KR20170010317A

KR20170010317A - 광학 기능성층 제작용 조성물, 광학 기능성층을 포함하는 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름

Info

Publication number: KR20170010317A
Application number: KR1020167035017A
Authority: KR
Inventors: 준 다케다; 노부유키 아쿠타가와; 와타루 호시노; 아키오 다무라; 히데유키 니시카와
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2017-01-26
Also published as: JPWO2016002946A1; WO2016002946A1; JP6335294B2; CN106471076A; KR101956568B1; CN106471076B

Abstract

본 발명은, 점도가 0.3~30.0mPa·s이고, 용제와 중합성 화합물 및 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 광학 기능성 성분을 포함하며, 상기 용제는 표면 장력 10~22mN/m의 저표면 장력 용제와 표면 장력이 22mN/m보다 큰 표준 표면 장력 용제의 혼합 용제이고, 용제 전체량에 대한 저표면 장력 용제의 함량은 5질량%~40질량%인 광학 기능성층 제작용 조성물, 상기 광학 기능성층 제작용 조성물을 이용한 광학 필름의 제조 방법, 및 상기 광학 기능성층 제작용 조성물을 이용하여 제조된 광학 필름을 제공한다. 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물은 도포 성막에 있어서 점도가 낮아도 뭉침을 발생하기 어렵고, 상층 형성 시에도 뭉침을 발생시키기 어렵다.

Description

광학 기능성층 제작용 조성물, 광학 기능성층을 포함하는 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름{COMPOSITION FOR FABRICATING OPTICALLY FUNCTIONAL LAYER, METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL FILM INCLUDING OPTICALLY FUNCTIONAL LAYER, AND OPTICAL FILM}

본 발명은, 광학 기능성층 제작용 조성물, 광학 기능성층을 포함하는 광학 필름의 제조 방법, 및 광학 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

폴리머 필름의 제조 방법으로서는, 폴리머의 연신에 의하여 제작하는 방법 외에, 도포 성막에 의한 방법이 있다. 도포 성막에 있어서, 도포면 질의 균질성은 필름의 품질에 크게 영향을 미친다. 특히, 도포액이 도포면에서 크레이터 형상으로 뭉치는 "뭉침"이 발생하면, 양호한 필름 형성이 곤란해진다.

뭉침은, 도포액의 표면 장력이 높을수록, 도포액의 표면적을 최소화시키도록 하는 힘이 강하게 작용하기 때문에, 발생하기 쉽다. 도포액의 표면 장력을 저하시켜 뭉침을 억제하기 위해서는, 도포액에 계면활성제를 첨가하여, 기체에 접하는 표면 상태를 조정하는 것이 유효하다. 이 목적을 위하여, 새로운 표면이 형성된 직후의 동적 표면 장력을 저하시키는 능력이 높음과 함께, 도포액에 대한 용해성도 양호한, 불소계 계면활성제나 실리콘계 계면활성제 등이 널리 이용되고 있다(특허문헌 1 및 2).

한편, 최근 필름의 다기능화가 요구되고 있어, 기능이 상이한 층을 적층한 구성의 적층 필름이 많이 제작되고 있다(예를 들면 특허문헌 3).

특허문헌 1: 일본 특허공보 2841611호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2005-272560호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 2011-191582호

상기의 불소계 계면활성제나 실리콘계 계면활성제는, 소수성기를 이용하여 도막 표면에 편재하고, 도막의 표면 장력을 저하시키고 있으며, 제작된 필름에도 잔존한다. 이로 인하여, 그 위에 추가로 상층을 도포 성막하여 적층 필름을 제작하려고 하면, 필름의 소수 표면에 대하여 도포액의 표면 장력이 부족하여, 뭉침이 발생하게 된다.

해결 수단의 하나로서, 특허문헌 3에서는 하층의 계면활성제를 상층으로 확산시키는 것이 시도되고 있다. 그러나, 이 방법에서는, 하층의 막 경도나 상층 형성을 위한 도포액의 용제의 종류를 적절히 선택할 필요가 있다.

그 외에도, 뭉침의 방지 방법으로서는, 점도를 높임으로써, 유동성을 억제하는 것이 고려된다. 그러나, 일반적으로 점도가 높으면 균질한 도막을 형성하는 것은 곤란하다.

상기를 감안하여, 본 발명은 도포 성막에 이용되었을 때에, 점도가 낮아도 뭉침을 발생하기 어려운 광학 기능성층 제작용 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다. 또, 본 발명은 제작 후의 광학 기능성층을 하층으로 하여, 그 표면에 상층을 도포 성막할 때, 상층 형성용 도포액의 뭉침을 발생시키기 어려운 광학 기능성층 제작용 조성물의 제공도 과제로 한다. 또한 본 발명은, 적층 필름을 제작하기 위한 지지체 필름 등으로서 이용할 수 있는, 상층 형성용 도포액의 뭉침을 발생시키기 어려운 광학 기능성층을 갖는 광학 필름을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명자들은 광학 기능성층 제작용 조성물로서의 도포액의 조성에 대하여 예의 검토하여, 도포액의 용제에 의하여 도포 성막 시의 뭉침의 정도가 변화하는 것을 발견했다. 또, 놀랍게도 건조에 의하여 용제를 제거한 후의 필름에 있어서도, 이용한 도포액의 용제에 의하여, 추가로 상층을 형성할 때의 도포액의 뭉침의 정도가 변화하는 것을 발견했다. 본 발명자들은, 이들 발견에 근거하여 검토를 더 거듭하여 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 하기의 [1] 내지 [16]을 제공하는 것이다.

[1] 광학 기능성층 제작용 조성물로서,

점도가 0.3~30.0mPa·s이고,

용제와 중합성 화합물 및 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 광학 기능성 성분을 포함하며,

상기 용제는, 표면 장력 10~22mN/m의 저표면 장력 용제와 표면 장력이 22mN/m보다 큰 표준 표면 장력 용제의 혼합 용제로서, 상기 용제 전체량에 대한 저표면 장력 용제의 함량은, 5질량%~40질량%인

광학 기능성층 제작용 조성물.

[2] 상기 표준 표면 장력 용제의 비점이 상기 저표면 장력 용제의 비점보다 낮은, [1]에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물.

[3] 상기 저표면 장력 용제가 tert-뷰틸알코올인 [1] 또는 [2]에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물.

[4] 상기 광학 기능성 성분이 중합성 화합물을 포함하는 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물.

[5] 상기 광학 기능성 성분이 중합성 액정 화합물을 포함하는 [4]에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물.

[6] 지지체 상에 [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물을 도포하여 도막을 얻는 공정, 및 상기 도막을 건조하여 상기 지지체 상에 광학 기능성층 1을 형성하는 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.

[7] 지지체 상에 [4] 또는 [5]에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물을 도포하여 도막을 얻는 공정, 상기 도막을 건조하는 공정, 및 건조한 상기 도막을 경화 반응시켜 상기 지지체 상에 광학 기능성층 1을 형성하는 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.

[8] 광학 기능성층 1의 표면에, 중합성 화합물 및 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 광학 기능성 성분과 용제를 포함하는 조성물 2를 도포하여 도막을 얻는 공정, 및 상기 도막을 건조하는 공정을 포함하는 방법에 의하여 층 2를 형성하는 공정을 포함하는, [6] 또는 [7]에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

[9] 조성물 2가 중합성 화합물을 포함하고,

층 2의 형성에 있어서, 건조한 상기 도막을 경화 반응시키는 공정을 포함하는 [8]에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

[10] 조성물 2가 [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물인 [8] 또는 [9]에 기재된 광학 필름의 제조 방법.

[11] [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물의 도막으로 형성되는 광학 기능성층 1을 포함하는 광학 필름.

[12] [6] 또는 [7]에 기재된 방법에 의하여 얻어지는, 지지체 및 광학 기능성층 1을 포함하는 광학 필름.

[13] 광학 기능성층 1이, 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 층인 [11] 또는 [12]에 기재된 광학 필름.

[14] [8] 내지 [10] 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의하여 얻어지는 광학 필름으로서, 지지체, 광학 기능성층 1 및 층 2를 이 순서로 포함하는 광학 필름.

[15] 광학 기능성층 1 및 층 2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1층 이상이, 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 층인 [14]에 기재된 광학 필름.

[16] 광학 기능성층 1 및 층 2 중 어느 한쪽이, 중합성의 봉상 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층이고, 다른 한쪽이 중합성의 원반상 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층인 [14] 또는 [15]에 기재된 광학 필름.

본 발명에 의하여, 점도가 낮아도 뭉침을 발생하기 어려운 광학 기능성층 제작용 조성물이 제공된다. 본 발명은 또, 제작 후의 광학 기능성층을 하층으로 하여, 그 표면에 상층을 도포 성막할 때, 상층 형성용 도포액에도 뭉침을 발생시키기 어려운 광학 기능성층 제작용 조성물을 제공한다. 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물에 의하여 적층 필름을 제작하기 위한 지지체 필름으로서 이용할 수 있는, 상층 형성용 도포액에 뭉침을 발생시키기 어려운 광학 기능성층을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물을 이용하여, 다양한 기능을 갖는 적층 필름의 제조가 가능하다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

또한, 본 명세서에 있어서 "~"란 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.

