KR20110086797A

KR20110086797A - 광학 필름, 광학 필름의 제조 방법, 편광판 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20110086797A
Application number: KR1020117007550A
Authority: KR
Inventors: 미노리 다마가와
Original assignee: 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2011-08-01
Also published as: TW201030080A; CN102171020B; JPWO2010041513A1; CN102171020A; WO2010041513A1; JP5397382B2

Abstract

본 발명은 흡습성, 내열성, 나아가 취성을 동시에 개선한 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 하고, 이로써 광 누설이 발생하기 어렵고, 리워크성이 좋은 광학 필름, 그의 제조 방법, 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 목적은, 아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)가 95:5 내지 30:70의 질량비이고, 상기 아크릴 수지 (A)의 중량 평균 분자량 Mw가 110000 이상 1000000 이하이고, 상기 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 아실기 총 치환도(T)가 2.0 이상 3.0 이하, 탄소수가 3 이상 7 이하인 아실기의 치환도가 1.2 이상 3.0 이하이고, 상기 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 중량 평균 분자량 Mw가 75000 이상 300000 이하이고, 장력 연화점이 105 내지 145℃, 내굴곡도가 50 내지 100회이며, 용융 유연 제막 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 광학 필름에 의해 달성되었다.

Description

광학 필름, 광학 필름의 제조 방법, 편광판 및 액정 표시 장치 {OPTICAL FILM, METHOD FOR PRODUCING OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 광학 필름, 광학 필름의 제조 방법, 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 광 누설이 발생하기 어렵고, 리워크성이 좋은 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, 액정 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터의 액정 디스플레이 등의 용도에서 수요가 확대되고 있다.

통상, 액정 표시 장치는, 투명 전극, 액정층, 컬러 필터 등을 유리판 사이에 끼워 넣은 액정 셀과, 그의 양측에 설치된 2매의 편광판으로 구성되어 있고, 각각의 편광판은, 편광자(편광자, 편광 필름이라고도 함)를 2매의 광학 필름(편광판 보호 필름) 사이에 끼운 구성으로 되어 있다. 이 편광판 보호 필름으로서는, 통상, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름이 사용되고 있다.

한편, 최근의 기술 진보에 의해, 액정 표시 장치의 대형화가 가속됨과 함께, 액정 표시 장치의 용도가 다양화하고 있다. 예를 들어, 가두 또는 매장에 설치되는 대형 디스플레이로서의 이용이나, 디지털 사이니지라고 불리는 표시 기기를 사용한 공공의 장소에서의 광고용 디스플레이에의 이용 등을 들 수 있다.

이러한 용도에 있어서는, 옥외에서의 이용이 상정되기 때문에, 편광 필름의 흡습에 의한 열화가 문제가 되어, 편광판 보호 필름에는 보다 높은 내습성이 요구되고 있다. 그러나, 종래 사용되고 있는 셀룰로오스 트리아세테이트 필름 등의 셀룰로오스 에스테르 필름에서는 충분한 내습성을 얻는 것은 곤란하였다.

내습성을 개선하기 위한 기술로서, 아크릴 수지에 내충격성 아크릴 고무-메틸메타크릴레이트 공중합체나 부틸 변성 아세틸셀룰로오스를 60~90/40~10의 양비로 조합하는 방법이 제안되었지만(특허문헌 1), 이 방법에서는 아크릴 수지 필름이 갖는, 깨지기 쉽고 무른 성질(취성)이 현저하여, 필름 제조시나 리워크 공정에서의 파단 등, 특히 대형의 액정 표시 장치용의 광학 필름을 안정하게 제조하는 것이 곤란하였다.

또한, 폴리메틸메타크릴레이트(이하, PMMA라고 약칭함)로 대표되는 아크릴 수지 필름은, 일반적으로 내열성이 부족하여 고온하에서의 사용, 장기적인 사용 등에 있어서 형상이 바뀐다고 하는 문제도 있었다.

이 문제는 필름 단체에서의 물성으로서 뿐만 아니라, 이러한 필름을 사용한 편광판, 표시 장치에 있어서도 중요한 과제였다. 즉, 액정 표시 장치에 있어서, 필름의 변형에 수반하여 편광판이 컬하기 때문에, 패널 전체가 휘게 된다고 하는 문제가 발생하였다.

필름 변형에 의한 문제는 백라이트측뿐만 아니라, 시인측 표면의 위치에서 사용하였을 때에도 발생하였다.

셀룰로오스 에스테르 필름에 대하여, 가소제나 광학 특성의 제어를 위하여 아크릴 수지를 혼합하는 기술도 제안되어 있다(특허문헌 2). 그러나, 여기서 개시되어 있는 아크릴 수지의 분자량은 작기 때문에, 충분한 내습성은 얻어지지 않아, 고습 환경하에 있어서는 편광판의 열화나 광학 필름의 광학값의 변화 등의 문제에 의한 광 누설의 개선은 불가능하였다.

특허문헌 3에서는, 아크릴 수지와 셀룰로오스 에스테르 수지를 혼합하여, 용융 유연법에 의해 제조한 필름이 제안되어 있다. 이 방법에서도 취성을 충분히는 개선할 수 없었다.

특허문헌 3에는, 가소제를 첨가한 예도 기재되어 있지만, 본래 필요한 내열성이 나빠지게 되어, 취성과 내열성을 양립하는 것은 불가능하였다.

일본 특허 공개 평5-119217호 공보 일본 특허 공개 제2003-12859호 공보 일본 특허 공개 제2008-88417호 공보

본 발명은 상기의 과제를 감안하여, 흡습성, 내열성, 나아가 취성을 동시에 개선한 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 하고, 이로써 광 누설이 발생하기 어렵고, 리워크성이 좋은 광학 필름, 그의 제조 방법, 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은, 이하의 구성에 의해 달성할 수 있다.

1. 아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)가 95:5 내지 30:70의 질량비이고, 상기 아크릴 수지 (A)의 중량 평균 분자량 Mw가 110000 이상 1000000 이하이고, 상기 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 아실기 총 치환도(T)가 2.0 이상 3.0 이하, 탄소수가 3 이상 7 이하인 아실기의 치환도가 1.2 이상 3.0 이하이고, 상기 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 중량 평균 분자량 Mw가 75000 이상 300000 이하이고, 장력 연화점이 105 내지 145℃, 내굴곡도가 50 내지 100회이며, 용융 유연 제막 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 광학 필름.

2. 상기 1에 기재된 광학 필름이, 반송 방향 또는 폭 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 연신하여 제조되는 것이며, 그 연신 온도가 연신 전의 광학 필름의 Tg 내지 Tg+50℃인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.

3. 상기 1에 기재된 광학 필름을 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.

4. 상기 3에 기재된 편광판을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

본 발명에 의해 흡습성, 내열성, 나아가 취성을 동시에 개선한 광학 필름을 제공할 수 있고, 이로써 광 누설이 발생하기 어렵고, 리워크성이 좋은 광학 필름, 그의 제조 방법, 편광판 및 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 광학 필름의 제조 방법을 실시하는 장치의 일 실시 형태를 도시하는 개략적인 플로우 시트.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 광학 필름은, 아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)가 95:5 내지 30:70의 질량비이고, 상기 아크릴 수지 (A)의 중량 평균 분자량 Mw가 110000 이상 1000000 이하이고, 상기 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 아실기 총 치환도(T)가 2.0 이상 3.0 이하, 탄소수가 3 이상 7 이하인 아실기의 치환도가 1.2 이상 3.0 이하이고, 상기 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 중량 평균 분자량 Mw가 75000 이상 300000 이하를 구성 요건으로 하고, 그의 성질로서 장력 연화점이 105 내지 145℃, 내굴곡도가 50 내지 100회이며, 그의 제조 방법은 용융 유연 제막 방법인 것을 특징으로 한다.

<아크릴 수지 (A)>

본 발명에 사용되는 아크릴 수지에는 메타크릴 수지도 포함된다. 수지로서는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 메틸메타크릴레이트 단위 50 내지 99질량%, 및 이것과 공중합 가능한 다른 단량체 단위 1 내지 50질량%로 이루어지는 것이 바람직하다.

공중합 가능한 다른 단량체로서는, 알킬기의 탄소수가 2 내지 18인 알킬메타크릴레이트, 알킬기의 탄소수가 1 내지 18인 알킬아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산 등의 α,β-불포화산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등의 불포화기 함유 2가 카르복실산, 스티렌, α-메틸스티렌 등의 방향족 비닐 화합물, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 α,β-불포화 니트릴, 무수 말레산, 말레이미드, N-치환 말레이미드, 글루타르산 무수물 등을 들 수 있고, 이것들은 단독으로 혹은 2종 이상의 단량체를 병용하여 사용할 수 있다.

이들 중에서도 공중합체의 내열분해성이나 유동성의 관점에서, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, s-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등이 바람직하고, 메틸아크릴레이트나 n-부틸아크릴레이트가 특히 바람직하게 사용된다.

본 발명의 광학 필름에 사용되는 아크릴 수지 (A)는, 특히 광학 필름으로서의 취성의 개선 및 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)와 상용하였을 때의 투명성의 개선의 관점에서, 중량 평균 분자량(Mw)이 120000 이상 1000000 이하이다.

아크릴 수지 (A)의 중량 평균 분자량(Mw)은 130000 내지 300000의 범위 내인 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 아크릴 수지의 중량 평균 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피(이하, GPC라고 약칭함)에 의해 측정할 수 있다. 측정 조건은 이하와 같다.

용매: 메틸렌 클로라이드

칼럼: Shodex K806, K805, K803G(쇼와 덴꼬(주)제를 3개 접속하여 사용하였음)

칼럼 온도: 25℃

시료 농도: 0.1질량%

검출기: RI Model 504(GL 사이언스사제)

펌프: L6000(히따찌 세이사꾸쇼(주)제)

유량: 1.0ml/min

교정 곡선: 표준 폴리스티렌 STK standard 폴리스티렌(도소(주)제) Mw=2,800,000 내지 500까지의 13샘플에 의한 교정 곡선을 사용하였다. 13샘플은 거의 등간격으로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 아크릴 수지 (A)의 제조 방법으로서는 특별히 제한은 없고, 현탁 중합, 유화 중합, 괴상 중합, 혹은 용액 중합 등의 공지된 방법 중 어느 것을 사용하여도 된다. 여기서, 중합 개시제로서는, 통상의 퍼옥시드계 및 아조계의 것을 사용할 수 있고, 또한 산화 환원계로 할 수도 있다. 중합 온도에 대해서는, 현탁 또는 유화 중합에서는 30 내지 100℃, 괴상 또는 용액 중합에서는 80 내지 160℃에서 실시할 수 있다. 얻어진 공중합체의 환원 점도를 제어하기 위하여, 알킬머캅탄 등을 연쇄 이동제로서 사용하여 중합을 실시할 수도 있다.

본 발명에 관한 아크릴 수지로서는, 시판 중인 것도 사용할 수 있다. 예를 들어 델펫 60N, 80N(아사히 가세이 케미컬즈(주)제), 다이아날 BR52, BR80, BR83, BR85, BR88(미쯔비시 레이온(주)제), KT75(덴끼 가가꾸 고교(주)제) 등을 들 수 있다. 아크릴 수지는 2종 이상을 병용할 수도 있다.

