 적층 필름이었다.
(1-2. 광학 필름의 제조 및 평가)
(1-1)에서 얻은 3층 구조의 적층 필름으로부터 표층을 박리하는 박리 공정을 행하였다. 박리 공정은, 적층 필름의 양측의 표층을 견인하여, 코어층으로부터 표층을 연속적으로 박리함으로써 행하였다. 2층의 표층을 견인하는 방향은, 코어층의 면에 대한 각도가 60°인 방향이고, 박리 속도는, 5 m/min이었다. 그 결과, 표층이 박리된 두께가 40 μm인 단층의 필름 1을 얻었다.
얻어진 필름 1에 대하여, 평가를 행하고, 결과를 표 1에 나타냈다. 박리 강도의 평가에 있어서는, 시험용 필름의 박리 전에, 재료 파괴가 일어났기 때문에 박리 강도는 측정 불가였다. 이것은 박리 강도가 높다는 것을 의미한다.
〔실시예 2〕
제조예 1에서 얻은 펠릿상의 수지[G1] 대신에, 제조예 2에서 얻은 펠릿상의 수지[G2]를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 적층 필름을 제작한 후에 표층을 박리하여, 두께가 40 μm인 단층의 필름 2를 얻었다. 얻어진 필름 2에 대하여 실시예 1과 동일하게 평가를 행하고, 결과를 표 1에 나타냈다. 박리 강도의 평가에 있어서는, 시험용 필름의 박리 전에, 재료 파괴가 일어났기 때문에 박리 강도는 측정 불가였다. 이것은 박리 강도가 높다는 것을 의미한다.
〔비교예 1〕
체눈 3 μm의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 구비하는, 더블 플라이트형 단축 압출기(스크루의 직경 D = 50 mm, 스크루의 길이 L과 스크루의 직경 D의 비 L/D = 28)를 준비하였다. 이 단축 압출기에, 제조예 1에서 얻은 펠릿상의 수지[G1]를 도입하고, 용융시켜, 단층 다이에 공급하였다. 단축 압출기로의 수지[G1]의 도입은, 단축 압출기에 장전된 호퍼를 통하여 행하였다. 또한, 상기의 단층 다이의 다이스 립의 표면 거칠기(산술 평균 거칠기 Ra)는, 0.1 μm였다. 또한, 수지[G1]의 압출기 출구 온도는, 260℃였다.
수지[G1]를, 260℃의 용융 상태에서 단층 다이로부터 토출시켰다. 그에 의해 수지[G1]로 이루어지는 층만으로 이루어지는 필름상의 수지를 연속적으로 형성하였다. 토출된 필름상의 수지를, 냉각 롤에 캐스트하였다. 캐스트시에는, 필름상의 수지의 폭 방향 단부를 냉각 롤에 고정하는 에지 피닝을 행하고, 에어갭량은 50 mm로 설정하였다. 이에 의해, 필름상의 수지를 냉각하여, 수지[G1]로 이루어지는 단층 구조의, 두께가 40 μm인 필름 C1을 얻었다. 얻어진 수지 필름 C1에 대하여 실시예 1의 필름과 동일하게 평가하고, 결과를 표 1에 나타냈다.
〔비교예 2〕
제조예 1에서 얻은 펠릿상의 수지[G1] 대신에, 제조예 2에서 얻은 펠릿상의 수지[G2]를 사용한 것 이외에는, 비교예 1과 동일한 조작에 의해, 수지[G2]로 이루어지는 단층 구조의, 두께가 40 μm인 필름 C2를 제조하였다. 이 필름 C2에 대하여 실시예 1의 필름과 동일하게 평가하고, 결과를 표 1에 나타냈다.
〔비교예 3〕
광학 필름 E(후지 필름(주) 제조, 「후지택」, 두께 40 μm)를 실시예 1의 필름과 동일하게 평가하고, 결과를 표 1에 나타냈다. 박리 강도의 측정에는, 비누화 처리를 실시한 필름을 사용하였다.
실시예 및 비교예의 결과를, 표 1에 정리하여 나타낸다.
표 중에 있어서의 약호의 의미는, 하기와 같다.
G1: 제조예 1에서 제조한 수소화 블록 공중합체[G1].
G2: 제조예 2에서 제조한 수소화 블록 공중합체[G2].
B-1: 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지, 열 연화 온도 160℃, 닛폰 제온사 제조 「ZEONOR」의 제품군의 하나.