본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴기"는, "아크릴기 및 메타아크릴기 중 어느 한쪽 또는 쌍방"의 의미로 사용된다.

[광학 기능성층 제작용 조성물]

광학 기능성층 제작용 조성물은, 광학 기능성 성분과 용제를 포함하는 조성물이다. 즉, 광학 기능성층 제작용 조성물은, 용액 또는 분산액이면 된다. 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물은 광학 필름의 제작 과정에 있어서의 도포 성막 시의 도포액으로서 이용할 수 있는 것이면 된다. 광학 기능성층 제작용 조성물은, 특히 도포된 도막으로부터, 광학 기능성층을 형성할 수 있는 조성물이며, 예를 들면 도포되어 도막 상태의 조성물을 건조시킴으로써 용제를 제거하여 광학 기능성층이 얻어지는 것이어도 되고, 도막 상태의 조성물을 건조하여, 건조 후의 도막을 경화하여 광학 기능성이 얻어지는 것이어도 된다.

광학 기능성층 제작용 조성물로부터, 광학 필름 전체가 형성되어도 되고, 광학 필름의 일부가 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 광학 기능성층 제작용 조성물은 광학 필름을 형성하는 복수의 층 중의 일부 또는 일층을 형성하는 것이어도 된다.

광학 기능성층으로서는, λ/4층 등의 광학 이방성층, 편광층, 콜레스테릭 액정상을 고정한 층 등의 광반사층, 광흡수층, 투명층 등을 들 수 있다.

본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물은, 점도가 낮아도 뭉침을 발생하기 어렵다. 광학 기능성층 제작용 조성물의 점도는 0.3~30.0mPa·s이고, 0.4~20mPa·s인 것이 바람직하며, 0.5~15mPa·s인 것이 보다 바람직하다. 광학 기능성층 제작용 조성물은, 유연(流延)법에서 이용되는 조성물을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 유연법에서 이용되는 조성물은 통상 고점도이기 때문이다.

또한, 본 명세서에 있어서, 점도는, 25℃의 조건에서, 진동식 점도계를 이용하여 측정한 값을 의미한다. 진동식 점도계로서는, 예를 들면 세코닉사제, Vm-100을 사용할 수 있다.

점도는 주로 용제의 함량이나, 폴리머형의 분자를 첨가함으로써 조정할 수 있다.

<용제>

본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물은 용제를 포함한다. 광학 기능성층 제작용 조성물에 포함되는 용제는, 저표면 장력 용제와 표준 표면 장력 용제의 혼합 용제이다. 그리고, 광학 기능성층 제작용 조성물에 포함되는 용제 전체량에 대한 저표면 장력 용제 전체량의 함량은, 5질량%~40질량%이고, 7질량%~36질량%인 것이 바람직하며, 10질량%~30질량%인 것이 보다 바람직하고, 10질량%~25질량%인 것이 더 바람직하다.

본 발명자들은, 상기와 같이, 저표면 장력 용제를 일정한 비율로 포함시킨 광학 기능성층 제작용 조성물은 도포 시의 뭉침이 발생하기 어려움과 함께, 막면이 균일하여 불균일이 없는 광학 기능성층을 제작할 수 있는 것을 발견했다. 놀랍게도, 뭉침이나 광학 불균일은, 종래 기술에서 이용되고 있던 불소계 계면활성제나 실리콘계 계면활성제를 첨가하지 않아도 발생하지 않았다. 어떠한 이론에 구애되는 것은 아니지만, 도포 시에는, 저표면 장력 용제가 상술한 종래 기술에 있어서의 계면활성제와 마찬가지로, 면 형상 평활화(레벨링) 기능을 나타내며, 주변 환경인 바람에 대한 내성이 향상되어, 광학 불균일이 발생하기 어렵게 되고, 나아가서는 뭉침을 억제할 수 있는 것이라고 생각된다.

본 발명자들은, 동시에, 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물을 이용하여 제작된 광학 기능성층을 하층(본 명세서에 있어서, "광학 기능성층 1"이라고 하는 경우가 있음)으로 하여, 그 표면에, 추가로 상층(본 명세서에 있어서, "층 2"라고 하는 층에 대응하는 경우가 있음)을 도포 성막할 때에도 도포 시의 뭉침이 발생하기 어려움과 함께, 막면이 균일하여 불균일이 없는 상층을 제작할 수 있는 것을 발견했다. 어떠한 이론에 구애되는 것은 아니지만, 상술과 같이, 도포 시에는, 면 형상 평활화(레벨링) 기능을 나타내고 있던 저표면 장력 용제는, 필름 형성 시의 건조 시에, 휘발하여 소실되고, 형성되는 필름에 잔류하지 않기 때문에, 종래 기술의 계면활성제와 같이 표면을 소수화하는 일이 없어, 상층 형성 시의 뭉침이 발생하기 어렵다고 생각된다. 상기와 같은 특질로부터, 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물로 형성된 층을 하층으로 하여, 그 표면에 도포 성막으로 상층을 형성할 때의, 상층 형성용 도포액의 용제로서는, 폭넓은 용제를 사용할 수 있다.

저표면 장력 용제의 표면 장력은 10~22mN/m(10~22dyn/cm)이고, 15~21mN/m인 것이 바람직하며, 18~20mN/m인 것이 보다 바람직하다. 표준 표면 장력 용제의 표면 장력은 22mN/m보다 크고, 23~50mN/m인 것이 바람직하며, 23~40mN/m인 것이 보다 바람직하다.

또, 저표면 장력 용제의 표면 장력과 표준 표면 장력 용제의 표면 장력의 차는, 2mN/m 이상인 것이 바람직하고, 3mN/m 이상인 것이 보다 바람직하며, 4~20mN/m 이상인 것이 더 바람직하고, 0.005~0.015mN/m인 것이 특히 바람직하다.

또한, 본 명세서에 있어서, 용제의 표면 장력은, 용제 핸드북(고단샤, 1976년 발행)에 기재된 값이다. 용제의 표면 장력은, 예를 들면 교와 가이멘 가가쿠 가부시키가이샤제 자동 표면 장력계 CBVP-A3에 의하여 측정할 수 있는 물성값이다. 측정은 25℃의 조건에서 행하면 된다.

저표면 장력 용제 및 표준 표면 장력 용제의 각각이 혼합 용제여도 된다. 그 때, 혼합 용제인 저표면 장력 용제를 구성하는 개개의 용제의 표면 장력, 및 혼합 용제인 표준 표면 장력 용제를 구성하는 개개의 용제의 표면 장력이 상기 범위에 있으면 된다.

저표면 장력 용제의 비점은 표준 표면 장력 용제의 비점보다 높은 것이 바람직하다. 또, 저표면 장력 용제에 대한 광학 기능성 성분의 용해성은 표준 표면 장력 용제에 대한 광학 기능성 성분의 용해성보다 낮은 것이 바람직하다. 여기에서, 광학 기능성 성분의 용해성은 광학 기능성 성분 중의 중합성 화합물 및 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물의 용해성을 비교하면 된다. 또, 저표면 장력 용제의 비점이 표준 표면 장력 용제의 비점보다 높음과 함께, 저표면 장력 용제에 대한 광학 기능성 성분의 용해성이 표준 표면 장력 용제에 대한 광학 기능성 성분의 용해성보다 낮은 것이 보다 바람직하다. 도포 시의 뭉침을 보다 억제할 수 있는 광학 기능성층 제작용 조성물로 이루어지기 때문이다. 어떠한 이론에 구애되는 것은 아니지만, 필름 형성 시의 건조 공정에서, 광학 기능성 성분의 용해성이 보다 높고, 또한 비점이 보다 낮은 표준 표면 장력 용제가 먼저 휘발하여, 저표면 장력 용제가 잔류함으로써, 저표면 장력 용제에 의한 레벨링 기능에 따른, 뭉침이나 불균일을 방지하는 효과를 높일 수 있다고 생각된다.

용제로서는, 유기 용제가 바람직하게 이용되며, 이 중에서, 저표면 장력 용제와 표준 표면 장력 용제를 선택할 수 있다. 유기 용제의 예에는, 알코올(예, 에탄올, tert-뷰틸알코올), 아마이드(예, N,N-다이메틸폼아마이드), 설폭사이드(예, 다이메틸설폭사이드), 헤테로환 화합물(예, 피리딘), 탄화 수소(예, 헵테인, 사이클로펜테인, 벤젠, 헥세인, 테트라플루오로에틸렌), 알킬할라이드(예, 클로로폼, 다이클로로메테인), 에스터(예, 아세트산 메틸, 아세트산 뷰틸, 아세트산 아이소프로필), 케톤(예, 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온), 에터(예, 테트라하이드로퓨란, 1,2-다이메톡시에테인), 아민(예, 트라이에틸아민)을 들 수 있다. 2종류 이상의 유기 용제를 병용해도 된다.

