KR20220159348A - 편광 필름, 화상 표시 장치 및 편광 필름의 제조 방법 - Google Patents
편광 필름, 화상 표시 장치 및 편광 필름의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 고온 다습 환경하에 있어서, 편광자에 포함되는 요오드의 외부로의 투과를 충분히 억제할 수 있는 편광 필름을 제공한다. 본 발명의 편광 필름은, 요오드를 포함하는 편광자와, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층을 구비한다. 편광 필름에서는, 하기 식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값이 1.3 미만이다.
y1 ＝ (0.279)x1 ＋ (－1.51)x2 ＋ (0.178)x3 ＋ 0.386 (1)
식 (1) 에 있어서, x1 은, 중합체를 형성하기 위한 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이고, x2 는, 당해 모노머에 포함되는 반응점의 수이고, x3 은, 당해 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이다.
y1 ＝ (0.279)x1 ＋ (－1.51)x2 ＋ (0.178)x3 ＋ 0.386 (1)
식 (1) 에 있어서, x1 은, 중합체를 형성하기 위한 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이고, x2 는, 당해 모노머에 포함되는 반응점의 수이고, x3 은, 당해 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이다.
Description
본 발명은, 편광 필름, 화상 표시 장치 및 편광 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치는, 예를 들어, 그 표시 원리 등의 이유로부터, 편광 필름을 구비하고 있다. 편광 필름은, 예를 들어, 편광자 및 투명 보호 필름을 포함하는 적층체이다. 편광자는, 일반적으로는, 폴리비닐알코올 (PVA) 필름 등의 친수성 고분자 필름에 이색성 색소를 흡착시키고, 당해 필름을 1 축 연신함으로써 제조할 수 있다. 편광자의 투과율 및 편광도를 향상시키는 관점에서, 이색성 색소로는, 요오드가 널리 사용된다.
특허문헌 1 에는, 경화성 수지 조성물의 경화층을 개재하여, 편광자와 보호막을 접착시킨 광학 적층체가 개시되어 있다. 특허문헌 1 로부터는, 경화성 수지 조성물에 있어서의 지환식 에폭시 화합물의 함유량을 적절히 조절함으로써, 광학 적층체가 고온 다습 환경하에 놓여진 경우에도, 경화층에 있어서의 요오드의 함유율을 낮게 유지할 수 있는 것을 인식할 수 있다.
고온 다습 환경하에 있어서, 편광자에 포함되는 요오드는, 편광자로부터 투명 보호 필름, 또는 편광 필름을 화상 표시 패널에 첩합하기 위한 점착제층으로 이동하는 경향이 있다. 특히, 편광자의 두께가 작고, 편광자에 있어서의 요오드의 농도가 높은 경우, 요오드는, 편광자로부터 투명 보호 필름 또는 점착제층으로 이동하기 쉽다. 투명 보호 필름 또는 점착제층으로 이동한 요오드는, 투명 보호 필름 또는 점착제층을 통하여, 편광 필름의 외부로 투과된다. 편광자에 있어서의 요오드의 함유율이 저하되면, 편광 필름의 편광도가 저하된다.
종래의 편광 필름에서는, 고온 다습 환경하에 있어서, 편광자에 포함되는 요오드가 편광 필름의 외부로 투과되는 것을 충분히 억제할 수 없다. 예를 들어, 특허문헌 1 은, 광학 적층체가 고온 다습 환경하에 놓여진 경우에, 경화층에 있어서의 요오드의 함유율을 낮게 유지하는 것에 주목하고 있다. 그러나, 특허문헌 1 은, 요오드가 편광자로부터 광학 적층체의 외부로 투과되는 것에 대해 고려하고 있지 않다.
그래서 본 발명은, 고온 다습 환경하에 있어서, 편광자에 포함되는 요오드의 외부로의 투과를 충분히 억제할 수 있는 편광 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 편광 필름이 구비하는 수지층의 특성을, 수지층에 포함되는 중합체를 형성하기 위한 모노머에 기초하여 예측할 수 있는 것을 새롭게 알아냈다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 이 예측은, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층에 대해 특히 신뢰성이 높다. 본 발명자들은, 이 지견에 기초하여, 더욱 검토를 진행하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은,
요오드를 포함하는 편광자와,
(메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층을 구비하고,
하기 식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값이 1.3 미만인, 편광 필름을 제공한다.
y1 ＝ (0.279)x1 ＋ (－1.51)x2 ＋ (0.178)x3 ＋ 0.386
(1)
상기 식 (1) 에 있어서, x1 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이고,
x2 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머에 포함되는 반응점의 수이고,
x3 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이다.