E: 광학 필름, 후지 필름(주) 제조 「후지택」
|Re|: 면내 방향의 리타데이션의 절대값
|Rth|: 두께 방향의 리타데이션의 절대값
실시예 및 비교예의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 광학 필름의 제조 방법에 의해 얻어진 필름은, 대상물과의 밀착성이 높고, 리타데이션이 작고, 또한 수증기 투과율이 낮은 광학 필름으로 할 수 있다.
10···코어층
11, 12···표층
12···표층
20···적층 필름
50···UV 접착제
60···시험용 필름
70···점착제
80···슬라이드 유리
100···광학 필름
100A, 100B···광학 필름의 면
M···압출 성형기
P···박리 영역
S···샘플 필름
11, 12···표층
12···표층
20···적층 필름
50···UV 접착제
60···시험용 필름
70···점착제
80···슬라이드 유리
100···광학 필름
100A, 100B···광학 필름의 면
M···압출 성형기
P···박리 영역
S···샘플 필름
Claims (10)
- 고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위를 갖는 블록[Da]과,
사슬형 탄화수소 화합물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 단위 및 고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위를 갖는 블록[Ea]
을 포함하는 블록 공중합체를 포함하고,
상기 블록 공중합체가 트리블록 공중합체를 포함하고,
상기 트리블록 공중합체가 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위 및 고리식 탄화수소 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는, 1 분자당 1개의 블록[E]과; 상기 블록[E]의 일단에 연결되고, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는, 1 분자당 1개의 블록[D1]과; 상기 블록[E]의 타단에 연결되고, 고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는, 1 분자당 1개의 블록[D2];을 포함하고,
상기 블록[D1]과 상기 블록[D2]의 중량비 D1/D2가 5 이상 8 이하이고,
상기 블록[D1] 및 상기 블록[D2]의 합계와 상기 블록[E]의 중량비 (D1+D2)/E가 70/30 이상 80/20 이하이고,
표면과 중앙부에서의, 상기 블록[Da]의 체적과, 상기 블록[Ea]의 체적의 조성 비율의 차가, 0~10%이고,
면내 방향의 리타데이션의 절대값이 2 nm 이하이고,
두께 방향의 리타데이션의 절대값이 10 nm 이하이고, 또한,
수증기 투과율이 20 g/(m2·일) 이하인, 광학 필름. - 제1항에 있어서,
상기 블록 공중합체를 포함하는 수지가 압출 제막되어 이루어지는, 광학 필름. - 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 필름과, 편광자를 구비하는, 편광판.
- 제3항에 기재된 편광판을 구비하는, 액정 표시 장치.
- 제1항에 기재된 광학 필름의 제조 방법으로서,
수지 A와 수지 B를 공압출함으로써, 수지 A로 이루어지는 코어층, 및 상기 코어층의 면 상에 형성된 수지 B로 이루어지는 표층을 구비하는 적층 필름을 얻는 공정과,
상기 적층 필름으로부터 상기 표층을 박리하는 공정을 포함하고,
상기 수지 A의 열 연화 온도 및 상기 수지 B의 열 연화 온도 중 높은 쪽의 온도를 (Ts[H])로 했을 때, 공압출의 압출 온도가 (Ts[H] + 70)℃ 이상, (Ts[H] + 180)℃ 이하이고,
상기 광학 필름은,
면내 방향의 리타데이션의 절대값이 2 nm 이하이고,
두께 방향의 리타데이션의 절대값이 10 nm 이하이고, 또한,
수증기 투과율이 20 g/(m2·일) 이하인, 광학 필름의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 광학 필름의 상기 면내 방향의 리타데이션의 절대값이 2 nm 이하이고, 상기 광학 필름의 상기 두께 방향의 리타데이션의 절대값이 2 nm 이하인, 광학 필름의 제조 방법. - 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 수지 B가 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는, 광학 필름의 제조 방법. - 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 수지 A가,
고리식 탄화수소기 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는, 1 분자당 2개 이상의 중합체 블록[D]과,
사슬형 탄화수소 화합물 수소화물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 단위 및 고리식 탄화수소 함유 화합물 수소화물 단위를 갖는, 1 분자당 1 이상의 중합체 블록[E]
을 포함하는 수소화 블록 공중합체를 포함하는, 광학 필름의 제조 방법. - 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 수지 A가,
고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위를 갖는 블록과,
사슬형 탄화수소 화합물 단위, 또는 사슬형 탄화수소 화합물 단위 및 고리식 탄화수소기 함유 화합물 단위를 갖는 블록
을 포함하는 블록 공중합체로 이루어지고,
상기 광학 필름에 있어서, 그 표면과 중앙부에서의 조성 비율의 차가, 0~10%인,
광학 필름의 제조 방법. - 삭제
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