저표면 장력 용제의 예로서는, tert-뷰틸알코올(19.5mN/m), 테트라플루오로에틸렌(TFE, 20.6mN/m), 트라이에틸아민(20.7mN/m), 사이클로펜테인(21.8mN/m), 헵테인(19.6mN/m) 및 이들 용제 중 어느 2종 이상의 조합으로 이루어지는 혼합 용제 등을 들 수 있다. 수치는 표면 장력을 나타낸다. 이들 중, tert-뷰틸알코올, 테트라플루오로에틸렌, 트라이에틸아민, 사이클로펜테인이 안전성의 관점에서 바람직하고, tert-뷰틸알코올 또는 테트라플루오로에틸렌이 보다 바람직하며, tert-뷰틸알코올이 더 바람직하다.

표준 표면 장력 용제의 예로서는, 메틸에틸케톤(MEK, 23.9mN/m), 아세트산 메틸(24.8mN/m), 메틸아이소뷰틸케톤(MIBK, 25.4mN/m), 사이클로헥산온(34.5mN/m), 아세톤(23.7mN/m), 아세트산 아이소프로필(0.022.1mN/m) 및 이들 용제 중 어느 2종 이상의 조합으로 이루어지는 혼합 용제 등을 들 수 있다. 수치는 표면 장력을 나타낸다. 이들 중, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온과 다른 하나의 용제의 혼합 용제, 아세트산 메틸과 메틸아이소뷰틸케톤의 혼합 용제 등이 바람직하다.

광학 기능성층 제작용 조성물 전체 질량에 대한 용제의 농도는, 95~50질량%인 것이 바람직하고, 93~60질량%인 것이 보다 바람직하며, 90~75질량%인 것이 더 바람직하다.

광학 기능성층 형성 시의 건조 공정에서는, 광학 기능성층 제작용 조성물의 용제는, 용제 전체량에 대하여, 95질량% 이상 제거되는 것이 바람직하고, 98질량% 이상 제거되는 것이 보다 바람직하며, 99질량% 이상 제거되는 것이 더 바람직하고, 실질적으로 100질량% 제거되는 것이 특히 바람직하다.

<광학 기능성 성분>

광학 기능성 성분은, 광학 기능성층을 구성하는 성분 또는 구성하는 성분의 원료가 되는 성분이다. 광학 기능성 성분은, 광학 기능성층 제작용 조성물로부터 용제를 제외한 성분이면 된다. 광학 기능성 성분은, 중합성 화합물 및 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다. 광학 기능성 성분은, 중합 반응에 의하여 폴리머를 형성할 수 있는 중합성 화합물(모노머), 폴리머, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 광학 기능성 성분은 중합성 화합물 또는 중합성 화합물과 폴리머의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하고, 중합성 화합물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

광학 기능성 성분은, 광학 기능성층 제작용 조성물의 도포 공정을 포함하는 성막법에 의하여 광학 기능성층을 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 광학 기능성 성분은, 연신 공정을 포함하지 않는 성막법에 의하여 광학 기능성층을 형성할 수 있는 것이 바람직하다. 광학 기능성 성분은, 중합성 화합물 및 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 외에, 중합 개시제, 카이랄제 등의 그 외의 첨가제를 포함하고 있어도 된다.

광학 기능성 성분은 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물인 것도 바람직하다.

(중합성 화합물)

중합성 화합물은, 부가 중합 반응 또는 축합 중합 반응이 가능한 관능기인 중합성기를 갖는 화합물이다. 중합성 화합물은 중합성기를 1개 갖고 있어도 되고 2개 이상 갖고 있어도 된다. 중합성기로서는, 라디칼 중합성기와 양이온 중합성기 등을 들 수 있다. 양자의 조합이어도 된다. 라디칼 중합성기로서는, 바이닐기 및 (메트)아크릴기 등을 들 수 있다. 양이온 중합성기로서는, 에폭시기, 옥세탄일기, 및 바이닐에터기 등을 들 수 있다. 상기 중, 바람직한 중합성기로서는, 아크릴기, 메타크릴기를 들 수 있다.

(액정 화합물)

액정 화합물에는, 고분자 액정 화합물(폴리머) 및 저분자 액정 화합물이 포함된다. 고분자란 일반적으로 중합도가 100 이상인 것을 가리킨다(고분자 물리·상전이 다이내믹스, 도이 마사오 저, 2페이지, 이와나미 쇼텐, 1992). 또, 액정 화합물로서는, 봉상 액정 화합물 및 원반상 액정 화합물이 포함된다.

고분자 액정 화합물로서는, 예를 들면 액정 배향성을 부여하는 공역성의 직선 형상 원자단(메소젠)이 폴리머의 주쇄나 측쇄에 도입된 주쇄형이나 측쇄형의 각종 고분자 액정 화합물 등을 들 수 있다. 주쇄형 고분자 액정 화합물의 예로서는, 굴곡성을 부여하는 스페이서부로 메소젠기를 결합한 구조의, 폴리에스터계 고분자 액정 화합물, 원반상 액정 화합물이나 콜레스테릭 액정 화합물 등을 들 수 있다. 측쇄형 고분자 액정 화합물의 예로서는, 폴리실록세인, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 또는 폴리말로네이트를 주쇄 골격으로 하여, 네마틱 배향 부여성의 파라 치환 환상 화합물 단위로 이루어지는 메소젠부를 측쇄로서 포함하며, 이들 주쇄 골격과 측쇄가 공역성의 원자단으로 이루어지는 스페이서부를 통하여 결합된 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 고분자 액정 화합물의 예로서는, 일본 공개특허공보 2004-285174호, 일본 공개특허공보 2004-285169호, 또는 일본 공개특허공보 2005-139375호 등에 기재된 액정 폴리머, 및 2011-237513호에 기재된 서모 트로픽 액정성 고분자 등을 들 수 있다.

광학 기능성 성분에 포함되는 저분자 액정 화합물은 중합 반응에 의하여 폴리머를 형성할 수 있는 중합성 화합물(중합성 액정 화합물)인 것이 바람직하다.

봉상 액정 화합물로서는, 아조메타인류, 아족시류, 사이아노바이페닐류, 사이아노페닐에스터류, 벤조산 에스터류, 사이클로헥세인카복실산 페닐에스터류, 사이아노페닐사이클로헥세인류, 사이아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐다이옥세인류, 톨란류 및 알켄일사이클로헥실벤조나이트릴류가 바람직하게 이용된다. 중합성 액정 화합물인 봉상 액정 화합물로서는, Makromol. Chem., 190권, 2255페이지(1989년), Advanced Materials 5권, 107페이지(1993년), 미국 특허공보 4683327호, 동 5622648호, 동 5770107호, WO95/22586호, 동 95/24455호, 동 97/00600호, 동 98/23580호, 동 98/52905호, 일본 공개특허공보 평1-272551호, 동 6-16616호, 동 7-110469호, 동 11-80081호, 및 일본 특허출원 2001-64627호의 각 공보 등에 기재된 화합물을 이용할 수 있다. 또한 봉상 액정 화합물로서는, 예를 들면 일본 공표특허공보 평11-513019호나 일본 공개특허공보 2007-279688호에 기재된 것도 바람직하게 이용할 수 있다.

원반상 액정 화합물로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2007-108732호나 일본 공개특허공보 2010-244038호에 기재된 화합물을 들 수 있다.

이하에, 중합성 원반상 액정 화합물의 바람직한 예를 나타낸다.

[화학식 1]

(중합 개시제)

중합성 화합물의 중합에 따른 조성물의 경화에 의하여 광학 기능성층이 형성되는 경우 등에 있어서, 광학 기능성 성분은 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다.

중합 개시제의 예에는, α-카보닐 화합물(미국 특허공보 제2367661호, 동2367670호의 각 명세서 기재), 아실로인에터(미국 특허공보 제2448828호 기재), α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국 특허공보 제2722512호 기재), 다핵 퀴논 화합물(미국 특허공보 제3046127호, 동 2951758호의 각 명세서 기재), 트라이아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합(미국 특허공보 제3549367호 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 공개특허공보 소60-105667호, 미국 특허공보 제4239850호 기재) 및 옥사다이아졸 화합물(미국 특허공보 제4212970호 기재), 아실포스핀옥사이드 화합물(일본 공고특허공보 소63-40799호, 일본 공고특허공보 평5-29234호, 일본 공개특허공보 평10-95788호, 일본 공개특허공보 평10-29997호 기재) 등을 들 수 있다.

(카이랄제)

광학 기능성층 제작용 조성물로 형성되는 광학 기능성층은 콜레스테릭 액정상을 고정한 층이어도 된다. 이 경우, 광학 기능성 성분은 카이랄제를 포함하는 것이 바람직하다.