또한 본 발명은,
요오드를 포함하는 편광자와, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층을 구비한 편광 필름의 제조 방법으로서,
상기 제조 방법은,
하기 식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값이 1.3 미만인 모노머를 중합시켜, 상기 중합체를 얻는 공정을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법을 제공한다.
y1 ＝ (0.279)x1 ＋ (－1.51)x2 ＋ (0.178)x3 ＋ 0.386
(1)
상기 식 (1) 에 있어서, x1 은, 상기 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이고,
x2 는, 상기 모노머에 포함되는 반응점의 수이고,
x3 은, 상기 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이다.
또한 본 발명은,
요오드를 포함하는 편광자와,
(메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층을 구비하고,
하기 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값이 1.3 미만인, 편광 필름을 제공한다.
y2 ＝ (0.255)x1 ＋ (－1.57)x2 ＋ (0.151)x3 ＋ (－18.0)x4 ＋ (0.0987)x5 ＋ (－8.26)
(2)
상기 식 (2) 에 있어서, x1 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이고,
x2 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머에 포함되는 반응점의 수이고,
x3 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이고,
x4 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머에 있어서, 수소 결합 억셉터로서 기능하는 원자 중, 가장 부로 대전된 원자의 전하 (C) 이고,
x5 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머의 쌍극자 모멘트에 있어서의 x 성분 (Debye) 이다.
또한 본 발명은,
요오드를 포함하는 편광자와, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층을 구비한 편광 필름의 제조 방법으로서,
상기 제조 방법은,
하기 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값이 1.3 미만인 모노머를 중합시켜, 상기 중합체를 얻는 공정을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법을 제공한다.
y2 ＝ (0.255)x1 ＋ (－1.57)x2 ＋ (0.151)x3 ＋ (－18.0)x4 ＋ (0.0987)x5 ＋ (－8.26)
(2)
상기 식 (2) 에 있어서, x1 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이고,
x2 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머에 포함되는 반응점의 수이고,
x3 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이고,
x4 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머에 있어서, 수소 결합 억셉터로서 기능하는 원자 중, 가장 부로 대전된 원자의 전하 (C) 이고,
x5 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머의 쌍극자 모멘트에 있어서의 x 성분 (Debye) 이다.
본 발명에 의하면, 고온 다습 환경하에 있어서, 편광자에 포함되는 요오드의 외부로의 투과를 충분히 억제할 수 있는 편광 필름을 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 편광 필름의 개략 단면도이다.
도 2 는, 편광 필름의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3 은, 편광 필름의 다른 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4 는, 편광 필름의 또 다른 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 화상 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 2 는, 편광 필름의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3 은, 편광 필름의 다른 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4 는, 편광 필름의 또 다른 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 화상 표시 장치의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 상세를 설명하지만, 이하의 설명은, 본 발명을 특정한 실시형태에 제한하는 취지는 아니다.
(편광 필름의 실시형태)
도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 편광 필름 (10) 은, 요오드를 포함하는 편광자 (1) 와, 중합체 P 를 포함하는 수지층 (2) 을 구비하고 있다. 수지층 (2) 에 포함되는 중합체 P 는, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는다. 본 명세서에 있어서,「(메트)아크릴산」은, 아크릴산 및/또는 메타크릴산을 의미한다. 수지층 (2) 은, 예를 들어, 편광자 (1) 보다 시인측에 위치하고, 편광자 (1) 에 직접 접해 있다. 단, 수지층 (2) 과 편광자 (1) 사이에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 접착제층, 접착 용이층 등의 다른 층이 배치되어 있어도 된다. 수지층 (2) 은, 편광자 (1) 보다 후술하는 화상 표시 패널측에 위치하고 있어도 된다. 바꾸어 말하면, 편광자 (1) 가 수지층 (2) 보다 시인측에 위치하고 있어도 된다. 수지층 (2) 은, 예를 들어, 편광 필름 (10) 의 가장 외측에 위치하고 있다. 또한, 본 명세서에 있어서,「필름」이란, 길이 및 폭에 비해 두께가 충분히 작은 부재를 의미한다.