<셀룰로오스 에스테르 수지 (B)>

본 발명의 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)는, 특히 취성의 개선이나 아크릴 수지 (A)와 상용시켰을 때에 투명성의 관점에서, 아실기의 총 치환도(T)가 2.0 내지 3.0, 탄소수가 3 내지 7인 아실기의 치환도가 1.2 내지 3.0이며, 탄소수 3 내지 7의 아실기의 치환도는 2.0 내지 3.0인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 수지는 탄소수가 3 내지 7인 아실기에 의해 치환된 셀룰로오스 에스테르 수지이며, 구체적으로는 프로피오닐, 부티릴 등이 바람직하게 사용되지만, 특히 프로피오닐기가 바람직하게 사용된다.

셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 아실기의 총 치환도가 2.0을 하회하는 경우, 즉 셀룰로오스 에스테르 분자의 2, 3, 6위치의 수산기의 잔도가 1.0을 상회하는 경우에는, 아크릴 수지 (A)와 아크릴 수지 (B)가 충분히 상용하지 않아 광학 필름으로서 사용하는 경우에 헤이즈가 문제가 된다.

또한, 아실기의 총 치환도가 2.0 이상이어도, 탄소수가 3 내지 7인 아실기의 치환도가 1.2를 하회하는 경우에는, 역시 충분한 상용성이 얻어지지 않거나, 취성이 저하하게 된다. 예를 들어, 아실기의 총 치환도가 2.0 이상인 경우라도, 탄소수 2의 아실기, 즉 아세틸기의 치환도가 높고, 탄소수 3 내지 7의 아실기의 치환도가 1.2를 하회하는 경우에는, 상용성이 저하하고 헤이즈가 상승한다.

또한, 아실기의 총 치환도가 2.0 이상인 경우라도, 탄소수 8 이상의 아실기의 치환도가 높고, 탄소수 3 내지 7의 아실기의 치환도가 1.2를 하회하는 경우에는, 취성이 열화하여, 원하는 특성이 얻어지지 않는다.

본 발명의 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 아실 치환도는, 총 치환도(T)가 2.0 내지 3.0이며, 탄소수가 3 내지 7인 아실기의 치환도가 1.2 내지 3.0이면 문제가 없지만, 탄소수가 3 내지 7 이외인 아실기, 즉 아세틸기나 탄소수가 8 이상인 아실기의 치환도의 총계가 1.3 이하가 되는 것이 바람직하다.

또한, 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 아실기의 총 치환도(T)는 2.5 내지 3.0의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서 상기 아실기는 지방족 아실기이어도 되고, 방향족 아실기이어도 된다. 지방족 아실기의 경우에는, 직쇄이어도 되고 분지되어도 되며, 또한 치환기를 가져도 된다. 본 발명에서의 아실기의 탄소수는, 아실기의 치환기를 포함하는 것이다.

상기 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)가, 방향족 아실기를 치환기로서 갖는 경우, 방향족환에 치환되는 치환기 X의 수는 0 내지 5개인 것이 바람직하다. 이 경우에도 치환기를 포함한 탄소수가 3 내지 7인 아실기의 치환도가 1.2 내지 3.0이 되도록 유의할 필요가 있다. 예를 들어, 벤조일기는 탄소수가 7이 되기 때문에, 탄소를 포함하는 치환기를 갖는 경우에는, 벤조일기로서의 탄소수는 8 이상이 되고, 탄소수가 3 내지 7인 아실기에는 포함되지 않게 된다.

또한, 방향족환에 치환되는 치환기의 수가 2개 이상일 때, 서로 동일하여도 되고 상이하여도 되지만, 또한 서로 연결하여 축합 다환 화합물(예를 들어 나프탈렌, 인덴, 인단, 페난트렌, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 크로멘, 크로만, 프탈라진, 아크리딘, 인돌, 인돌린 등)을 형성하여도 된다.

상기와 같은 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)에 있어서는, 탄소수 3 내지 7의 지방족 아실기 중 적어도 1종을 갖는 구조를 갖는 것이, 본 발명의 셀룰로오스 수지에 사용하는 구조로서 사용된다.

본 발명에 관한 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 치환도는, 아실기의 총 치환도(T)가 2.0 내지 3.0, 탄소수가 3 내지 7인 아실기의 치환도가 1.2 내지 3.0이다.

또한, 탄소수가 3 내지 7인 아실기 이외, 즉 아세틸기와 탄소수가 8 이상인 아실기의 치환도의 총합이 1.3 이하인 것이 바람직한 구조이다.

본 발명에 관한 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)로서는, 특히 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 벤조에이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하며, 즉 탄소 원자수 3 또는 4의 아실기를 치환기로서 갖는 것이 바람직하다.

이들 중에서 특히 바람직한 셀룰로오스 에스테르 수지는, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트나 셀룰로오스 프로피오네이트이다.

아실기에 의해 치환되어 있지 않은 부분은 통상 수산기로서 존재하고 있는 것이다. 이것들은 공지된 방법으로 합성할 수 있다.

또한, 아세틸기의 치환도나 다른 아실기의 치환도는, ASTM-D817-96에 규정된 방법에 의해 구한 것이다.

본 발명에 관한 셀룰로오스 에스테르 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은, 특히 아크릴 수지 (A)와의 상용성, 취성의 개선의 관점에서 75000 이상이며, 75000 내지 300000의 범위인 것이 바람직하고, 100000 내지 240000의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 160000 내지 240000의 것이 특히 바람직하다. 셀룰로오스 에스테르 수지의 중량 평균 분자량(Mw)이 75000을 하회하는 경우에는, 내열성이나 취성의 개선 효과가 충분하지 않아, 본 발명의 효과가 얻어지지 않는다. 본 발명에서는 2종 이상의 셀룰로오스 수지를 혼합하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 광학 필름에 있어서, 아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)는, 95:5 내지 30:70의 질량비이고, 또한 상용 상태로 함유되지만, 바람직하게는 95:5 내지 50:50이고, 더욱 바람직하게는 90:10 내지 60:40이다.

아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 질량비가, 95:5보다도 아크릴 수지 (A)가 많아지면, 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)에 의한 효과가 충분히 얻어지지 않고, 상기 질량비가 30:70보다도 아크릴 수지가 적어지면, 내습성이 불충분해진다.

본 발명의 광학 필름에 있어서는, 아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)가 상용 상태로 함유되는 것이 바람직하다.

아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)가 상용 상태로 되어 있는지의 여부는, 예를 들어 유리 전이 온도 Tg에 의해 판단하는 것이 가능하다.

예를 들어, 양자의 수지의 유리 전이 온도가 상이한 경우, 양자의 수지를 혼합하였을 때에는, 각각의 수지의 유리 전이 온도가 존재하기 때문에 혼합물의 유리 전이 온도는 2개 이상 존재하지만, 양자의 수지가 상용하였을 때에는, 각각의 수지 고유의 유리 전이 온도가 소실되어, 1개의 유리 전이 온도가 되어 상용한 수지의 유리 전이 온도가 된다.

또한, 여기서 말하는 유리 전이 온도란, 시차 주사 열량 측정기(Perkin Elmer사제 DSC-7형)를 사용하여, 승온 속도 20℃/분으로 측정하고, JIS K7121(1987)을 따라 구한 중간점 유리 전이 온도(Tmg)로 한다.

아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)는, 각각 비결정성 수지인 것이 바람직하고, 어느 한쪽이 결정성 고분자, 혹은 부분적으로 결정성을 갖는 고분자이어도 되지만, 본 발명에 있어서 아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)가 상용함으로써, 비결정성 수지가 되는 것이 바람직하다.

본 발명의 광학 필름에서의 아크릴 수지 (A)의 중량 평균 분자량(Mw)이나 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 중량 평균 분자량(Mw)이나 치환도는, 양자의 수지의 용매에 대한 용해성의 차를 이용하여 분별한 후에, 각각 측정함으로써 얻어진다.

수지를 분별할 때에는, 어느 한쪽에만 용해되는 용매 중에 상용된 수지를 첨가함으로써, 용해되는 수지를 추출하여 분별할 수 있고, 이때 가열 조작이나 환류를 행하여도 된다. 이들 용매의 조합을 2공정 이상 조합하여 수지를 분별하여도 된다. 용해된 수지와, 불용물로서 남은 수지를 여과 분리하고, 추출물을 포함하는 용액에 대해서는, 용매를 증발시켜 건조시키는 조작에 의해 수지를 분별할 수 있다.

이들 분별한 수지는, 고분자의 일반적인 구조 해석에 의해 특정할 수 있다. 본 발명의 광학 필름이 아크릴 수지 (A)나 셀룰로오스 에스테르 수지 (B) 이외의 수지를 함유하는 경우에도 마찬가지의 방법으로 분별할 수 있다.

또한, 상용된 수지의 중량 평균 분자량(Mw)이 각각 상이한 경우에는, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해, 고분자량물은 조기에 용리되고, 저분자량물일수록 오랜 시간을 거쳐 용리되기 때문에, 용이하게 분별 가능함과 함께 분자량을 측정하는 것도 가능하다.

또한, 상용된 수지를 GPC에 의해 분자량 측정을 행함과 동시에, 시간마다 용리된 수지 용액을 분취하여 용매를 증류 제거하여 건조시킨 수지에 대해, 구조 해석을 정량적으로 행하여 다른 분자량의 분획마다의 수지 조성을 검출함으로써, 상용되어 있는 수지를 각각 특정할 수 있다. 사전에 용매에의 용해성의 차에 의해 분취한 수지에 대해, 각각 GPC에 의해 분자량 분포를 측정함으로써, 상용되어 있던 수지를 각각 검출할 수도 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 「아크릴 수지 (A)나 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)를 상용 상태로 함유한다」란, 각각의 수지(중합체)를 혼합함으로써, 결과적으로 상용된 상태가 되는 것을 의미하고 있으며, 단량체, 이량체, 혹은 올리고머 등의 아크릴 수지의 전구체를 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)에 혼합시킨 후에 중합시킴으로써 혼합 수지가 된 상태는 포함되지 않는 것으로 한다.

예를 들어, 단량체, 이량체, 혹은 올리고머 등의 아크릴 수지의 전구체를 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)에 혼합시킨 후에 중합함으로써 혼합 수지를 얻는 공정은, 중합 반응이 복잡하고, 이 방법으로 제조한 수지는 반응의 제어가 곤란하고, 분자량의 조정도 곤란해진다. 또한, 이러한 방법으로 수지를 합성한 경우에는, 그래프트 중합, 가교 반응이나 환화 반응이 발생하는 일이 많고, 용매에 용해되기 어려운 케이스나, 가열에 의해 용융할 수 없게 되는 일이 많아, 혼합 수지 중에서의 아크릴 수지를 용리하여 중량 평균 분자량(Mw)을 측정하는 것도 곤란하기 때문에, 물성을 컨트롤하는 것이 어려워 광학 필름을 안정적으로 제조하는 수지로서 사용할 수는 없다.