카이랄제는, 공지의 다양한 카이랄제(예를 들면, 액정 디바이스 핸드북, 제3장 4-3항, TN, STN용 카이랄제, 199페이지, 일본 학술 진흥회 제142위원회 편, 1989에 기재)로부터 선택할 수 있다. 카이랄제는, 일반적으로 부제(不齊) 탄소 원자를 포함하지만, 부제 탄소 원자를 포함하지 않는 축성 부제 화합물 혹은 면성 부제 화합물도 카이랄제로서 이용할 수 있다. 축성 부제 화합물 또는 면성 부제 화합물의 예에는, 바이나프틸, 헤리센, 파라 사이클로페인 및 이들의 유도체가 포함된다. 카이랄제는, 중합성기를 갖고 있어도 된다. 카이랄제가 중합성기를 가짐과 함께, 병용하는 봉상 액정 화합물도 중합성기를 갖는 경우는, 중합성기를 갖는 카이랄제와 중합성 봉상 액정 화합물의 중합 반응에 의하여, 봉상 액정 화합물로부터 유도되는 반복 단위와, 카이랄제로부터 유도되는 반복 단위를 갖는 폴리머를 형성할 수 있다. 이 양태에서는, 중합성기를 갖는 카이랄제가 갖는 중합성기는, 중합성 봉상 액정 화합물이 갖는 중합성기와 동종의 기인 것이 바람직하다. 따라서, 카이랄제의 중합성기도, 불포화 중합성기, 에폭시기 또는 아지리딘일기인 것이 바람직하고, 불포화 중합성기인 것이 더 바람직하며, 에틸렌성 불포화 중합성기인 것이 특히 바람직하다.

또, 카이랄제는, 액정 화합물이어도 된다.

강한 비틀림력을 나타내는 카이랄제로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2010-181852호, 일본 공개특허공보 2003-287623호, 일본 공개특허공보 2002-80851호, 일본 공개특허공보 2002-80478호, 일본 공개특허공보 2002-302487호에 기재된 카이랄제를 들 수 있으며, 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 이들 공개 공보에 기재되어 있는 아이소소바이드 화합물류에 대해서는 대응하는 구조의 아이소만나이드 화합물류를 이용할 수 있고, 이들 공보에 기재되어 있는 아이소만나이드 화합물류에 대해서는 대응하는 구조의 아이소소바이드 화합물류를 이용할 수도 있다.

(불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제)

광학 기능성 성분은 불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제를 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 광학 기능성층 제작용 조성물은 불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제를 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 이와 같은 계면활성제를 포함하지 않음으로써, 저표면 장력 용제가 상기와 같이 기능하기 쉬워진다. 또, 형성된 광학 기능성층의 표면이 소수적으로 되기 어려워져, 상층을 형성할 때에 뭉침이 발생하기 어려워진다.

구체적으로는, 광학 기능성층 제작용 조성물의 불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제의 함량이, 광학 기능성층 제작용 조성물의 총 질량에 대하여 0.5질량% 이하, 바람직하게는 0.3질량% 이하이면 된다. 예를 들면, 0.1질량% 이하, 0.05질량% 이하, 0.01질량% 이하, 0.001질량% 이하여도 된다.

불소계 계면활성제는, 불소를 포함하는 화합물이며, 광학 기능성층 제작용 조성물에 있어서 사용되는 용제 중에서 표면에 편재하는 화합물이다. 소수성 부분을 갖는 불소계 계면활성제의 예로서는, 일본 공개특허공보 2011-191582호의 단락 0028~0034에 기재된 배향 제어제로서 기재되는 화합물 중의 불소를 포함하는 것, 일본 특허공보 2841611호에 기재된 불소계 계면활성제, 일본 공개특허공보 2005-272560호의 단락 0017~0019에 기재된 불소계 계면활성제 등을 들 수 있다.

시판품인 불소계 계면활성제로서는, AGC 세이미 케미컬 가부시키가이샤제의 서프론이나, DIC 가부시키가이샤제의 메가팍을 들 수 있다.

실리콘계 계면활성제는, 실리콘을 포함하는 화합물로서, 광학 기능성층 제작용 조성물에 있어서 사용되는 용제 중에서 표면에 편재하는 화합물이다.

실리콘계 계면활성제로서는, 예를 들면 폴리메틸페닐실록세인, 폴리에터 변성 실리콘 오일, 폴리에터 변성 다이메틸폴리실록세인, 다이메틸실리콘, 다이페닐실리콘, 하이드로젠 변성 폴리실록세인, 바이닐 변성 폴리실록세인, 하이드록시 변성 폴리실록세인, 아미노 변성 폴리실록세인, 카복실 변성 폴리실록세인, 클로르 변성 폴리실록세인, 에폭시 변성 폴리실록세인, 메타크릴옥시 변성 폴리실록세인, 머캅토 변성 폴리실록세인, 불소 변성 폴리실록세인, 장쇄 알킬 변성 폴리실록세인, 페닐 변성 폴리실록세인, 실리콘 변성 코폴리머 등의 규소 원자 함유의 저분자 화합물을 들 수 있다.

실리콘계 계면활성제의 시판품으로서는, 신에쓰 가가쿠사제의 KF-96, X-22-945, 도레이 실리콘 DC3PA, 동 DC7PA, 동 SH11PA, 동 SH21PA, 동 SH28PA, 동 SH29PA, 동 SH30PA, 동 FS-1265-300(이상, 도레이·다우코닝·실리콘(주)제), TSF-4300, 동-4440, 동-4445, 동-4446, 동-4452, 동-4460(이상, GE 도시바 실리콘(주)제), 폴리실록세인 폴리머 KP341(신에쓰 가가쿠(주)제), BYK-301, 동 BYK-302, 동 BYK-307, 동 BYK-325, 동 BYK-331, 동 BYK-333, 동 BYK-341, 동 BYK-345, 동 BYK-346, 동 BYK-348, 동 BYK-375(빅케미·재팬(주)제), 아론 GS-30(도아 고세이사제), 실리콘 L-75, 실리콘 L-76, 실리콘 L-77, 실리콘 L-78, 실리콘 L-79, 실리콘 L-520 및 실리콘 L-530(닛폰 유니카사제) 등을 들 수 있다.

<광학 기능성층의 형성>

광학 기능성층은 광학 기능성층 제작용 조성물로 이루어지는 도막으로 형성된다. 광학 기능성층은, 예를 들면 지지체 상에 광학 기능성층 제작용 조성물을 도포하여, 얻어지는 도막을 건조함으로써 형성된 층이어도 되고, 또한 광조사 또는 가열 등에 의한 경화 공정을 행하여 형성된 층이어도 된다.

광학 기능성층 제작용 조성물의 도포는, 롤 코팅 방식이나 그라비어 인쇄 방식, 스핀 코트 방식 등의 적절한 방식으로 전개하는 방법 등에 의하여 행할 수 있다. 또한 와이어 바 코팅법, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 다이 코팅법 등의 다양한 방법에 의하여 행할 수 있다. 또, 잉크젯 장치를 이용하여, 광학 기능성층 제작용 조성물을 노즐로부터 토출하여, 도포막을 형성할 수 있다.

건조는 방치에 의하여 행해도 되고, 가열하여 행해도 된다. 건조의 공정에 있어서, 광학 기능성 성분에 유래하는 광학 기능이 발현하는 것이어도 된다. 예를 들면, 광학 기능성 성분이 액정 화합물을 포함하는 것인 경우, 건조에 의하여 용제가 제거되는 과정에서, 액정상을 형성시키고 있어도 된다. 액정상의 형성은, 가열에 의하여 액정상으로의 전이 온도로 함으로써 행해도 된다. 예를 들면, 일단 등방성상의 온도까지 가열하고, 그 후, 액정상 전이 온도까지 냉각하는 등에 의하여, 안정적으로 액정상의 상태로 할 수 있다. 액정상 전이 온도는, 제조 적성 등의 면에서 10~250℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 10~150℃의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 10℃ 미만이면 액정상을 나타내는 온도 범위까지 온도를 낮추기 위하여 냉각 공정 등이 필요하게 되는 경우가 있다. 또 200℃를 초과하면, 일단 액정상을 나타내는 온도 범위보다 더 고온의 등방성 액체 상태로 하기 위하여 고온을 필요로 하여, 열에너지의 낭비, 기판의 변형, 변질 등에서도 불리해진다.

예를 들면 광학 기능성 성분이 중합성 화합물을 포함하는 것인 경우, 상기 건조 후의 막을 경화하는 것이 바람직하다. 광학 기능성 성분이 중합성 액정 화합물을 포함하는 것인 경우, 경화에 의하여, 액정 화합물의 분자의 배향 상태를 유지하여 고정할 수 있다. 경화는, 중합성 화합물 중의 중합성기의 중합 반응에 의하여 실시할 수 있다.

중합 반응에는, 열중합 개시제를 이용하는 열중합 반응과 광중합 개시제를 이용하는 광중합 반응이 포함된다. 광중합 반응이 바람직하다. 중합성 화합물, 특히 중합성 액정 화합물의 중합을 위한 광조사는, 자외선을 이용하는 것이 바람직하다. 조사 에너지는, 50mJ/cm²~1000J/cm²인 것이 바람직하고, 100~800mJ/cm²인 것이 더 바람직하다. 광중합 반응을 촉진하기 위하여, 가열 조건하에서 광조사를 실시해도 된다.

경화 반응을 촉진하기 위하여, 가열 조건하에서 자외선 조사를 실시해도 된다.