편광 필름 (10) 은, 접착제층 (3), 투명 보호 필름 (제 1 투명 보호 필름) (4) 및 점착제층 (5) 을 추가로 구비하고 있어도 된다. 투명 보호 필름 (4) 은, 예를 들어, 접착제층 (3) 을 개재하여, 편광자 (1) 에 첩합되어 있다. 점착제층 (5) 은, 예를 들어, 후술하는 화상 표시 패널에 편광 필름 (10) 을 첩합하기 위한 부재로서 기능한다. 그 때문에, 점착제층 (5) 은, 예를 들어, 편광 필름 (10) 의 가장 외측이고, 편광자 (1) 보다 화상 표시 패널측에 위치한다. 바꾸어 말하면, 편광자 (1) 는, 예를 들어, 점착제층 (5) 보다 시인측에 위치하고 있다. 수지층 (2), 편광자 (1), 접착제층 (3), 투명 보호 필름 (4) 및 점착제층 (5) 은, 예를 들어, 적층 방향으로 이 순서로 나열되어 있다.
본 실시형태의 편광 필름 (10) 에서는, 하기 식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값이 1.3 미만이다.
y1 ＝ (0.279)x1 ＋ (－1.51)x2 ＋ (0.178)x3 ＋ 0.386
(1)
식 (1) 에 있어서, x1 은, 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이다. x1 은, 중합체 P 의 분자 운동이 어느 정도 제약되어 있는지를 예측하기 위한 지표가 될 수 있다. 본 명세서에 있어서,「회전 가능한 결합」이란, 중원자 사이를 연결하는 단결합 중, 고리 구조에 포함되는 단결합, 및, 말단에 위치하는 중원자와 다른 중원자를 연결하는 단결합을 제외한 것을 의미한다. 중원자란, 수소 원자 및 헬륨 원자 이외의 다른 원자를 의미하고, 구체적으로는, 질소 원자, 산소 원자 등의 헤테로 원자, 및, 탄소 원자를 들 수 있다. 중원자 사이를 연결하는 단결합의 구체예는, 탄소-탄소 결합 및 탄소-헤테로 원자 결합이다. 일례로서, 중합체 P 가 디메틸올-트리시클로데칸디아크릴레이트로 형성되어 있는 경우, x1 의 값은 8 이다. 회전 가능한 결합의 수는, 분자 기술자를 계산하기 위한 소프트웨어를 사용하여 산출해도 된다. 이와 같은 소프트웨어로는, Dragon (version7.0), alvaDesc 등을 들 수 있다.
중합체 P 가 복수 종류의 모노머 M 으로 형성되어 있는 경우, 다음의 방법에 의해 x1 의 값을 특정할 수 있다. 먼저, 복수 종류의 모노머 M 의 각각에 대해, 회전 가능한 결합의 수를 산출한다. 산출된 회전 가능한 결합의 수에 대해, 각 모노머 M 의 몰비율에 따라 가중치를 부여하여 가중 평균을 실시한다. 얻어진 가중 평균값을 x1 로 간주할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, x1 의 값은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 2 ∼ 20 이다.
x2 는, 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 에 포함되는 반응점의 수이다. x2 는, 중합체 P 에 대해, 저분자 화합물을 통과할 수 있는 정도의 크기의 간극이 어느 정도 존재하는지를 예측하기 위한 지표가 될 수 있다. 본 명세서에 있어서,「반응점」이란, 중합 가능한 기 또는 가교 가능한 기를 의미한다. 이들 기의 구체예로는, (메트)아크릴로일기 등의 중합성 이중 결합을 갖는 기, 에폭시기, 옥세탄기 등의 가교성 관능기를 들 수 있다. 일례로서, 중합체 P 가 디메틸올-트리시클로데칸디아크릴레이트로 형성되어 있는 경우, x2 의 값은 2 이다. 반응점의 수는, 상기 서술한 분자 기술자를 계산하기 위한 소프트웨어를 사용하여 산출해도 된다.