본 발명의 광학 필름은, 광학 필름으로서의 기능을 손상시키지 않는 한, 아크릴 수지 (A), 셀룰로오스 에스테르 수지 (B) 이외의 수지나 첨가제를 함유하여 구성되어도 된다.

아크릴 수지 (A), 셀룰로오스 에스테르 수지 (B) 이외의 수지를 함유하는 경우, 첨가되는 수지가 상용 상태이어도 되고, 상용되지 않고 혼합되어 있어도 된다.

본 발명의 광학 필름에서의 아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 총 질량은, 광학 필름의 55질량% 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 60질량% 이상이고, 특히 바람직하게는 70질량% 이상이다.

아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B) 이외의 수지나 첨가제를 사용할 때에는, 본 발명의 광학 필름의 기능을 손상시키지 않는 범위에서 첨가량을 조정하는 것이 바람직하다.

<아크릴 입자 (C)>

본 발명의 광학 필름은 아크릴 입자를 함유하여도 된다.

본 발명에 관한 아크릴 입자 (C)란, 상기 아크릴 수지 (A) 및 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)를 상용 상태로 함유하는 광학 필름 중에 입자의 상태(비상용 상태라고도 함)로 존재하는 아크릴 성분을 나타낸다.

상기 아크릴 입자 (C)는, 예를 들어 제작한 광학 필름을 소정량 채취하고, 용매에 용해시켜 교반하여 충분히 용해ㆍ분산시킨 시점에서, 아크릴 입자 (C)의 평균 입자 직경 미만의 구멍 직경을 갖는 PTFE제의 멤브레인 필터를 사용하여 여과하여 여과 포집된 불용물의 무게가, 광학 필름에 첨가한 아크릴 입자 (C)의 90질량% 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 아크릴 입자 (C)는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 2층 이상의 층 구조를 갖는 아크릴 입자 (C)인 것이 바람직하고, 특히 하기 다층 구조 아크릴계 입상 복합체인 것이 바람직하다.

다층 구조 아크릴계 입상 복합체란, 중심부로부터 외주부를 향하여 최내 경질층 중합체, 고무 탄성을 나타내는 가교 연질층 중합체 및 최외 경질층 중합체가, 층 형상으로 중첩되어 이루어지는 구조를 갖는 입자 형상의 아크릴계 중합체를 말한다.

즉, 다층 구조 아크릴계 입상 복합체란, 중심부로부터 외주부를 향하여 최내 경질층, 가교 연질층 및 최외 경질층으로 이루어지는 다층 구조 아크릴계 입상 복합체이다. 이 3층 코어 쉘 구조의 다층 구조 아크릴계 입상 복합체가 바람직하게 사용된다.

본 발명에 관한 아크릴계 수지 조성물에 사용되는 다층 구조 아크릴계 입상 복합체의 바람직한 형태로서는, 이하와 같은 것을 들 수 있다. (a) 메틸메타크릴레이트 80 내지 98.9질량%, 알킬기의 탄소수가 1 내지 8인 알킬아크릴레이트 1 내지 20질량%, 및 다관능성 그래프트제 0.01 내지 0.3질량%로 이루어지는 단량체의 혼합물을 중합하여 얻어지는 최내 경질층 중합체, (b) 상기 최내 경질층 중합체의 존재하에, 알킬기의 탄소수가 4 내지 8인 알킬아크릴레이트 75 내지 98.5질량%, 다관능성 가교제 0.01 내지 5질량% 및 다관능성 그래프트제 0.5 내지 5질량%로 이루어지는 단량체의 혼합물을 중합하여 얻어지는 가교 연질층 중합체, (c) 상기 최내 경질층 및 가교 연질층으로 이루어지는 중합체의 존재하에, 메틸메타크릴레이트 80 내지 99질량%와 알킬기의 탄소수가 1 내지 8인 알킬아크릴레이트 1 내지 20질량%로 이루어지는 단량체의 혼합물을 중합하여 얻어지는 최외 경질층 중합체로 이루어지는 3층 구조를 갖고, 또한 얻어진 3층 구조 중합체가 최내 경질층 중합체 (a) 5 내지 40질량%, 연질층 중합체 (b) 30 내지 60질량%, 및 최외 경질층 중합체 (c) 20 내지 50질량%로 이루어지고, 아세톤으로 분별하였을 때에 불용부가 있고, 그 불용부의 메틸에틸케톤 팽윤도가 1.5 내지 4.0인 아크릴계 입상 복합체를 들 수 있다.

또한, 일본 특허 공고 소60-17406호 혹은 일본 특허 공고 평3-39095호에 있어서 개시되어 있는 바와 같이, 다층 구조 아크릴계 입상 복합체의 각 층의 조성이나 입자 직경을 규정한 것 뿐만 아니라, 다층 구조 아크릴계 입상 복합체의 인장 탄성률이나 아세톤 불용부의 메틸에틸케톤 팽윤도를 특정 범위 내로 설정함으로써, 충분한 내충격성과 내응력백화성의 밸런스를 실현하는 것이 또한 가능하게 된다.

여기서, 다층 구조 아크릴계 입상 복합체를 구성하는 최내 경질층 중합체 (a)는, 메틸메타크릴레이트 80 내지 98.9질량%, 알킬기의 탄소수가 1 내지 8인 알킬아크릴레이트 1 내지 20질량% 및 다관능성 그래프트제 0.01 내지 0.3질량%로 이루어지는 단량체의 혼합물을 중합하여 얻어지는 것이 바람직하다.

여기서, 알킬기의 탄소수가 1 내지 8인 알킬아크릴레이트로서는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, s-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등을 들 수 있고, 메틸아크릴레이트나 n-부틸아크릴레이트가 바람직하게 사용된다.

최내 경질층 중합체 (a)에서의 알킬아크릴레이트 단위의 비율은 1 내지 20질량%이며, 상기 단위가 1질량% 미만에서는 중합체의 열분해성이 커지고, 한편 상기 단위가 20질량%를 초과하면 최내 경질층 중합체 (c)의 유리 전이 온도가 낮아져, 3층 구조 아크릴계 입상 복합체의 내충격성 부여 효과가 저하하므로, 모두 바람직하지 않다.

다관능성 그래프트제로서는, 다른 중합 가능한 관능기를 갖는 다관능성 단량체, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸마르산의 알릴에스테르 등을 들 수 있고, 알릴메타크릴레이트가 바람직하게 사용된다. 다관능성 그래프트제는, 최내 경질층 중합체와 연질층 중합체를 화학적으로 결합시키기 위하여 사용되며, 그의 최내 경질층 중합 시에 사용하는 비율은 0.01 내지 0.3질량%이다.

아크릴계 입상 복합체를 구성하는 가교 연질층 중합체 (b)는, 상기 최내 경질층 중합체 (a)의 존재하에, 알킬기의 탄소수가 1 내지 8인 알킬아크릴레이트 75 내지 98.5질량%, 다관능성 가교제 0.01 내지 5질량% 및 다관능성 그래프트제 0.5 내지 5질량%로 이루어지는 단량체의 혼합물을 중합하여 얻어지는 것이 바람직하다.

여기서, 알킬기의 탄소수가 4 내지 8인 알킬아크릴레이트로서는, n-부틸아크릴레이트나 2-에틸헥실아크릴레이트가 바람직하게 사용된다.

또한, 이들 중합성 단량체와 함께, 25질량% 이하의 공중합 가능한 다른 단관능성 단량체를 공중합시키는 것도 가능하다.

공중합 가능한 다른 단관능성 단량체로서는, 스티렌 및 치환 스티렌 유도체를 들 수 있다. 알킬기의 탄소수가 4 내지 8인 알킬아크릴레이트와 스티렌의 비율은, 전자가 많을수록 중합체 (b)의 유리 전이 온도가 저하하여, 즉 연질화할 수 있는 것이다.

한편, 수지 조성물의 투명성의 관점에서는, 연질층 중합체 (b)의 상온에서의 굴절률을 최내 경질층 중합체 (a), 최외 경질층 중합체 (c) 및 경질 열가소성 아크릴 수지에 근접시키는 쪽이 유리하며, 이것들을 감안하여 양자의 비율을 선정한다.

다관능성 그래프트제로서는, 상기한 최내층 경질 중합체 (a)의 항에서 예시한 것을 사용할 수 있다. 여기에서 사용하는 다관능성 그래프트제는, 연질층 중합체 (b)와 최외 경질층 중합체 (c)를 화학적으로 결합시키기 위하여 사용되며, 그의 최내 경질층 중합 시에 사용하는 비율은 내충격성 부여 효과의 관점에서 0.5 내지 5질량%가 바람직하다.

다관능성 가교제로서는 디비닐 화합물, 디알릴 화합물, 디아크릴 화합물, 디메타크릴 화합물 등의 일반적으로 알려져 있는 가교제를 사용할 수 있지만, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(분자량 200 내지 600)가 바람직하게 사용된다.

여기에서 사용하는 다관능성 가교제는, 연질층 (b)의 중합 시에 가교 구조를 생성하고, 내충격성 부여의 효과를 발현시키기 위하여 사용된다. 단, 앞서의 다관능성 그래프트제를 연질층의 중합 시에 사용하면, 어느 정도는 연질층 (b)의 가교 구조를 생성하므로, 다관능성 가교제는 필수 성분은 아니지만, 다관능성 가교제를 연질층 중합 시에 사용하는 비율은 내충격성 부여 효과의 관점에서 0.01 내지 5질량%가 바람직하다.

다층 구조 아크릴계 입상 복합체를 구성하는 최외 경질층 중합체 (c)는, 상기 최내 경질층 중합체 (a) 및 연질층 중합체 (b)의 존재하에, 메틸메타크릴레이트 80 내지 99질량% 및 알킬기의 탄소수가 1 내지 8인 알킬아크릴레이트 1 내지 20질량%로 이루어지는 단량체의 혼합물을 중합하여 얻어지는 것이 바람직하다.

여기서, 알킬아크릴레이트로서는 전술한 것이 사용되지만, 메틸아크릴레이트나 에틸아크릴레이트가 바람직하게 사용된다. 최외 경질층 (c)에서의 알킬아크릴레이트 단위의 비율은 1 내지 20질량%가 바람직하다.

또한, 최외 경질층 (c)의 중합 시에, 아크릴 수지 (A)와의 상용성 향상을 목적으로 분자량을 조절하기 위하여 알킬머캅탄 등을 연쇄 이동제로서 사용하여 실시하는 것도 가능하다.

특히, 최외 경질층에, 분자량이 내측으로부터 외측을 향하여 점차 작아지는 구배를 형성하는 것은, 신장과 내충격성의 밸런스를 개량하는 측면에서 바람직하다. 구체적인 방법으로서는, 최외 경질층을 형성하기 위한 단량체의 혼합물을 2개 이상으로 분할하고, 각 회마다 첨가하는 연쇄 이동제량을 순차적으로 증가시키는 방법에 의해, 최외 경질층을 형성하는 중합체의 분자량을 다층 구조 아크릴계 입상 복합체의 내측으로부터 외측을 향하여 작게 하는 것이 가능하다.