또, 분위기의 산소 농도는 중합도에 관여하기 때문에, 공기 중에서 원하는 중합도에 달하지 않고, 막강도가 불충분한 경우에는, 질소 치환 등의 방법에 의하여, 분위기 중의 산소 농도를 저하시키는 것이 바람직하다. 바람직한 산소 농도로서는, 10% 이하가 바람직하고, 7% 이하가 더 바람직하며, 3% 이하가 가장 바람직하다. 자외선 조사에 의하여 진행되는 경화 반응(예를 들면 중합 반응)의 반응률은, 층의 기계적 강도의 유지 등이나 미반응물이 층으로부터 유출되는 것을 억제하는 등의 관점에서, 60% 이상인 것이 바람직하고, 70% 이상인 것이 보다 바람직하며, 80% 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 반응률을 향상시키기 위해서는 조사하는 자외선의 조사량을 증대하는 방법이나 질소 분위기하 혹은 가열 조건하에서의 중합이 효과적이다. 또, 일단 중합시킨 후에, 중합 온도보다 고온 상태로 유지하여 열중합 반응에 의하여 반응을 더 진행시키는 방법이나, 다시 자외선을 조사하는 방법을 이용할 수도 있다. 반응률의 측정은 반응성기(예를 들면 중합성기)의 적외 진동 스펙트럼의 흡수 강도를, 반응 진행의 전후로 비교함으로써 행할 수 있다.

광학 기능성 성분으로서 액정 화합물을 이용한 광학 기능성층의 액정 화합물 분자의 배향에 근거하는 광학적 성질, 예를 들면 콜레스테릭 액정상의 광학적 성질은, 층 중에 있어서 유지되고 있으면 충분하고, 경화 후의 광학 기능성층의 액정 조성물은 더 이상 액정성을 나타낼 필요는 없다. 예를 들면, 액정 화합물 분자가 경화 반응에 의하여 고분자량화하여, 이미 액정성을 잃고 있어도 된다.

광학 기능성층은, 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 콜레스테릭 액정층인 것도 바람직하다. 콜레스테릭 액정층 및 콜레스테릭 액정층의 제조 방법으로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 평1-133003호, 일본 특허공보 3416302호, 일본 특허공보 3363565호, 일본 공개특허공보 평8-271731호의 기재를 참조할 수 있다.

<광학 필름의 제조 방법>

광학 필름은 지지체 상에, 상기와 같이 광학 기능성층을 형성함으로써 제조할 수 있다. 지지체는 광학 기능성층의 형성 후 박리해도 된다.

본 명세서에 있어서, "지지체 상에"라고 할 때, "지지체 표면에 직접" 또는 "지지체 표면에 형성된 다른 층을 통하여"라는 의미를 나타낸다.

광학 기능성층은 먼저 형성된 다른 층의 표면에 형성해도 된다. 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물은 도포 성막될 때, 뭉침을 발생하기 어렵고, 특히 후술하는 지지체, 배향층, 또는 액정층의 표면에 도포될 때, 뭉침을 발생하기 어렵다.

광학 기능성층의 표면에 상기와 같이 광학 기능성층을 더 형성하는 것도 바람직하다. 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물로 형성되는 광학 기능성층은 뭉침을 발생시키기 어렵기 때문에, 다양한 적층형 광학 필름의 제작이 가능하다.

<광학 필름>

광학 필름은 상기와 같이 형성되는 광학 기능성층을 포함한다. 광학 필름은 광학 기능성층을 1층 포함하는 것이어도 되고, 2층 이상 포함하는 것이어도 된다. 광학 필름은 광학 기능성층만으로 이루어지는 것이어도 되고, 광학 기능성층 외에 다른 층을 포함하는 것이어도 된다. 다른 층으로서는, 지지체, 배향층, 표면 보호층 등을 들 수 있다. 또, 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물로 형성된 광학 기능성층 이외의, 액정층 등의 광학 기능성을 갖는 층을 갖고 있어도 된다.

광학 필름은, 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층(이하, "액정층"이라고 하는 경우가 있음)을 포함하는 것이 바람직하고, 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물로 형성되는 층으로서 액정층을 포함하는 것도 바람직하다.

또, 광학 필름은, 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 층을 포함하는 것이 바람직하고, 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물로 형성되는 층으로서 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 층을 포함하는 것도 바람직하다.

광학 필름은, 액정층 2층이 적층된 구조를 갖는 것이 바람직하고, 상기 2층은 서로 직접 접하고 있는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물로 형성되는 층인 액정층을 하층(광학 기능성층 1)으로 하여 그 표면에 상층으로서 중합성 화합물 및 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 광학 기능성 성분과 용제를 포함하는 조성물 2를 도포하여 형성된 액정층(층 2)을 갖는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이때의 조성물 2의 용제는 상기에서 예시한 유기 용제로부터 선택할 수 있다. 조성물 2가 본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물이어도 된다. 층 2의 표면에 추가로 동일한 층이 형성된 구조도 바람직하고, 광학 필름은 동일하게 형성된 액정층의 3~10층의 적층 필름이어도 된다.

본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물은, 불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제의 첨가를 필요로 하지 않는 것에 의하여, 상기와 같이 액정층을 적층한 적층 필름의 제작에 이용할 때에, 추가적인 효과를 갖는다. 불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제를 일정량 이상 포함하는 조성물로 형성된 액정층을 하층으로 하여 상층을 형성하면, 하층과 상층의 계면에서 배향 흐트러짐이 발생하는 경우가 있다. 저표면 장력 용제를 포함하는 혼합 용제를 이용할 때에는, 이와 같은 배향 흐트러짐도 억제하고 있는 것을 본 발명자들은 발견했다. 어떠한 이론에 구애되는 것은 아니지만, 상술과 같이, 저표면 장력 용제가 하층의 액정 표면에 잔류하지 않아, 상층과 하층의 액정 상호 작용에 영향을 주지 않기 때문이라고 생각된다.

본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물을 이용하여 제작되는 광학 필름에 서로 직접 접하고 있는 2개의 액정층이 포함되는 경우, 광학 기능성층 1 및 층 2 중 어느 한쪽이, 봉상 액정 화합물을 포함하는 조성물로 형성된 층이고, 다른 한쪽이 원반상 액정 화합물을 포함하는 조성물로 형성된 층인 것도 바람직하다. 또한, 광학 기능성층 1 및 층 2 중 어느 한쪽이, 중합성의 봉상 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층이고, 다른 한쪽이 중합성의 원반상 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층인 것도 바람직하다.

광학 필름의 용도는 특별히 한정되지 않는다. 광학 필름의 예로서는, 위상차 필름, 반사 필름, 광흡수 필름 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 액정 표시 장치 등에 이용되는 광학 보상 필름, 편광 필름 및 휘도 향상 필름, 차열 필름, 투영용 필름 등을 들 수 있다.

본 발명의 광학 기능성층 제작용 조성물을 이용하여 제작되는 광학 필름은, 적층 필름을 제작하기 위한 지지체 필름이어도 된다. 지지체 필름은, 상기의 하층(광학 기능성층 1)을 포함한다. 지지체 필름은, 광학 기능성층 1을 최외층으로서 포함하고 있거나, 또는 광학 기능성층 1의 외측에 래미네이팅 필름 등의 용이하게 박리 가능한 필름만을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 지지체 필름에 있어서의 광학 기능성층 1은 액정층인 것이 바람직하다. 지지체 필름에 있어서의 광학 기능성층 1은 중합성의 원반상 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층인 것이 더 바람직하다. 지지체 필름은 광학 기능성층 1 외에 지지체, 배향층, 다른 액정층 등의 층을 포함하고 있어도 된다.

(지지체)

지지체로서는, 유리나 폴리머 필름을 이용할 수 있다. 지지체로서 이용되는 폴리머 필름의 재료의 예에는, 셀룰로스아실레이트 필름(예를 들면, 셀룰로스트라이아세테이트 필름(굴절률 1.48), 셀룰로스다이아세테이트 필름, 셀룰로스아세테이트뷰틸레이트 필름, 셀룰로스아세테이트프로피오네이트 필름), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터계 수지 필름, 폴리에터설폰 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 폴리아크릴계 수지 필름, 폴리유레테인계 수지 필름, 폴리에스터 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에터 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리에터케톤 필름, (메트)아크릴로나이트릴 필름, 폴리올레핀, 지환식 구조를 갖는 폴리머(노보넨계 수지(아톤: 상품명, JSR사제), 비정질 폴리올레핀(제오넥스: 상품명, 닛폰 제온사제)) 등을 들 수 있다. 이 중 트라이아세틸셀룰로스, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 지환식 구조를 갖는 폴리머가 바람직하고, 특히 트라이아세틸셀룰로스가 바람직하다.

지지체는 광학 기능성층의 형성 후 박리되어 광학 필름에 포함되지 않는 가지지체여도 된다.

지지체의 막두께로서는, 5μm~1000μm 정도이면 되고, 바람직하게는 10μm~250μm이며, 보다 바람직하게는 15μm~90μm이다.