중합체 P 가 복수 종류의 모노머 M 으로 형성되어 있는 경우, 다음의 방법에 의해 x2 의 값을 특정할 수 있다. 먼저, 복수 종류의 모노머 M 의 각각에 대해, 반응점의 수를 산출한다. 산출된 반응점의 수에 대해, 각 모노머 M 의 몰비율에 따라 가중치를 부여하여 가중 평균을 실시한다. 얻어진 가중 평균값을 x2 로 간주할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, x2 의 값은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 1 ∼ 6 이다.
x3 은, 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이다. x3 은, 중합체 P 와 물 분자 또는 요오드 사이에 발생하는 상호 작용을 예측하기 위한 지표가 될 수 있다. 한센 용해도 파라미터란, Hildebrand 에 의해 도입된 용해도 파라미터를 분산항 δD, 분극항 δP, 수소 결합항 δH 의 3 성분으로 분할한 것이다. 분극항 δP 는, 분자간의 쌍극자 상호 작용에 의한 에너지를 나타내고 있다. 한센 용해도 파라미터의 상세는,「Hansen Solubility Parameters ; A Users Handbook (CRC Press, 2007)」에 개시되어 있다. 분극항 δP 는, 예를 들어, HSPiP (version5) 등의 공지된 소프트웨어를 사용하여 산출할 수 있다. 또한, 분극항 δP 의 값은, 사용하는 소프트웨어에 따라 약간 상이한 경우가 있다. 그러나, 이 오차는, 통상적으로, y1 의 값을 산출함에 있어서 무시할 수 있는 정도의 크기이다.
중합체 P 가 복수 종류의 모노머 M 으로 형성되어 있는 경우, 다음의 방법에 의해 x3 의 값을 특정할 수 있다. 먼저, 복수 종류의 모노머 M 의 각각에 대해, 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 를 산출한다. 산출된 분극항 δP 에 대해, 각 모노머 M 의 몰비율에 따라 가중치를 부여하여 가중 평균을 실시한다. 얻어진 가중 평균값을 x3 으로 간주할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, x3 의 값은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 1 ∼ 10 (MPa1/2) 이다. x3 의 값은, 바람직하게는 6 (MPa1/2) 이하이고, 보다 바람직하게는 5 (MPa1/2) 이하이고, 더욱 바람직하게는 4 (MPa1/2) 이하이다.
본 실시형태의 편광 필름 (10) 에서는, 하기 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값이 1.3 미만이어도 된다.
y2 ＝ (0.255)x1 ＋ (－1.57)x2 ＋ (0.151)x3 ＋ (－18.0)x4 ＋ (0.0987)x5 ＋ (－8.26)
(2)
본 발명은, 그 다른 측면으로부터, 요오드를 포함하는 편광자 (1) 와, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체 P 를 포함하는 수지층 (2) 을 구비하고, 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값이 1.3 미만인, 편광 필름 (10) 을 제공한다.
식 (2) 에 있어서, x1 ∼ x3 은, 식 (1) 과 동일하다. 그 때문에, 식 (2) 의 x1 ∼ x3 의 특정 방법 등은, 상기 서술한 것과 동일하다.
식 (2) 에 있어서, x4 는, 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 에 있어서, 수소 결합 억셉터로서 기능하는 원자 중, 가장 부로 대전된 원자의 전하 (C) 이다. x4 는, 중합체 P 와 물 분자 사이에 발생하는 상호 작용을 예측하기 위한 지표, 즉 중합체 P 의 소수성의 정도를 예측하기 위한 지표가 될 수 있다. x4 의 값이 0 에 가까우면 가까울수록, 중합체 P 가 소수성인 경향이 있다. 수소 결합 억셉터란, 물 분자에 포함되는 수소 원자와 수소 결합을 형성하는 것이 가능한 원자를 의미한다. 수소 결합 억셉터로서 기능하는 원자로는, 산소 원자나 질소 원자 등의 전기 음성도가 비교적 큰 원자를 들 수 있다.
x4 는, 예를 들어, 다음의 방법에 의해 특정할 수 있다. 먼저, 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 을 특정한다. 모노머 M 에 대해, 분자 시뮬레이션을 실시함으로써, 모노머 M 을 구성하는 각 원자의 전하 (Mulliken charge) 를 산출할 수 있다. 분자 시뮬레이션은, 예를 들어, Materials Studio (BIOVIA 사 제조, ver.8.0.0.843), WebMO (ver.19.0.009e) 등의 공지된 소프트웨어를 사용하여 실시할 수 있다.