이때에 형성되는 분자량은, 각 회에 사용되는 단량체의 혼합물을 그 단독으로 동일한 조건에서 중합하고, 얻어진 중합체의 분자량을 측정함으로써 조사할 수도 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 아크릴 입자 (C)의 입자 직경에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 10nm 이상 1000nm 이하인 것이 바람직하고, 또한 20nm 이상 500nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 특히 50nm 이상 400nm 이하인 것이 가장 바람직하다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 다층 구조 중합체인 아크릴계 입상 복합체에 있어서, 코어와 쉘의 질량비는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 다층 구조 중합체 전체를 100질량부로 하였을 때에, 코어층이 50질량부 이상 90질량부 이하인 것이 바람직하고, 또한 60질량부 이상 80질량부 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 여기에서 말하는 코어층이란 최내 경질층이다.

이러한 다층 구조 아크릴계 입상 복합체의 시판품의 예로서는, 예를 들어 미쯔비시 레이온사제 "메타블렌", 가네가후찌 가가꾸 고교사제 "가네에이스", 구레하 가가꾸 고교사제 "파랄로이드", 롬 앤드 하스사제 "아크릴로이드", 간쯔 가세이 고교사제 "스타필로이드" 및 구라레사제 "파라펫 SA" 등을 들 수 있고, 이것들은 단독 내지 2종 이상을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 바람직하게 사용되는 아크릴 입자 (C)로서 적절하게 사용되는 그래프트 공중합체인 아크릴 입자 (C1)의 구체예로서는, 고무질 중합체의 존재하에, 불포화 카르복실산 에스테르계 단량체, 불포화 카르복실산계 단량체, 방향족 비닐계 단량체 및 필요에 따라 이것들과 공중합 가능한 다른 비닐계 단량체로 이루어지는 단량체의 혼합물을 공중합시킨 그래프트 공중합체를 들 수 있다.

그래프트 공중합체인 아크릴 입자 (C1)에 사용되는 고무질 중합체에는 특별히 제한은 없지만, 디엔계 고무, 아크릴계 고무 및 에틸렌계 고무 등을 사용할 수 있다. 구체예로서는 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-부타디엔의 블록 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 아크릴산 부틸-부타디엔 공중합체, 폴리이소프렌, 부타디엔-메틸메타크릴레이트 공중합체, 아크릴산 부틸-메틸메타크릴레이트 공중합체, 부타디엔-아크릴산 에틸 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔계 공중합체, 에틸렌-이소프렌 공중합체 및 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 고무질 중합체는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 사용하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 광학 필름에 아크릴 입자 (C)를 첨가하는 경우에는, 아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 혼합물의 굴절률과 아크릴 입자 (C)의 굴절률이 가까운 것이, 투명성이 높은 필름을 얻는 점에서는 바람직하다. 구체적으로는, 아크릴 입자 (C)와 아크릴 수지 (A)의 굴절률차가 0.05 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.02 이하, 특히 0.01 이하인 것이 바람직하다.

이러한 굴절률 조건을 만족시키기 위해서는, 아크릴 수지 (A)의 각 단량체 단위 조성비를 조정하는 방법 및/또는 아크릴 입자 (C)에 사용되는 고무질 중합체 혹은 단량체의 조성비를 조제하는 방법 등에 의해 굴절률차를 작게 할 수 있고, 투명성이 우수한 광학 필름을 얻을 수 있다.

또한, 여기서 말하는 굴절률차란, 아크릴 수지 (A)가 가용인 용매에, 본 발명의 광학 필름을 적당한 조건에서 충분히 용해시켜 백탁 용액으로 하고, 이것을 원심 분리 등의 조작에 의해 용매 가용 부분과 불용 부분으로 분리하고, 이 가용 부분(아크릴 수지 (A))과 불용 부분(아크릴 입자 (C))을 각각 정제한 후 측정한 굴절률(23℃, 측정 파장: 550nm)의 차를 나타낸다.

본 발명에 있어서 아크릴 수지 (A)에 아크릴 입자 (C)를 배합하는 방법에는 특별히 제한은 없고, 아크릴 수지 (A)와 그 밖의 임의 성분을 미리 블렌드한 후, 통상 200 내지 350℃에서, 아크릴 입자 (C)를 첨가하면서 1축 또는 2축 압출기에 의해 균일하게 용융 혼련하는 방법이 바람직하게 사용된다.

또한, 아크릴 입자 (C)를 미리 분산시킨 용액을, 아크릴 수지 (A) 및 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)를 용해한 용액(도프액)에 첨가하여 혼합하는 방법이나, 아크릴 입자 (C) 및 그 밖의 임의의 첨가제를 용해, 혼합한 용액을 인라인 첨가하는 등의 방법을 사용할 수 있다.

본 발명에 관한 아크릴 입자로서는 시판 중인 것도 사용할 수 있다.

예를 들어, 메타블렌 W-341(C2)(미쯔비시 레이온(주)제)을, 케미스노우 MR-2G(C3), MS-300X(C4)(소껭 가가꾸(주)제) 등을 들 수 있다.

본 발명의 광학 필름에 있어서, 상기 필름을 구성하는 수지의 총 질량에 대하여 0.5 내지 30질량%의 아크릴 입자 (C)를 함유하는 것이 바람직하고, 1.0 내지 15질량%의 범위에서 함유하는 것이 더욱 바람직하다.

<그 밖의 첨가제>

본 발명의 광학 필름에는, 필름에 가공성을 부여하는 가소제, 필름의 열화를 방지하는 산화 방지제, 자외선 흡수 기능을 부여하는 자외선 흡수제, 필름에 미끄러짐성을 부여하는 미립자(매트제) 등의 첨가제를 함유시키는 것이 바람직하다.

<가소제>

가소제로서는 프탈산 에스테르계, 지방산 에스테르계, 트리멜리트산 에스테르계, 인산 에스테르계, 폴리에스테르계, 혹은 에폭시계 등을 들 수 있다.

이 중에서 폴리에스테르계와 프탈산 에스테르계의 가소제가 바람직하게 사용된다. 폴리에스테르계 가소제는, 프탈산 디옥틸 등의 프탈산 에스테르계의 가소제에 비하여 비이행성이나 내추출성이 우수하지만, 가소화 효과나 상용성은 조금 떨어진다.

따라서, 용도에 따라서 이들 가소제를 선택 혹은 병용함으로써, 광범위한 용도에 적용할 수 있다.

폴리에스테르계 가소제는, 1가 내지 4가의 카르복실산과 1가 내지 6가의 알코올의 반응물이지만, 주로 2가 카르복실산과 글리콜을 반응시켜 얻어진 것이 사용된다. 대표적인 2가 카르복실산으로서는 글루타르산, 이타콘산, 아디프산, 프탈산, 아젤라산, 세박산 등을 들 수 있다.

특히, 아디프산, 프탈산 등을 사용하면 가소화 특성이 우수한 것이 얻어진다. 글리콜로서는 에틸렌, 프로필렌, 1,3-부틸렌, 1,4-부틸렌, 1,6-헥사메틸렌, 네오펜틸렌, 디에틸렌, 트리에틸렌, 디프로필렌 등의 글리콜을 들 수 있다. 이들 2가 카르복실산 및 글리콜은 각각 단독으로 혹은 혼합하여 사용하여도 된다.

이 에스테르계의 가소제는 에스테르, 올리고에스테르, 폴리에스테르의 형태 중 어느 것이어도 되며, 분자량은 100 내지 10000의 범위가 좋지만, 바람직하게는 600 내지 3000의 범위가 가소화 효과가 크다.

또한, 가소제의 점도는 분자 구조나 분자량과 상관이 있지만, 아디프산계 가소제의 경우, 상용성, 가소화 효율의 관계로부터 200 내지 5000MPaㆍs(25℃)의 범위가 좋다. 또한, 몇 가지 폴리에스테르계 가소제를 병용하여도 상관없다.

가소제는 본 발명의 광학 필름 100질량부에 대하여, 0.5 내지 30질량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 가소제의 첨가량이 30질량부를 초과하면, 표면이 끈적거리므로 실용상 바람직하지 않다.

<산화 방지제>

본 발명에서는 산화 방지제로서는, 통상 알려져 있는 것을 사용할 수 있다.

특히, 락톤계, 황계, 페놀계, 이중 결합계, 힌더드 아민계, 인계 화합물의 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

예를 들어, 시바 재팬 가부시끼가이샤로부터, "IrgafosXP40", "IrgafosXP60"이라고 하는 상품명으로 시판되고 있는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 페놀계 화합물로서는, 2,6-디알킬페놀의 구조를 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 시바 재팬 가부시끼가이샤의 "Irganox1076", "Irganox1010", (주)아데카(ADEKA)의 "아데카 스태브 AO-50"이라고 하는 상품명으로 시판되고 있는 것이 바람직하다.

상기 인계 화합물은, 예를 들어 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤로부터, "SumilizerGP", 가부시끼가이샤 아데카로부터 "ADK STAB PEP-24G", "ADK STAB PEP-36" 및 "ADK STAB 3010", 시바 재팬 가부시끼가이샤로부터 "IRGAFOS P-EPQ", 사까이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤로부터 "GSY-P101"이라고 하는 상품명으로 시판되고 있는 것이 바람직하다.

상기 힌더드 아민계 화합물은, 예를 들어 시바 재팬 가부시끼가이샤로부터, "Tinuvin144" 및 "Tinuvin770", 가부시끼가이샤 아데카로부터 "ADK STAB LA-52"라고 하는 상품명으로 시판되고 있는 것이 바람직하다.

상기 황계 화합물은, 예를 들어 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤로부터, "Sumilizer TPL-R" 및 "Sumilizer TP-D"라고 하는 상품명으로 시판되고 있는 것이 바람직하다.

상기 이중 결합계 화합물은, 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤로부터, "Sumilizer GM" 및 "Sumilizer GS"라고 하는 상품명으로 시판되고 있는 것이 바람직하다.

또한, 산 포착제로서 미국 특허 제4,137,201호 명세서에 기재되어 있는 바와 같은, 에폭시기를 갖는 화합물을 함유시키는 것도 가능하다.

이들 산화 방지제 등은 재생 사용될 때의 공정에 맞추어 적절히 첨가하는 양이 결정되지만, 일반적으로는 필름의 주원료인 수지에 대하여 0.05 내지 20질량%, 바람직하게는 0.1 내지 1질량%의 범위에서 첨가된다.

이들 산화 방지제는, 1종만을 사용하는 것보다도 수종의 상이한 계의 화합물을 병용함으로써 상승 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 락톤계, 인계, 페놀계 및 이중 결합계 화합물의 병용은 바람직하다.

<착색제>

본 발명에 있어서는, 착색제를 사용하는 것이 바람직하다. 착색제라고 하는 것은 염료나 안료를 의미하지만, 본 발명에서는 액정 화면의 색조를 청색조로 하는 효과 또는 옐로우 인덱스의 조정, 헤이즈의 저감을 갖는 것을 가리킨다.

착색제로서는 각종 염료, 안료가 사용 가능하지만, 안트라퀴논 염료, 아조 염료, 프탈로시아닌 안료 등이 유효하다.