(배향층)

광학 필름은 배향층을 포함하고 있어도 된다. 배향층은, 액정 화합물을 포함하는 층의 형성 시, 층 제작용 조성물 중의 액정 화합물의 분자를 배향시키기 위하여 이용된다.

배향층은 광학 기능성층 등의 층의 형성 시에 이용되며, 광학 필름에 있어서는, 배향층이 포함되어 있지 않아도 된다.

배향층은, 유기 화합물(바람직하게는 폴리머)의 러빙 처리, SiO 등의 무기 화합물의 사방(斜方) 증착, 마이크로 그루브를 갖는 층의 형성 등의 수단으로 마련할 수 있다. 나아가서는, 전장의 부여, 자장의 부여, 혹은 광조사에 의하여 배향 기능이 발생하는 배향층도 알려져 있다.

지지체, 광학 기능성층 등의 하층의 재료에 따라서는, 배향층을 마련하지 않아도, 하층을 직접 배향 처리(예를 들면, 러빙 처리)함으로써, 배향층으로서 기능시킬 수도 있다. 이와 같은 하층이 되는 지지체의 일례로서는, PET를 들 수 있다.

또, 광학 기능성층 위에 직접층을 적층하는 경우, 하층의 광학 기능성층이 배향층으로서 작용하여 상층의 제작을 위한 액정 화합물을 배향시킬 수 있는 경우도 있다. 이와 같은 경우, 배향층을 마련하지 않아도, 또 특별한 배향 처리(예를 들면, 러빙 처리)를 실시하지 않아도 상층의 액정 화합물을 배향시킬 수 있다.

이하, 바람직한 예로서 표면을 러빙 처리하여 이용되는 러빙 처리 배향층 및 광배향층을 설명한다.

-러빙 처리 배향층-

러빙 처리 배향층에 이용할 수 있는 폴리머의 예에는, 예를 들면 일본 공개특허공보 평8-338913호 중 단락 번호 [0022]에 기재된 메타크릴레이트계 공중합체, 스타이렌계 공중합체, 폴리올레핀, 폴리바이닐알코올 및 변성 폴리바이닐알코올, 폴리(N-메틸올아크릴아마이드), 폴리에스터, 폴리이미드, 아세트산 바이닐 공중합체, 카복시메틸셀룰로스, 폴리카보네이트 등이 포함된다. 실레인 커플링제를 폴리머로서 이용할 수 있다. 수용성 폴리머(예, 폴리(N-메틸올아크릴아마이드), 카복시메틸셀룰로스, 젤라틴, 폴리바이닐알코올, 변성 폴리바이닐알코올)가 바람직하고, 젤라틴, 폴리바이닐알코올 및 변성 폴리바이닐알코올이 더 바람직하며, 폴리바이닐알코올 및 변성 폴리바이닐알코올이 가장 바람직하다.

배향층의 러빙 처리면에 상술한 조성물을 도포하여, 액정 화합물의 분자를 배향시킨다. 그 후, 필요에 따라, 배향층 폴리머와 광학 이방성층에 포함되는 다관능 모노머를 반응시키거나, 혹은 가교제를 이용하여 배향층 폴리머를 가교시킴으로써, 상술한 광학 이방성층을 형성할 수 있다.

배향층의 막두께는, 0.1~10μm의 범위에 있는 것이 바람직하다.

-러빙 처리-

광학 기능성층 제작용 조성물이 도포되는, 배향층, 지지체, 또는 그 외의 층의 표면은, 필요에 따라서 러빙 처리를 해도 된다. 러빙 처리는, 일반적으로는 폴리머를 주성분으로 하는 막의 표면을, 종이나 천으로 일정 방향으로 문지름으로써 실시할 수 있다. 러빙 처리의 일반적인 방법에 대해서는, 예를 들면 "액정 편람"(마루젠사 발행, 헤이세이 12년 10월 30일)에 기재되어 있다.

러빙 밀도를 변경하는 방법으로서는, "액정 편람"(마루젠사 발행)에 기재되어 있는 방법을 이용할 수 있다. 러빙 밀도(L)는, 하기 식 (A)로 정량화되어 있다.

식 (A) L=Nl(1+2πrn/60v)

식 (A) 중, N는 러빙 횟수, l은 러빙 롤러의 접촉 길이, r은 롤러의 반경, n은 롤러의 회전수(rpm), v는 스테이지 이동 속도(초속)이다.

러빙 밀도를 높게 하기 위해서는, 러빙 횟수를 늘리고, 러빙 롤러의 접촉 길이를 길게, 롤러의 반경을 크게, 롤러의 회전수를 크게, 스테이지 이동 속도를 느리게 하면 되고, 한편 러빙 밀도를 낮게 하기 위해서는, 이 반대로 하면 된다. 또, 러빙 처리 시의 조건으로서는, 일본 특허공보 4052558호의 기재를 참조할 수 있다.

-광배향층-

광조사에 의하여 형성되는 광배향층에 이용되는 광배향 재료로서는, 다수의 문헌 등에 기재가 있다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2006-285197호, 일본 공개특허공보 2007-76839호, 일본 공개특허공보 2007-138138호, 일본 공개특허공보 2007-94071호, 일본 공개특허공보 2007-121721호, 일본 공개특허공보 2007-140465호, 일본 공개특허공보 2007-156439호, 일본 공개특허공보 2007-133184호, 일본 공개특허공보 2009-109831호, 일본 특허공보 제3883848호, 일본 특허공보 제4151746호에 기재된 아조 화합물, 일본 공개특허공보 2002-229039호에 기재된 방향족 에스터 화합물, 일본 공개특허공보 2002-265541호, 일본 공개특허공보 2002-317013호에 기재된 광 배향성 단위를 갖는 말레이미드 및/또는 알켄일 치환 나드이미드 화합물, 일본 특허공보 제4205195호, 일본 특허공보 제4205198호에 기재된 광가교성 실레인 유도체, 일본 공표특허공보 2003-520878호, 일본 공표특허공보 2004-529220호, 일본 특허공보 제4162850호에 기재된 광가교성 폴리이미드, 폴리아마이드, 또는 에스터를 바람직한 예로서 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 아조 화합물, 광가교성 폴리이미드, 폴리아마이드, 또는 에스터이다.

상기 재료로 형성한 광배향층에, 직선 편광 또는 비편광 조사를 실시하여, 광배향층을 제조한다.

본 명세서에 있어서, "직선 편광 조사"란, 광배향 재료에 광반응을 발생시키기 위한 조작이다. 이용하는 광의 파장은, 이용하는 광배향 재료에 따라 상이하며, 그 광반응에 필요한 파장이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 광조사에 이용하는 광의 피크 파장이 200nm~700nm이고, 보다 바람직하게는 광의 피크 파장이 400nm 이하인 자외광이다.

광조사에 이용하는 광원은, 통상 사용되는 광원, 예를 들면 텅스텐 램프, 할로젠 램프, 제논 램프, 제논 플래시 램프, 수은 램프, 수은 제논 램프, 카본 아크 램프 등의 램프, 각종 레이저(예, 반도체 레이저, 헬륨네온 레이저, 아르곤 이온 레이저, 헬륨카드뮴 레이저, YAG 레이저), 발광 다이오드, 음극선관 등을 들 수 있다.

직선 편광을 얻는 수단으로서는, 편광판(예, 아이오딘 편광판, 2색 색소 편광판, 와이어 그리드 편광판)을 이용하는 방법, 프리즘계 소자(예, 글랜 톰슨 프리즘)나 브루스터 각을 이용한 반사형 편광자를 이용하는 방법, 또는 편광을 갖는 레이저 광원으로부터 출사되는 광을 이용하는 방법을 채용할 수 있다. 또, 필터나 파장 변환 소자 등을 이용하여 필요로 하는 파장의 광만을 선택적으로 조사해도 된다.

조사하는 광은, 직선 편광인 경우, 배향층에 대하여 상면, 또는 이면으로부터 배향층 표면에 대하여 수직, 또는 비스듬하게 광을 조사하는 방법이 채용된다. 광의 입사 각도는, 광배향 재료에 따라 상이하지만, 예를 들면 0~90°(수직), 바람직하게는 40~90이다.

비편광을 이용하는 경우에는, 비스듬하게 비편광을 조사한다. 그 입사 각도는, 10~80°, 바람직하게는 20~60, 특히 바람직하게는 30~50°이다.

조사 시간은 바람직하게는 1분~60분, 더 바람직하게는 1분~10분이다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 물질량과 그 비율, 조작 등은 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

표 1에 나타내는 층 구성으로 각 실시예, 및 비교예의 광학 필름을 제작했다. 각 층의 재료는 이하와 같다.

(TD40UL)

시판 중인 셀룰로스아실레이트 필름 "TD40UL"(후지필름 가부시키가이샤제)을 이용했다.

(배향층 부착 TD40UL)

TD40UL을, 온도 60℃의 유전식 가열 롤을 통과시켜, 필름 표면 온도를 40℃로 승온한 후에, 필름의 편면에 하기에 나타내는 조성의 알칼리 용액을, 바 코터를 이용하여 도포량 14ml/m²로 도포하고, 110℃로 가열한 (주)노리타케 컴퍼니 리미티드제의 스팀식 원적외 히터 하에서, 10초간 반송했다. 계속해서, 동일 바 코터를 이용하여, 순수를 3ml/m² 도포했다. 이어서, 파운틴 코터에 의한 수세와 에어 나이프에 의한 탈수를 3회 반복한 후에, 70℃의 건조 존에 10초간 반송하여 건조하고, 알칼리 비누화 처리한 셀룰로스아실레이트 필름을 제작했다.

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알칼리 용액 조성

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수산화 칼륨 4.7질량부

물 15.8질량부

아이소프로판올 63.7질량부

계면활성제 SF-1: C₁₄H₂₉O(CH₂CH₂O)₂₀H 1.0질량부

프로필렌글라이콜 14.8질량부

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배향층의 형성

상기와 같이 비누화 처리한 장척 형상의 셀룰로스아세테이트 필름에, 하기 조성의 배향층 도포액을 #14의 와이어 바로 연속적으로 도포했다. 60℃의 온풍으로 60초, 추가로 100℃의 온풍으로 120초 건조시켰다. 얻어진 도막에 연속적으로 러빙 처리를 실시하여, 배향층을 제작했다. 이때, 장척 형상의 필름의 길이 방향과 반송 방향은 평행이고, 필름 길이 방향에 대하여, 러빙 롤러의 회전축은 시계 방향으로 45°의 방향으로 했다.

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배향층 도포액의 조성

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하기의 변성 폴리바이닐알코올 10질량부

물 371질량부

메탄올 119질량부

글루타르알데하이드 0.5질량부

광중합 개시제(이르가큐어 2959, BASF사제) 0.3질량부

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[화학식 2]

(TD40UL+λ/4)

상기 제작한 배향층 상에, 하기 조성의 원반상 액정 화합물을 포함하는 도포액 A1을 #3.6의 와이어 바로 연속적으로 도포했다. 필름의 반송 속도(V)는 20m/min으로 했다. 도포액의 용제의 건조 및 원반상 액정 화합물의 배향 숙성을 위하여, 130℃의 온풍으로 90초간 가열했다. 계속해서, 80℃에서 UV 조사를 행하고, 액정 화합물의 배향을 고정화하여 λ/4층을 형성했다.

이때, UV 조사량은 300mJ/cm²로 했다.

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원반상 액정 화합물을 포함하는 도포액 A1

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

배향 조제 1 0.9질량부

배향 조제 2 0.1질량부

중합 개시제 1 3질량부

메틸에틸케톤 250질량부

tert-뷰탄올 50질량부

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[화학식 3]

상기 배향 조제 1 및 2는, 각각 트라이메틸 치환의 벤젠환에 있어서의 메틸기의 치환 위치가 상이한 2종의 화합물의 혼합물(2종의 화합물의 혼합비 50:50(질량비))이다. 또, 계면활성제 1의 "a/b=98/2"라는 기재는, a는 98질량%, b는 2질량%인 것을 나타낸다.

(TD40UL+λ/4(배향층 부착))

λ/4층의 표면에 상기와 동일하게 배향층을 제작했다.

(B1~B10, B12, B13, B15~B18)

상기 TD40UL 표면에 형성한 배향층의 표면, 또는 TD40UL+λ/4의 λ/4층의 표면에 형성한 배향층의 표면에, 도포액(B1~B10, B12, B13, B15~B18 중 어느 하나)을, 3μm의 막두께가 되도록 조정하여, 연속적으로 도포했다.

계속해서, 용제를 70℃, 2분간 건조하여, 용제를 기화시킨 후에 115℃에서 3분간 가열 숙성을 행하여, 균일한 배향 상태를 얻었다.

그 후 이 도포막을 45℃로 유지하고, 이것에 질소 분위기하에서 고압 수은등을 이용하여 자외선 조사하여, 콜레스테릭 액정층을 형성했다.

이때, UV 조사량은 300mJ/cm²로 했다.

B1

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

계면활성제 1 0.3질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 290질량부

사이클로헥산온 50질량부

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[화학식 4]

B2

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

계면활성제 2(신에쓰 가가쿠사제; X-22-2445) 0.2질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 290질량부

사이클로헥산온 50질량부

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B3

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

계면활성제 1 0.3질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 220질량부

사이클로헥산온 50질량부

tert-뷰탄올 70질량부

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B4

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 220질량부

사이클로헥산온 50질량부

tert-뷰탄올 70질량부

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B5

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 145질량부

사이클로헥산온 50질량부

tert-뷰탄올 145질량부

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B6

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 174질량부

사이클로헥산온 50질량부

tert-뷰탄올 116질량부

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B7

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 267질량부

사이클로헥산온 50질량부

tert-뷰탄올 23질량부

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B8

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 278질량부

사이클로헥산온 50질량부

tert-뷰탄올 12질량부

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B9

--------------------------------------------------------------------

원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 220질량부

사이클로헥산온 50질량부

아세트산 아이소프로필 70질량부

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B10

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 220질량부

사이클로헥산온 50질량부

사이클로펜테인 70질량부

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B12

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

EASTMAN사제 셀룰로스아세테이트뷰틸레이트(CAB-171-15) 0.5질량부

메틸에틸케톤 152질량부

사이클로헥산온 34질량부

tert-뷰탄올 48질량부

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B13

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

다이하이드로터피네올 10질량부

메틸에틸케톤 189질량부

사이클로헥산온 43질량부

tert-뷰탄올 60질량부

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B15

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 270질량부

tert-뷰탄올 70질량부

--------------------------------------------------------------------

B16

--------------------------------------------------------------------

원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

아세톤 220질량부

사이클로헥산온 50질량부

tert-뷰탄올 70질량부

--------------------------------------------------------------------

B17

--------------------------------------------------------------------

원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 270질량부

2,2,2-트라이에틸플루오로에탄올 70질량부

--------------------------------------------------------------------

B18

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원반상 액정 화합물(화합물 101) 80질량부

원반상 액정 화합물(화합물 102) 20질량부

중합성 모노머 1 10질량부

중합 개시제 1 3질량부

카이랄제 1 3.8질량부

메틸에틸케톤 290질량부

사이클로헥산온 50질량부

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(HC1)

상기 TD40UL의 표면에 하기 조성의 하드 코트 도포액을 바 코터로 도포, 건조, 자외선 조사를 행하여, 막두께 10μm의 하드 코트층을 형성했다.

HC1

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시코 UV-7605B(닛폰 고세이 가가쿠사제 유레테인아크릴레이트 올리고머)

100질량부

이르가큐어 184(BASF사제) 4질량부

비스 코트 8F(오사카 유키 가가쿠 고교 가부시키가이샤제) 0.5질량부

1H,1H,5H-옥타플루오로펜틸아크릴레이트 2질량부

아세트산 메틸 50질량부

메틸아이소뷰틸케톤 50질량부

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(HC2)

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100질량부

이르가큐어 184(BASF사제) 4질량부

아세트산 메틸 70질량부

메틸아이소뷰틸케톤 20질량부

tert-뷰탄올 30질량부

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(HC4)

TD40UL 표면에 형성된 배향층의 표면에, 하기 조성의 혼합물을 아세트산 메틸/사이클로헥산온=50/50(질량(%))의 혼합액 중에 20질량%가 되도록 첨가하여 제작한 하드 코트 도포액을, 와이어 바 코터 #1.6으로 도포하고, 도막을 60℃, 0.5분 건조 후, 고압 수은등을 이용하여, 질소 퍼지하 산소 농도 약 0.1%로 조도 40mW/cm², 조사량 120mJ/cm²의 자외선을 30℃, 30초간 조사하여, 막두께 0.6μm의 하드 코트층을 형성했다.

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아크릴계 화합물 2종(ACR1:ACR2=33:67) 100질량부

광중합 개시제(이르가큐어 127, BASF사제) 4질량부

공기 계면측 수직 배향제 0.2질량부

아세트산 메틸/사이클로헥산온 상기 첨가량

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[화학식 5]

(HC5)

TD40UL 표면에 형성된 배향층의 표면에, 하기 조성의 혼합물을 아세트산 메틸/사이클로헥산온/tert-뷰탄올=50/30/20(질량(%)의 혼합액 중에 20질량%가 되도록 첨가하여 제작한 하드 코트 도포액을 와이어 바 코터 #1.6으로 도포하고, 도막을 60℃, 0.5분 건조 후, 고압 수은등을 이용하여, 질소 퍼지하 산소 농도 약 0.1%로 조도 40mW/cm², 조사량 120mJ/cm²의 자외선을 30℃, 30초간 조사하여, 막두께 0.6μm의 하드 코트층을 형성했다.