<자외선 흡수제>

본 발명에 사용되는 자외선 흡수제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산 에스테르계 화합물, 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 트리아진계 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 등을 들 수 있다. 고분자형의 자외선 흡수제로 하여도 된다.

<매트제>

본 발명에서는 필름의 미끄러짐성을 부여하기 위하여 매트제를 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 매트제로서는, 얻어지는 필름의 투명성을 손상시키는 일이 없고, 용융시의 내열성이 있으면 무기 화합물 또는 유기 화합물 중 어느 것이어도 되며, 예를 들어 탈크, 운모, 제올라이트, 규조토, 소성 규조토, 카올린, 세리사이트, 벤토나이트, 스멕타이트, 클레이, 실리카, 석영 분말, 유리 비즈, 유리분, 유리 플레이크, 밀드 파이버, 월라스토나이트, 질화붕소, 탄화붕소, 붕화티타늄, 탄산마그네슘, 중질 탄산칼슘, 경질 탄산칼슘, 규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘, 알루미노규산마그네슘, 알루미나, 실리카, 산화아연, 이산화티타늄, 산화철, 산화마그네슘, 산화지르코늄, 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 황산칼슘, 황산바륨, 탄화규소, 탄화알루미늄, 탄화티타늄, 질화알루미늄, 질화규소, 질화티타늄, 화이트 카본 등을 들 수 있다. 이들 매트제는 단독으로도 사용하고, 2종 이상 병용하여도 사용할 수 있다.

입경이나 형상(예를 들어 바늘 형상과 구 형상 등)이 다른 입자를 병용함으로써 고도로 투명성과 미끄러짐성을 양립시킬 수도 있다.

이들 중에서도 셀룰로오스 에스테르와 굴절률이 가까우므로 투명성(헤이즈)이 우수한 이산화규소가 특히 바람직하게 사용된다.

이산화규소의 구체예로서는, 아에로질 200V, 아에로질 R972V, 아에로질 R972, R974, R812, 200, 300, R202, OX50, TT600, NAX50(이상 닛본 아에로질(주)제), 시호스타 KEP-10, 시호스타 KEP-30, 시호스타 KEP-50(이상, 가부시끼가이샤 닛본 쇼꾸바이제), 사이로호빅 100(후지 실리시아제), 닙 시일 E220A(닛본 실리카 고교제), 애드마파인 SO(애드마텍스제) 등의 상품명을 갖는 시판품 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

입자의 형상으로서는 부정형, 바늘 형상, 편평, 구 형상 등 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 특히 구 형상의 입자를 사용하면 얻어지는 필름의 투명성을 양호하게 할 수 있으므로 바람직하다.

입자의 크기는, 가시광의 파장에 가까우면 광이 산란하여 투명성이 나빠지므로, 가시광의 파장보다 작은 것이 바람직하고, 또한 가시광의 파장의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 입자의 크기가 지나치게 작으면 미끄러짐성이 개선되지 않는 경우가 있으므로, 80nm 내지 180nm의 범위인 것이 특히 바람직하다.

또한, 입자의 크기란, 입자가 1차 입자의 응집체인 경우에는 응집체의 크기를 의미한다. 또한, 입자가 구 형상이 아닌 경우에는, 그의 투영 면적에 상당하는 원의 직경을 의미한다.

<점도 저하제>

본 발명에 있어서, 용융 점도를 저감하는 목적으로서, 수소 결합성 용매를 첨가할 수 있다. 수소 결합성 용매란, J. N. 이스라엘 아티비리 저서, 「분자간력과 표면력」(곤도 다모쯔, 오시마 히로유끼 번역, 마구로우빌 출판, 1991년)에 기재된 바와 같이, 전기적으로 음성인 원자(산소, 질소, 불소, 염소)와 전기적으로 음성인 원자와 공유 결합한 수소 원자간에 발생하는, 수소 원자 매개 「결합」을 발생할 수 있는 유기 용매, 즉 결합 모멘트가 크고, 또한 수소를 포함하는 결합, 예를 들어 O-H(산소 수소 결합), N-H(질소 수소 결합), F-H(불소 수소 결합)를 포함함으로써 근접한 분자끼리 배열할 수 있는 유기 용매를 말한다.

이것들은 셀룰로오스 수지의 분자간 수소 결합보다도 셀룰로오스와의 사이에서 강한 수소 결합을 형성하는 능력을 갖는 것이며, 본 발명에서 행하는 용융 유연법에 있어서는, 수소 결합성 용매의 첨가에 의해 셀룰로오스 수지 조성물의 용융 온도를, 사용하는 셀룰로오스 수지 단독의 유리 전이 온도보다 저하시킬 수 있거나, 또는 동일한 용융 온도에 있어서 수소 결합성 용매를 포함하는 셀룰로오스 수지 조성물의 용융 점도를 셀룰로오스 수지보다 저하시킬 수 있다.

본 발명에 있어서는, 취성의 지표로서는, 「연성 파괴가 일어나지 않는 광학 필름」인지의 여부라고 하는 기준에 의해 판단한다. 연성 파괴가 일어나지 않는, 취성이 개선된 광학 필름을 얻음으로써, 대형의 액정 표시 장치용의 편광판을 제작 할 때에도, 제조 시의 파단이나 갈라짐이 발생하지 않고, 취급성이 우수한 광학 필름으로 할 수 있다.

여기서, 연성 파괴란, 어떤 재료가 갖는 강도보다도 큰 응력이 작용함으로써 발생하는 파단이며, 최종 파단까지 재료의 현저한 신장이나 수축을 수반하는 파괴로 정의된다. 본 발명에서는, 「연성 파괴가 일어나지 않는 광학 필름」인지의 여부는, 필름을 2개로 절곡하는 큰 응력을 작용시켜도 파단 등의 파괴가 보여지지 않는 것에 의해 평가하는 것으로 한다(이 평가는 내굴곡도라고 불림). 이러한 큰 응력이 가해져도 연성 파괴가 일어나지 않는 광학 필름이면, 대형화된 액정 표시 장치용의 편광판 보호 필름으로서 사용된 경우라도 제조 시의 파단 등의 문제를 충분히 저감하는 것이 가능하게 되고, 또한 한번 접합된 후에 다시 떼어 광학 필름을 사용하는 경우에 있어서도, 파단이 발생하지 않고, 광학 필름의 박형화에도 충분히 대응 가능하다.

내굴곡도는 50 내지 100회이면, 대형화된 액정 표시 장치용의 편광판 보호 필름으로서 사용된 경우라도 제조 시의 파단 등의 문제를 충분히 저감하는 것이 가능하게 되고, 또한 한번 접합된 후에 다시 떼어 광학 필름을 사용하는 경우에 있어서도, 파단이 발생하지 않고, 광학 필름의 박형화에도 충분히 대응 가능하다. 내굴곡도가 50회 미만에서는, 제조 시에 파단이 일어나기 쉽고, 또한 리워크성이 떨어진다. 또한 100회를 초과하기 위해서는, 막 두께를 두껍게 함으로써 달성 가능하지만, 액정 표시 장치의 박형화에 대응할 수 없다. 그로 인해, 박막 필름의 경우에는 50 내지 100회가 적당하다.

본 발명에 있어서는, 내열성의 지표로서 장력 연화점을 사용한다. 액정 표시 장치가 대형화되어, 백라이트 광원의 휘도가 점점 높아지고 있는 것 외에, 디지털 사이니지 등의 옥외 용도에의 이용에 의해, 보다 높은 휘도가 요구되고 있기 때문에, 광학 필름은 보다 고온의 환경하에서의 사용에 견딜 수 있는 것이 요구되고 있지만, 장력 연화점이 105℃ 내지 145℃이면 충분한 내열성을 나타내는 것이라고 판단할 수 있다. 특히 110℃ 내지 130℃로 제어하는 것이 보다 바람직하다. 장력 연화점이 105℃ 미만이면 백라이트 광원이 발하는 열량에 완전히 견딜 수 없어, 필름이 변형하거나, 광 누설이 발생하기 쉬워진다. 또한 아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)를 상용 상태로 함유한 구성에서는 145℃까지밖에 확인할 수 없다. 그로 인해, 장력 연화점은 105℃ 내지 145℃가 적당하다.

광학 필름의 장력 연화점을 나타내는 온도의 구체적인 측정 방법으로서는, 예를 들어 텐실론 시험기(오리엔텍(ORIENTEC)사제, RTC-1225A)를 사용하여, 광학 필름을 120mm(세로)×10mm(폭)로 잘라내고, 10N의 장력으로 인장하면서 30℃/min의 승온 속도로 승온을 계속하고, 9N이 된 시점에서의 온도를 3회 측정하여, 그의 평균값에 의해 구할 수 있다.

또한, 내열성의 관점에서는, 광학 필름은 유리 전이 온도(Tg)가 110℃ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 120℃ 이상이다. 특히 바람직하게는 150℃ 이상이다.

또한, 여기서 말하는 유리 전이 온도란, 시차 주사 열량 측정기(Perkin Elmer사제 DSC-7형)를 사용하여, 승온 속도 20℃/분으로 측정하고, JIS K7121(1987)에 따라 구한 중간점 유리 전이 온도(Tmg)이다.

본 발명에서의 광학 필름의 투명성을 판단하는 지표로서는, 헤이즈값(탁도)을 사용한다. 특히 옥외에서 사용되는 액정 표시 장치에 있어서는, 밝은 장소에서도 충분한 휘도나 높은 콘트라스트가 얻어지는 것이 요구되기 때문에, 헤이즈값은 1.0% 이하인 것이 필요하게 되고, 0.5% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

아크릴계 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)를 함유하는 본 발명의 광학 필름에 따르면 높은 투명성을 얻을 수 있지만, 다른 물성을 개선하는 목적에서 아크릴 입자를 사용하는 경우에는, 수지(아크릴계 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B))와 아크릴 입자 (C)의 굴절률차를 작게 함으로써, 헤이즈값의 상승을 방지할 수 있다.

또한, 표면의 거칠기도 표면 헤이즈로서 헤이즈값에 영향을 미치기 때문에, 아크릴 입자 (C)의 입자 직경이나 첨가량을 상기 범위 내로 억제하는 것, 제막 시의 필름 접촉부의 표면 거칠기를 작게 하는 것도 유효하다.

또한, 본 발명에서의 광학 필름의 흡습성에 대해서는, 습도 변화에 대한 치수 변화에 의해 평가하는 것으로 한다.

습도 변화에 대한 치수 변화의 평가 방법으로서는, 이하의 방법이 사용된다.

제작한 광학 필름의 유연 방향으로, 표시(십자)를 2군데 넣어 60℃, 90%RH에서 1000시간 처리하여, 처리 전과 처리 후의 표시(십자)의 거리를 광학 현미경으로 측정하고, 치수 변화율(%)을 구한다. 치수 변화율(%)은 하기 식으로 나타내어진다.