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아크릴계 화합물 2종(ACR1:ACR2=33:67) 100질량부

광중합 개시제(이르가큐어 127, BASF사제) 4질량부

아세트산 메틸/사이클로헥산온/tert-뷰탄올=50/30/20(질량(%)) 상기 첨가량

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(HC6)

TD40UL 표면에 형성된 배향층의 표면에, 하기 조성의 혼합물을 아세트산 메틸/사이클로헥산온=50/50(질량(%))의 혼합액 중에 20질량%가 되도록 첨가하여 제작한 하드 코트 도포액을, 와이어 바 코터 #1.6으로 도포하고, 도막을 60℃, 0.5분 건조 후, 고압 수은등을 이용하여, 질소 퍼지하 산소 농도 약 0.1%로 조도 40mW/cm², 조사량 120mJ/cm²의 자외선을 30℃, 30초간 UV 조사하여 중간층을 경화시켰다. 얻어진 중간층의 막두께는 0.6μm였다.

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아크릴계 화합물 2종(ACR1:ACR2=33:67) 100질량부

광중합 개시제(이르가큐어 127, BASF사제) 4질량부

아세트산 메틸/사이클로헥산온=50/50(질량(%)) 상기 첨가량

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(HC3)

상기 제작한 하드 코트층(HC1, HC2)의 표면에, 하기 조성의 하드 코트 도포액을 그라비어 코트법에 의하여 도포하고, 120℃에서 5분간 가열하여 용매를 제거 후, 고압 수은등을 이용하여 자외선을 350mJ/cm² 조사하여,

두께 4μm의 하드 코트층을 형성했다.

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유레테인아크릴레이트 80% 용액(다이닛폰 잉크 가가쿠 고교: 유니딕 17806)

80질량부

폴리에스터아크릴레이트(도아 고세이제: 아로닉스-M8060) 20질량부

광중합 개시제(이르가큐어 907, BASF사제) 2질량부

톨루엔 48질량부

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(LC1)

상기 제작한 하드 코트층(HC4~6)의 표면에, 하기 조성의 혼합물을 MEK/사이클로헥산온(=90/10(질량(%))의 혼합액 중에 30질량%가 되도록 첨가하여 제작한 도포액을 #3.2의 와이어 바로 도포했다. 이것을 금속의 프레임에 첩부하여, 100℃의 항온조 중에서 2분간 가열하고, 봉상 액정 화합물을 배향시켰다. 다음으로, 50℃로 냉각한 후에, 질소 퍼지하 산소 농도 약 0.1%로 공랭 메탈할라이드 램프(아이 그래픽스(주)제)를 이용하여, 조도 190mW/cm², 조사량 300mJ/cm²의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켰다. 그 후, 실온까지 방랭하여 호메오트로픽 액정층을 형성했다.

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B01:B02=90:10의 조성으로 혼합한 액정 화합물 1.8질량부

광중합 개시제(이르가큐어 907, BASF사제) 0.06질량부

증감제(카야큐어 DETX, 닛폰 가야쿠(주)제) 0.02질량부

수직 배향제(S01) 0.002질량부

아크릴 화합물(ACR3) 0.14질량부

MEK/사이클로헥산온(=90/10) 상기 첨가량

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[화학식 6]

(LC11)

상기 제작한 액정층(B1~B10, B12, B13, B15~B18)의 표면에, 하기 조성의 봉상 액정 화합물을 포함하는 도포액을 제작한 B1 상에 5μm의 막두께가 되도록 조정하여, 연속적으로 도포했다. 필름의 반송 속도(V)는 20m/min으로 했다. 도포액의 용제의 건조 및 봉상 액정 화합물의 배향 숙성을 위하여, 85℃의 온풍으로 120초간 가열했다. 계속해서, 30℃에서 UV 조사를 행하고, 액정 화합물의 배향을 고정화하여 광학 이방성층을 형성했다.

이때, UV 조사량은 300mJ/cm²로 했다.

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봉상 액정 화합물 201 83질량부

봉상 액정 화합물 202 15질량부

봉상 액정 화합물 203 2질량부

다관능 모노머 A-TMMT(신나카무라 가가쿠 고교(주)사제 1질량부

중합 개시제 IRGACURE 819(BASF사제) 4질량부

계면활성제 2 0.05질량부

계면활성제 3 0.01질량부

카이랄제 LC756(BASF사제) 5.1질량부

톨루엔 165질량부

사이클로헥산온 10질량부

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[화학식 7]

도포액의 점도 측정

상기에서 제작한 B1~B10, B12, B13, B15~B18 및 HC1, HC2, HC4~6 제작용 도포액에 대하여, 세코닉사제, Vm-100(진동식 점도계)을 사용하여 점도를 측정했다. B12용 도포액에서 31mPa·s, B13용 도포액에서 28mPa·s의 측정값이었다. 그 외의 도포액은 모두 1.5~10mPa·s의 범위 내였다.

제작한 광학 필름에 대해서는, 이하의 기준으로 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

<뭉침>

각 실시예 및 비교예의 필름 15cm×20cm 중의, 각 조성물을 이용하여 형성한 층의 뭉침의 개수를 세었다. 여기에서, 하층의 표면 중에 있어서 상층이 형성되어 있지 않은 영역을 뭉침으로 했다. 그 결과를 바탕으로, 이하의 기준으로 평가했다.

A: 뭉침 1개 이하

B: 뭉침 1개 초과, 5개 이하

C: 뭉침 5개 초과

평가 기준 A 또는 B이면, 생산 효율이 우수하고, 적합하게 이용할 수 있으며, 평가 기준 A인 것이 보다 바람직하다.

<면 형상>

도포 후의 층에 관하여, 육안으로 면 형상을 확인했다. B18을 이용한 비교예를 "기준"으로 하여 평가 D로서, 평가를 행했다.

A: 건조 불균일이나 주름이 없는 면 형상임

B: 건조 불균일이 약간 보이지만 문제없이 사용할 수 있음

C: 건조 불균일이나 요철이 B에 비하여 많지만 문제없이 사용할 수 있음

D: 건조 불균일에 기인하는 분명한 요철이 보여, 사용에 적합하지 않음

<배향>

액정 배향성의 우열은, 편향 현미경에 의하여 막을 관찰했을 때의 배향 결함의 유무에 의하여, 이하의 기준에 따라 결정했다. 평가 기준 A~C 중 어느 하나의 평가인 것이 바람직하다. 평가 기준 A 또는 B이면, 생산 효율이 우수하고, 적합하게 이용할 수 있으며, 평가 기준 A인 것이 보다 바람직하다.

A: 배향 불량 없음

B: 배향 불량 거의 없음

C: 일부에 약간의 배향 불량이 보임

D: 전체면에 배향 불량 있음

[표 1]

Claims

광학 기능성층 제작용 조성물로서,
점도가 0.3~30.0mPa·s이고,
용제와 중합성 화합물 및 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 광학 기능성 성분을 포함하며,
상기 용제는, 표면 장력 10~22mN/m의 저표면 장력 용제와 표면 장력이 22mN/m보다 큰 표준 표면 장력 용제의 혼합 용제로서, 상기 용제 전체량에 대한 저표면 장력 용제의 함량은 5질량%~40질량%인
광학 기능성층 제작용 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 표준 표면 장력 용제의 비점이 상기 저표면 장력 용제의 비점보다 낮은, 광학 기능성층 제작용 조성물.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 저표면 장력 용제가 tert-뷰틸알코올인, 광학 기능성층 제작용 조성물.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 기능성 성분이 중합성 화합물을 포함하는 광학 기능성층 제작용 조성물.
청구항 4에 있어서,
상기 광학 기능성 성분이 중합성 액정 화합물을 포함하는 광학 기능성층 제작용 조성물.
지지체 상에 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물을 도포하여 도막을 얻는 공정, 및 상기 도막을 건조하여 상기 지지체 상에 광학 기능성층 1을 형성하는 공정을 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
지지체 상에 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물을 도포하여 도막을 얻는 공정, 상기 도막을 건조하는 공정, 및 건조한 상기 도막을 경화 반응시켜 상기 지지체 상에 광학 기능성층 1을 형성하는 공정을 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
광학 기능성층 1의 표면에 중합성 화합물 및 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 광학 기능성 성분과 용제를 포함하는 조성물 2를 도포하여 도막을 얻는 공정, 및 상기 도막을 건조하는 공정을 포함하는 방법에 의하여 층 2를 형성하는 공정을 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
청구항 8에 있어서,
조성물 2가 중합성 화합물을 포함하고,
층 2의 형성에 있어서 건조한 상기 도막을 경화 반응시키는 공정을 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
조성물 2가 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물인 광학 필름의 제조 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 광학 기능성층 제작용 조성물의 도막으로 형성되는 광학 기능성층 1을 포함하는 광학 필름.
청구항 6 또는 청구항 7에 기재된 방법에 의하여 얻어지는, 지지체 및 광학 기능성층 1을 포함하는 광학 필름.
청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
광학 기능성층 1이, 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 층인 광학 필름.
청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의하여 얻어지는 광학 필름으로서, 지지체, 광학 기능성층 1 및 층 2를 이 순서로 포함하는 광학 필름.
청구항 14에 있어서,
광학 기능성층 1 및 층 2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1층 이상이, 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 층인 광학 필름.
청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
광학 기능성층 1 및 층 2 중 어느 한쪽이, 중합성의 봉상 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층이고, 다른 한쪽이 중합성의 원반상 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층인 광학 필름.