치수 변화율(%)=[(a1-a2)/a1]×100

a1: 열처리 전의 거리

a2: 열처리 후의 거리

액정 표시 장치의 편광판용 보호 필름으로서 광학 필름이 사용되는 경우에는, 흡습에 의한 치수 변화에 의해 광학 필름에 불균일이나 위상차값의 변화가 발생하게 되어, 콘트라스트의 저하나 색 불균일과 같은 문제를 발생시킨다. 특히 옥외에서 사용되는 액정 표시 장치에 사용되는 편광판 보호 필름이면, 상기의 문제는 현저하게 된다. 그러나, 상기의 조건에서의 치수 변화율(%)이 0.5% 미만이면 충분한 저흡습성을 나타내는 광학 필름이라고 평가할 수 있다. 또한, 0.3% 미만인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 광학 필름은, 필름면 내의 직경 5㎛ 이상의 결점이 1개/10cm 평방 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.5개/10cm 평방 이하, 한층 바람직하게는 0.1개/10cm 평방 이하이다.

여기서 결점의 직경이란, 결점이 원형인 경우에는 그의 직경을 나타내고, 원형이 아닌 경우에는 결점의 범위를 하기 방법에 의해 현미경으로 관찰하여 결정하고, 그의 최대 직경(외접원의 직경)으로 한다.

결점의 범위는, 결점이 기포나 이물질인 경우에는, 결점을 미분 간섭 현미경의 투과광으로 관찰하였을 때의 그림자의 크기이다. 결점이 롤 흠집의 전사나 찰상 등, 표면 형상의 변화인 경우에는, 결점을 미분 간섭 현미경의 반사광으로 관찰하여 크기를 확인한다.

또한, 반사광으로 관찰하는 경우에, 결점의 크기가 불명료하면, 표면에 알루미늄이나 백금을 증착하여 관찰한다.

이러한 결점 빈도로 나타내어지는 품위가 우수한 필름을 생산성 좋게 얻기 위해서는, 중합체 용액을 유연 직전에 고정밀도 여과하는 것이나, 유연기 주변의 클린도를 높게 하는 것, 또한 유연 후의 건조 조건을 단계적으로 설정하여, 효율적이면서 발포를 억제하여 건조시키는 것이 유효하다.

결점의 개수가 1개/10cm 평방보다 많으면, 예를 들어 후공정에서의 가공 시 등에서 필름에 장력이 가해지면, 결점을 기점으로 하여 필름이 파단하여 생산성이 저하하는 경우가 있다. 또한, 결점의 직경이 5㎛ 이상이 되면, 편광판 관찰 등에 의해 육안으로 확인할 수 있고, 광학 부재로서 사용하였을 때 휘점이 발생하는 경우가 있다.

또한, 육안으로 확인할 수 없는 경우라도, 상기 필름 상에 하드 코트층 등을 형성하였을 때에, 도포제를 균일하게 형성할 수 없어 결점(도포 누락)이 되는 경우가 있다. 여기서, 결점이란, 용액 제막의 건조 공정에 있어서 용매의 급격한 증발에 기인하여 발생하는 필름 중의 공동(발포 결점)이나, 제막 원액 중의 이물질이나 제막 중에 혼입되는 이물질에 기인하는 필름 중의 이물질(이물질 결점)을 말한다.

또한, 본 발명의 광학 필름은, JIS-K7127-1999에 준거한 측정에 있어서, 적어도 한 방향의 파단 신도가 10% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20% 이상이다.

파단 신도의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 현실적으로는 250% 정도이다. 파단 신도를 크게 하기 위해서는 이물질이나 발포에 기인하는 필름 중의 결점을 억제하는 것이 유효하다.

본 발명의 광학 필름의 두께는 20㎛ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 30㎛ 이상이다.

본 발명의 광학 필름은, 그의 전광선 투과율이 90% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 93% 이상이다. 또한, 현실적인 상한으로서는 99% 정도이다. 이러한 전광선 투과율로 나타내어지는 우수한 투명성을 달성하기 위해서는, 가시광을 흡수하는 첨가제나 공중합 성분을 도입하지 않도록 하는 것이나, 중합체 중의 이물질을 고정밀도 여과에 의해 제거하여, 필름 내부의 광의 확산이나 흡수를 저감시키는 것이 유효하다.

본 발명의 광학 필름은, 상기와 같은 물성을 만족하고 있으면, 대형의 액정 표시 장치나 옥외 용도의 액정 표시 장치용의 편광판 보호 필름으로서 특히 바람직하게 사용할 수 있다.

<용융 유연 제막 방법에 의한 광학 필름의 제조 방법>

본 발명의 광학 필름의 제조 방법은, 아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)를 95:5 내지 30:70의 질량비로 함유한 것을 용융하여 다이로부터 압출하고, 냉각 롤 상에 유연하는 광학 필름의 제조 방법이다.

이하, 제조 방법의 전체에 대하여 설명한다.

<용융 펠릿 제조 공정>

용융 압출에 사용하는 아크릴 수지 (A), 셀룰로오스 에스테르 수지 (B), 그 밖의 첨가제로 이루어지는 광학 필름을 구성하는 조성물은, 통상 미리 혼련하여 펠릿화해 두는 것이 바람직하다.

펠릿화는 공지된 방법이어도 되며, 예를 들어 건조 아크릴 수지 (A), 건조 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)나 그 밖의 첨가제를 피더에 의해 압출기에 공급하여 1축이나 2축의 압출기를 사용하여 혼련하고, 다이로부터 스트랜드 형상으로 압출하여, 수냉 또는 빙냉하고, 커팅함으로써 가능하다.

원재료는, 압출하기 전에 건조시켜 두는 것이 원재료의 분해를 방지하는 측면에서 중요하다. 특히 셀룰로오스 에스테르는 흡습하기 쉬우므로, 제습 열풍 건조기나 진공 건조기에서 70 내지 140℃로 3시간 이상 건조시키고, 수분율을 200ppm 이하, 또한 100ppm 이하로 해 두는 것이 바람직하다.

첨가제는, 압출기에 공급하기 전에 혼합해 두어도 되고, 각각 개별의 피더에 의해 공급하여도 된다. 산화 방지제 등 소량의 첨가제는, 균일하게 혼합하기 위하여, 사전에 혼합해 두는 것이 바람직하다.

산화 방지제의 혼합은, 고체끼리 혼합하여도 되며, 필요에 따라 산화 방지제를 용제에 용해해 두고, 아크릴 수지 (A), 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)에 함침시켜 혼합하여도 되고, 혹은 분무하여 혼합하여도 된다.

진공 나우타 믹서 등이 건조와 혼합을 동시에 할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 피더부나 다이로부터의 출구 등 공기와 접촉하는 경우에는, 제습 공기나 제습한 N2 가스 등의 분위기하로 하는 것이 바람직하다.

압출기는 전단력을 억제하고, 수지가 열화(분자량 저하, 착색, 겔 생성 등)하지 않도록 펠릿화 가능하며 될 수 있는 한 저온에서 가공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 2축 압출기의 경우, 깊은 홈 타입의 스크류를 사용하여, 동일 방향으로 회전시키는 것이 바람직하다. 혼련의 균일성을 위해 맞물림 타입이 바람직하다.

이상과 같이 하여 얻어진 펠릿을 사용하여 필름 제막을 행한다. 펠릿화하지 않고, 원재료의 분말을 그대로 피더에 의해 압출기에 공급하고, 그대로 필름을 제막하는 것도 가능하다.

<용융 혼합물을 다이로부터 냉각 롤에 압출하는 공정>

우선, 제작한 펠릿을 1축이나 2축 타입의 압출기를 사용하여, 압출할 때의 용융 온도 Tm을 200 내지 300℃ 정도로 하고, 리프 디스크 타입의 필터 등에 의해 여과하여 이물질을 제거한 후, T다이로부터 필름 형상으로 공압출하고, 냉각 롤 상에서 고화시키고, 탄성 터치 롤과 가압하면서 유연한다.

공급 호퍼로부터 압출기에 도입할 때에는 진공하 또는 감압하나 불활성 가스 분위기하로 하여 산화 분해 등을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, Tm은 압출기의 다이 출구 부분의 온도이다.

다이에 흠집이나 가소제의 응결물 등의 이물질이 부착하면 줄무늬 형상의 결함이 발생하는 경우가 있다. 이러한 결함을 다이 라인이라고도 칭하는데, 다이 라인 등의 표면의 결함을 작게 하기 위해서는, 압출기부터 다이까지의 배관에는 수지의 체류부가 최대한 적어지는 구조로 하는 것이 바람직하다. 다이의 내부나 립에 흠집 등이 최대한 없는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

압출기나 다이 등의 용융 수지와 접촉하는 내면은, 표면 거칠기를 작게 하거나, 표면 에너지가 낮은 재질을 사용하는 등으로 하여, 용융 수지가 부착하기 어려운 표면 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 하드크롬 도금이나 세라믹 용사한 것을 표면 거칠기 0.2S 이하가 되도록 연마한 것을 들 수 있다.

본 발명의 냉각 롤에는 특별히 제한은 없지만, 고강성의 금속 롤에 의해 내부에 온도 제어 가능한 열매체 또는 냉매체가 흐르는 구조를 구비하는 롤이며, 크기는 한정되지 않지만, 용융 압출된 필름을 냉각하기에 충분한 크기이면 되며, 통상 냉각 롤의 직경은 100mm 내지 1m 정도이다.

냉각 롤의 표면 재질은 탄소강, 스테인리스, 알루미늄, 티타늄 등을 들 수 있다. 또한 표면의 경도를 높이거나, 수지와의 박리성을 개량하기 위하여, 하드크롬 도금이나, 니켈 도금, 비정질 크롬 도금 등이나, 세라믹 용사 등의 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

냉각 롤 표면의 표면 거칠기는, Ra로 0.1㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 0.05㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 롤 표면이 평활할수록, 얻어지는 필름의 표면도 평활하게 할 수 있는 것이다. 물론 표면 가공한 표면은 더 연마하여 상술한 표면 거칠기로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 탄성 터치 롤로서는, 일본 특허 공개 평03-124425호, 일본 특허 공개 평08-224772호, 일본 특허 공개 평07-100960호, 일본 특허 공개 평10-272676호, WO97-028950, 일본 특허 공개 평11-235747호, 일본 특허 공개 제2002-36332호, 일본 특허 공개 제2005-172940호나 일본 특허 공개 제2005-280217호에 기재되어 있는 표면이 박막 금속 슬리브로 피복된 실리콘 고무 롤을 사용할 수 있다.

냉각 롤로부터 필름을 박리할 때에는, 장력을 제어하여 필름의 변형을 방지하는 것이 바람직하다.

<연신 공정>

본 발명에서는, 상기와 같이 하여 얻어진 필름은 냉각 롤에 접하는 공정을 통과한 후, 또한 적어도 한 방향으로 1.01 내지 3.0배 연신하는 것이 바람직하다. 연신에 의해 본 발명의 취성을 실현할 수 있다.

바람직하게는 세로(필름 반송 방향), 가로(폭 방향) 양 방향으로 각각 1.1 내지 2.0배 연신하는 것이 바람직하다.

연신하는 방법은, 공지의 롤 연신기나 텐터 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 특히 광학 필름이 편광판 보호 필름을 겸하는 경우에는, 연신 방향을 폭 방향으로 함으로써 편광 필름과의 적층이 롤 형태에서 가능하므로 바람직하다.

폭 방향으로 연신함으로써 광학 필름의 지상축은 폭 방향이 된다.

통상, 연신 배율은 1.1 내지 3.0배, 바람직하게는 1.2 내지 1.5배이며, 연신 온도는 통상 필름을 구성하는 수지의 Tg 내지 Tg+50℃, 바람직하게는 Tg 내지 Tg+50℃의 온도 범위에서 행해진다.

연신은, 길이 방향 혹은 폭 방향으로 제어된 균일한 온도 분포하에서 행하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 ±2℃ 이내, 더욱 바람직하게는 ±1℃ 이내, 특히 바람직하게는 ±0.5℃ 이내이다.

상기의 방법으로 제작한 광학 필름의 리타데이션 조정이나 치수 변화율을 작게 하는 목적에서, 필름을 길이 방향이나 폭 방향으로 수축시켜도 된다.

길이 방향으로 수축시키기 위해서는, 예를 들어 폭 연신을 일시 클립 아웃시켜 길이 방향으로 이완시키거나, 또는 가로 연신기의 인접하는 클립의 간격을 서서히 좁게 함으로써 필름을 수축시킨다고 하는 방법이 있다.

지상축 방향의 균일성도 중요하며, 필름 폭 방향에 대하여, 각도가 -5 내지 +5°인 것이 바람직하고, 또한 -1 내지 +1°의 범위에 있는 것이 바람직하고, 특히 -0.5 내지 +0.5°의 범위에 있는 것이 바람직하고, 특히 -0.1 내지 +0.1°의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이들 편차는 연신 조건을 최적화함으로써 달성할 수 있다.

본 발명의 광학 필름은, 인접하는 산의 정점부터 골짜기의 바닥점까지의 높이가 300nm 이상이며, 기울기가 300nm/mm 이상인 길이 방향으로 연속되는 줄무늬가 없는 것이 바람직하다.

줄무늬의 형상은, 표면 조도계를 사용하여 측정한 것이며, 구체적으로는 미쯔또요제 SV-3100S4를 사용하여, 선단 형상이 원추 60°, 선단 곡률 반경 2㎛의 촉침(다이아몬드 바늘)에 측정력 0.75mN의 가중을 가하면서, 측정 속도 1.0mm/sec로 필름의 폭 방향으로 주사하고, Z축(두께 방향) 분해능 0.001㎛로 하여 단면 곡선을 측정한다.

이 곡선으로부터, 줄무늬의 높이는 산의 정점부터 골짜기의 바닥점까지의 수직 거리(H)를 판독한다. 줄무늬의 기울기는, 산의 정점부터 골짜기의 바닥점까지의 수평 거리(L)를 판독하고, 수직 거리(H)를 수평 거리(L)로 나누어 구한다.

<함유 용매량>

본 발명의 광학 필름은, 용융 유연 제막 방법에 의해 제작하기 때문에, 롤 형상 필름으로서 권취한 시점에서, 함유되어 있는 용매량이 0.01질량% 이하이다. 함유 용매량은, 하기의 방법에 의해 측정할 수 있다.

각 시료를 20ml의 밀폐 유리 용기에 넣고, 하기 헤드 스페이스 가열 조건에서 처리한 후, 하기 가스 크로마토그래피에 의해 미리 사용한 용매에 대하여 검량선을 작성하여 측정을 행하였다. 함유 용매량은, 광학 필름의 전체의 질량에 대한 질량부로 나타내었다.

기기: HP사 5890SERIES II

칼럼: J＆W사 DB-WAX(내경 0.32mm, 길이 30m)

검출: FID

GC 승온 조건: 40℃에서 5분간 유지한 후, 80℃/분으로 100℃까지 승온

헤드 스페이스 가열 조건: 120℃에서 20분

<청소 설비>

본 발명의 제조 장치에는, 벨트 및 롤을 자동적으로 청소하는 장치를 부가시키는 것이 바람직하다. 청소 장치에 대해서는 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 브러시ㆍ롤, 흡수 롤, 점착 롤, 닦아내기 롤 등을 닙하는 방식, 청정 에어를 분사하는 에어 블로우 방식, 레이저에 의한 소각 장치, 혹은 이들의 조합 등이 있다.

청소용 롤을 닙하는 방식의 경우, 벨트 선속도와 롤러 선속도를 바꾸면 청소 효과가 크다.

본 발명의 광학 필름은 긴 필름인 것이 바람직하고, 구체적으로는 100m 내지 5000m 정도의 것을 나타내며, 통상, 롤 형상으로 제공되는 형태의 것이다. 또한, 필름의 폭은 1.3 내지 4m인 것이 바람직하고, 1.4 내지 2m인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 광학 필름의 막 두께에 특별히 제한은 없지만, 후술하는 편광판 보호 필름에 사용하는 경우에는 20 내지 200㎛인 것이 바람직하고, 25 내지 100㎛인 것이 보다 바람직하고, 30 내지 80㎛인 것이 특히 바람직하다.

[편광판]

본 발명의 광학 필름을 편광판용 보호 필름으로서 사용하는 경우, 편광판은 일반적인 방법으로 제작할 수 있다. 본 발명의 광학 필름의 이면측에 점착층을 형성하고, 요오드 용액 중에 침지 연신하여 제작한 편광자의 적어도 한쪽 면에 접합하는 것이 바람직하다.

다른 한쪽 면에는 본 발명의 광학 필름을 사용하여도 되고, 다른 편광판 보호 필름을 사용하여도 된다. 예를 들어, 시판 중인 셀룰로오스 에스테르 필름(예를 들어, 코니카 미놀타 태크 KC8UX, KC4UX, KC5UX, KC8UY, KC4UY, KC12UR, KC8UCR-3, KC8UCR-4, KC8UCR-5, KC8UE, KC4UE, KC4FR-3, KC4FR-4, KC4HR-1, KC8UY-HA, KC8UX-RHA, 이상 코니카 미놀타 옵토(주)제) 등이 바람직하게 사용된다.

편광판의 주요 구성 요소인 편광자란, 일정 방향의 편파면의 광만을 통과하는 소자이며, 현재 알려져 있는 대표적인 편광자는, 폴리비닐알코올계 편광 필름이고, 이것은 폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 염색시킨 것과 2색성 염료를 염색시킨 것이 있다.

편광자는, 폴리비닐알코올 수용액을 제막하고, 이것을 1축 연신시켜 염색하거나, 염색한 후 1축 연신하고 나서, 바람직하게는 붕소 화합물로 내구성 처리를 행한 것이 사용되고 있다.

상기 점착층에 사용되는 점착제로서는, 점착층의 적어도 일부분에 있어서 25℃에서의 저장 탄성률이 1.0×10⁴Pa 내지 1.0×10⁹Pa의 범위인 점착제가 사용되고 있는 것이 바람직하고, 점착제를 도포하고, 접합한 후에 여러 가지 화학 반응에 의해 고분자량체 또는 가교 구조를 형성하는 경화형 점착제가 적절하게 사용된다.

구체예로서는, 예를 들어 우레탄계 점착제, 에폭시계 점착제, 수성 고분자-이소시아네이트계 점착제, 열경화형 아크릴 점착제 등의 경화형 점착제, 습기 경화 우레탄 점착제, 폴리에테르메타크릴레이트형, 에스테르계 메타크릴레이트형, 산화형 폴리에테르메타크릴레이트 등의 혐기성 점착제, 시아노아크릴레이트계의 순간 점착제, 아크릴레이트와 퍼옥시드계의 2액형 순간 점착제 등을 들 수 있다.

상기 점착제로서는 1액형이어도 되고, 사용 전에 2액 이상을 혼합하여 사용하는 형태이어도 된다.

또한 상기 점착제는 유기 용제를 매체로 하는 용제계이어도 되고, 물을 주성분으로 하는 매체인 에멀전형, 콜로이드 분산액형, 수용액형 등의 수계이어도 되고, 무용제형이어도 된다. 상기 점착제액의 농도는, 점착 후의 막 두께, 도포 방법, 도포 조건 등에 따라 적절히 결정되면 되며, 통상은 0.1 내지 50질량%이다.

[액정 표시 장치]

본 발명의 광학 필름을 접합한 편광판을 액정 표시 장치에 내장함으로써, 여러 가지의 시인성이 우수한 액정 표시 장치를 제작할 수 있지만, 특히 대형의 액정 표시 장치나 디지털 사이니지 등의 옥외 용도의 액정 표시 장치에 바람직하게 사용된다. 본 발명에 관한 편광판은, 상기 점착층 등을 개재하여 액정 셀에 접합한다.

본 발명에 관한 편광판은 반사형, 투과형, 반투과형 LCD 또는 TN형, STN형, OCB형, HAN형, VA형(PVA형, MVA형), IPS형(FFS 방식도 포함함) 등의 각종 구동 방식의 LCD에서 바람직하게 사용된다. 특히 화면이 30형 이상, 특히 30형 내지 54형의 대형 화면의 표시 장치에서는, 화면 주변부에서의 백색 누락 등도 없고, 그 효과가 장기간 유지된다.

또한, 색 불균일, 번쩍임이나 물결무늬 얼룩이 적고, 장시간의 감상으로도 눈이 피곤해지지 않는다고 하는 효과가 있었다.

<실시예>

이하에 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것이 아니다.

실시예 1

[아크릴 수지의 제조]

이하의 아크릴 수지 A2-A7 및 MS1, 2를 공지된 방법에 의해 제조하였다.

A2: 단량체 질량비(MMA:MA=97:3), Mw 120000

A3: 단량체 질량비(MMA:MA=97:3), Mw 140000

A4: 단량체 질량비(MMA:MA=97:3), Mw 200000

A5: 단량체 질량비(MMA:MA=97:3), Mw 500000

A6: 단량체 질량비(MMA:MA=97:3), Mw 550000

A7: 단량체 질량비(MMA:MA=94:6), Mw 1000000

MMA: 메틸메타크릴레이트

MA: 메틸아크릴레이트

그 외, 이하의 시판 중인 아크릴 수지를 사용하였다.

A1 아크리펫 V(미쯔비시 레이온(주)제) Mw 100000

A2를 70질량부, 셀룰로오스 에스테르로서 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(아세틸기의 치환도 0.19, 프로피오닐기의 치환도 2.56, 총 아실기 치환도 2.75, Mw=200000) 30질량부, Tinuvin928(시바 재팬(주)제) 1.5질량부, ADK STAB PEP-36(아사히 덴까 고교(주)제) 0.01질량부, Irganox1010(시바 재팬(주)제) 0.5질량부, Sumilizer GS(스미또모 가가꾸(주)제) 0.2질량부의 비율로 배합하여, 광학 필름 1을 구성하는 조성물 1을 형성하였다.

상기의 조성물을 각각 진공 나우타 믹서에서 80℃, 1Torr로 3시간 혼합하면서 더 건조시켰다. 건조된 조성물을 2축식 압출기를 사용하여 235℃에서 용융 혼합하여, 펠릿화하였다.

상기 펠릿을 각각의 1축 압출기를 사용하여 T다이에서 적층하고, 표면 온도가 90℃인 제1 냉각 롤 상에 용융 온도 240℃에서 필름 형상으로 용융하여 압출하고, 총 막 두께 150㎛의 캐스트 필름을 압출 성형에 의해 얻었다. 이때 제1 냉각 롤 상에서 필름을 2mm 두께의 금속 표면을 갖는 탄성 터치 롤에 의해 가압하였다.

계속해서 이 필름을, 롤 주속도차를 이용한 연신기에 의해 155℃(조성물의 Tg 125℃)에서 반송 방향으로 1.3배 연신하고, 또한 예열 대역, 연신 대역, 유지 대역, 냉각 대역(각 대역간에는 각 대역간의 단열을 확실하게 하기 위한 뉴트럴 대역도 가짐)을 갖는 폭 방향의 연신기인 텐터에 도입하여, 폭 방향으로 155℃에서 1.3배 연신한 후, 30℃까지 냉각하고, 그 후 클립으로부터 개방하여, 클립 파지부를 떨어뜨려, 폭 2500mm, 막 두께 80㎛의 광학 필름 1을 얻었다.

상기 광학 필름 1의 제작에 있어서, 아크릴 수지 (A), 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 종류, 분자량, 조성비, 가소제의 유무, 연신 조건, 막 두께를 표 1과 같이 변경한 것 이외는 마찬가지로 하여, 본 발명 및 비교의 광학 필름 2 내지 30을 얻었다.

또한, 이들 함유 용매량은 모두 0.01질량% 이하였다.

가소제 1: DOA(디옥틸아디페이트)

얻어진 광학 필름에 대하여, 하기의 평가를 행하였다.

《평가 방법》

(유리 전이 온도)

연신 전의 광학 필름의 Tg는 제작한 광학 필름과 거의 동일하므로, 광학 필름의 Tg를 측정함으로써, 연신 전의 광학 필름의 Tg로 대체하였다.

23℃, 55%RH의 분위기하에, 유리 전이 온도는, 시차 주사 열량 측정기(Perkin Elmer사제 DSC-7형)를 사용하여, 승온 속도 20℃/분으로 측정하고, JIS K7121(1987)에 따라 구한 중간점 유리 전이 온도(Tmg)(℃)를 말한다.

(장력 연화점)

23℃, 55%RH의 분위기하에, 텐실론 시험기(ORIENTEC사제, RTC-1225A)를 사용하여, 이하와 같은 평가를 행하였다.

광학 필름을 120mm(세로)×10mm(폭)로 잘라내고, 10N의 장력으로 인장하면서 30℃/min의 승온 속도로 승온을 계속하고, 9N이 된 시점에서의 온도(℃)를 3회 측정하여, 그의 평균을 내었다.

(내굴곡도)

광학 필름을 120mm(세로)×10mm(폭)로 잘라내고, 온도 23℃, 상대 습도 55%RH로 조습된 방에서 4시간 조습한 후, ISO877 6/2-1988에 따라 절곡에 의해 절단될 때까지의 왕복 횟수를 구하였다.

<편광판 및 액정 표시 장치의 제작>

<편광판의 제작>

각 광학 필름을 편광판 보호 필름으로 한 편광판을 이하와 같이 하여 제작하였다.

두께 120㎛의 긴 롤 폴리비닐알코올 필름을 요오드 1질량부, 붕산 4질량부를 포함하는 수용액 100질량부에 침지하고, 50℃에서 5배로 반송 방향으로 연신하여 편광자를 제작하였다.

이어서, 이 편광자의 편면에 아크릴 접착제를 사용하여, 실시예 1에서 제작한 광학 필름 1에 코로나 처리를 실시한 후, 접합하였다.

또한 편광자의 다른 한쪽 면에 알칼리 비누화 처리한 위상차 필름인 코니카 미놀타 태크 KC8UCR-5(코니카 미놀타 옵토(주)제)를 접합하고, 건조시켜 편광판 P1을 제작하였다. 마찬가지로 하여 광학 필름 2 내지 30을 사용하여 편광판 P2 내지 P30을 제작하였다.

(리워크성)

23℃, 55%RH의 분위기하에, 제작한 편광판을 20cm×20cm의 크기의 정사각형으로 재단하고, 아크릴계 접착제를 사용하여 유리 기판과 접합한다. 계속해서, 접합한 편광판을 각의 부분으로부터 5N의 강도로 유리로부터 벗긴다. 이 작업을 1종류의 샘플에 대하여 100매의 편광판에서 행하여, 편광판에 갈라진 곳이 생겨, 완전하게 박리되지 않은 편광판의 매수를 센다. 리워크성은 이하의 기준에 의해 순위 매김한다.

○: 0 내지 5매

○△: 6 내지 10매

△: 11 내지 15매

×: 16매 이상

리워크성은 △ 레벨 이상이면 실용상 문제 없지만, ○△ 레벨 이상인 것이 바람직하고, ○ 레벨인 것이 특히 바람직하다.

<액정 표시 장치의 제작>

상기 제작한 각 편광판을 사용하여, 광학 필름의 표시 특성 평가를 행하였다.

샤프(주)제의 32형 텔레비전 AQ-32AD5의 미리 접합되어 있던 양면의 편광판을 벗기고, 상기 제작한 편광판을 각각 코니카 미놀타 태크 KC8UCR-5가 액정 셀의 유리면측이 되도록, 또한 미리 접합되어 있던 편광판과 동일한 방향으로 흡수축이 향하도록 접합하여, 액정 표시 장치를 각각 제작하였다.

그 후, 23℃, 55%RH의 환경하에 있어서, 백라이트를 12시간 연속 점등하고, 전체면 흑색 표시 상태를 암실에서 육안으로 관찰하여, 광 누설을 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[광 누설]

흑색 표시시의 광 누설을 육안으로 하기 기준에 의해 평가하였다.

○: 광 누설이 전혀 없음

×: 강한 광 누설이 1 내지 2개소 있음

본 발명의 광학 필름은 리워크성에 있어서 바람직하고, 광 누설이 발생하기 어렵고, 비교에 대하여 개선되어 있는 것이 명확하다.

실시예 2

<아크릴 입자 (C1)의 제조>

내용적 60리터의 환류 냉각기를 갖는 반응기에, 이온 교환수 38.2리터, 디옥틸술포숙신산나트륨 111.6g을 투입하고, 250rpm의 회전수로 교반하면서, 질소 분위기하에 75℃로 승온하고, 산소의 영향이 사실상 없는 상태로 하였다. APS 0.36g을 투입하고, 5분간 교반한 후에 MMA 1657g, BA 21.6g 및 ALMA 1.68g으로 이루어지는 단량체 혼합물을 일괄 첨가하고, 발열 피크의 검출 후 20분간 더 유지하여 최내 경질층의 중합을 완결시켰다.

이어서, APS 3.48g을 투입하고, 5분간 교반한 후에 BA 8105g, PEGDA(200) 31.9g 및 ALMA 264.0g으로 이루어지는 단량체 혼합물을 120분간에 걸쳐 연속적으로 첨가하고, 첨가 종료 후 120분간 더 유지하여, 연질층의 중합을 완결시켰다.

이어서, APS 1.32g을 투입하고, 5분간 교반한 후에 MMA 2106g, BA 201.6g으로 이루어지는 단량체 혼합물을 20분간에 걸쳐 연속적으로 첨가하고, 첨가 종료 후 20분간 더 유지하여 최외 경질층 1의 중합을 완결하였다.

계속해서, APS 1.32g을 투입하고, 5분 후에 MMA 3148g, BA 201.6g 및 n-OM 10.1g으로 이루어지는 단량체 혼합물을 20분간에 걸쳐 연속적으로 첨가하고, 첨가 종료 후에 20분간 더 유지하였다. 계속해서 95℃로 승온하여 60분간 유지하고, 최외 경질층 2의 중합을 완결시켰다.

이와 같이 하여 얻어진 중합체 라텍스를 소량 채취하고, 흡광도법에 의해 평균 입자 직경을 구한 바 0.10㎛였다. 남은 라텍스를 3질량% 황산나트륨 온수 용액 중에 투입하여, 염석ㆍ응고시키고, 계속해서 탈수ㆍ세정을 반복한 후 건조시켜, 3층 구조의 아크릴 입자 (C1)을 얻었다.

상기의 약호는 각각 하기 재료이다.

MMA; 메틸메타크릴레이트

MA; 메틸아크릴레이트

BA; n-부틸아크릴레이트

ALMA; 알릴메타크릴레이트

PEGDA; 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(분자량 200)

n-OM; n-옥틸머캅탄

APS; 과황산암모늄

이하, 아크릴 수지 (A), 셀룰로오스 에스테르 수지 (B), 아크릴 입자 (C), 조성비를 표 4의 기재와 같이 바꾼 것 이외는, 실시예 1에 기재된 광학 필름 2의 제조 방법과 마찬가지로 하여, 광학 필름 2-1과 2-2를, 광학 필름 1의 제조 방법과 마찬가지로 하여 광학 필름 1-1 내지 1-6을 제작하였다.

또한, 아크릴 수지 함유 필름 2-3은, 하기 자외선 흡수제를 다른 수지와 동시에 첨가하여 2-2와 마찬가지로 제작하였다.

티누빈 109(시바 재팬(주)제) 1.5질량부

티누빈 171(시바 재팬(주)제) 0.7질량부

또한, 이들 광학 필름의 함유 용매량은 모두 0.01질량% 이하였다.

이들 시료에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 평가를 행하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 광학 필름에 아크릴 미립자를 더 첨가한 경우, 내굴곡도나 리워크성을 더욱 개선할 수 있었다.

1: 압출기
2: 필터
3: 스태틱 믹서
4: 유연 다이
5: 회전 지지체(제1 냉각 롤)
6: 협지 가압 회전체(터치 롤)
7: 회전 지지체(제2 냉각 롤)
8: 회전 지지체(제3 냉각 롤)
9, 10, 11, 13, 14: 반송 롤
12: 연신기
15: 슬리터
16: 권취기
F: 본 발명의 광학 필름

Claims

아크릴 수지 (A)와 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)가 95:5 내지 30:70의 질량비이고, 상기 아크릴 수지 (A)의 중량 평균 분자량 Mw가 110000 이상 1000000 이하이고, 상기 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 아실기 총 치환도(T)가 2.0 이상 3.0 이하, 탄소수가 3 이상 7 이하인 아실기의 치환도가 1.2 이상 3.0 이하이고, 상기 셀룰로오스 에스테르 수지 (B)의 중량 평균 분자량 Mw가 75000 이상 300000 이하이고, 장력 연화점이 105 내지 145℃, 내굴곡도가 50 내지 100회이며, 용융 유연 제막 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제1항에 기재된 광학 필름이, 반송 방향 또는 폭 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 연신하여 제조되는 것이며, 그 연신 온도가 연신 전의 광학 필름의 Tg 내지 Tg+50℃인 것을 특징으로 하는 광학 필름의 제조 방법.
제1항에 기재된 광학 필름을 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.
제3항에 기재된 편광판을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.