분자 시뮬레이션은, 예를 들어, 다음의 방법에 의해 실시할 수 있다. 먼저, Materials Studio 를 사용하여, 모노머 M 의 분자 모델을 제조한다. 분자 모델에 대해서는, COMPASS (Condensed-phase Optimized Molecular Potentials for Atomistic Simulation Studies) II 의 역장을 채용하여, 구조를 최적화한다. 다음으로, 모노머 M 의 분자 모델을 WebMO 로 처리한다. 상세하게는, WebMO 에 있어서, Gaussian 프로그램 (Queue : g09) 을 사용하여, 모노머 M 의 분자 모델에 대해 구조 최적화 계산을 실시한다. 이 때, 범함수로서 B3LYP 를 사용해도 되고, 기저 함수로서 6-31G(d) 를 사용해도 된다. 이상의 분자 시뮬레이션에 의해, 모노머 M 을 구성하는 각 원자의 전하를 산출할 수 있다.
다음으로, 모노머 M 을 구성하는 원자 중, 수소 결합 억셉터로서 기능하는 원자를 특정한다. 또한, 특정한 원자 중에서, 가장 부로 대전된 원자 (마이너스 전하를 갖고, 또한 그 전하의 절댓값이 최대인 원자) 를 특정한다. 이 원자의 전하 (C) 를 x4 로 간주할 수 있다. 또한, 모노머 M 이 수소 결합 억셉터로서 기능하는 원자를 갖고 있지 않은 경우, x4 는, 0 으로 간주할 수 있다.
중합체 P 가 복수 종류의 모노머 M 으로 형성되어 있는 경우, 다음의 방법에 의해 x4 를 특정할 수 있다. 먼저, 복수 종류의 모노머 M 의 각각에 대해, 상기 서술한 방법에 의해, 수소 결합 억셉터로서 기능하는 원자 중, 가장 부로 대전된 원자의 전하 (C) 를 특정한다. 특정된 전하에 대해, 각 모노머 M 의 몰비율에 따라 가중치를 부여하여 가중 평균을 실시한다. 얻어진 가중 평균값을 x4 로 간주할 수 있다. 복수 종류의 모노머 M 이 서로 구조 이성체인 경우에도, 특정된 전하에 대해, 각 구조 이성체의 몰비율에 따라 가중치를 부여하여 가중 평균을 실시함으로써, x4 를 특정할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, x4 의 값은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 －0.55 ∼ －0.45 C 이다.
x5 는, 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 의 쌍극자 모멘트에 있어서의 x 성분 (Debye) 이다. x5 는, 중합체 P 와 물 분자 사이에 발생하는 상호 작용을 예측하기 위한 지표, 즉 중합체 P 의 소수성이나 가습 내구성의 정도를 예측하기 위한 지표가 될 수 있다. x5 의 값이 0 에 가까우면 가까울수록, 모노머 M 의 쌍극자 모멘트가 작고, 중합체 P 가 소수성인 경향이 있다.
x5 는, 예를 들어, 다음의 방법에 의해 특정할 수 있다. 먼저, 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 을 특정한다. 모노머 M 에 대해, 분자 시뮬레이션을 실시함으로써, 쌍극자 모멘트에 있어서의 x 성분을 산출할 수 있다. 분자 시뮬레이션은, x4 에 대해 상기 서술한 방법에 의해 실시할 수 있다. 분자 시뮬레이션을 실시할 때에, 모노머 M 을 구성하는 각 원자의 내부 좌표는, Z-matrix 형식에 의해 정의한다. Z-matrix 형식을 이용한 경우, 내부 좌표를 결정하기 위한 x 축, y 축 및 z 축은, 모노머 M 의 구조에 따라 자동적으로 정해진다. 또한, 쌍극자 모멘트는, x 성분, y 성분 및 z 성분으로부터 산출되는 벡터량이다.
중합체 P 가 복수 종류의 모노머 M 으로 형성되어 있는 경우, 다음의 방법에 의해 x5 를 특정할 수 있다. 먼저, 복수 종류의 모노머 M 의 각각에 대해, 상기 서술한 방법에 의해, 쌍극자 모멘트에 있어서의 x 성분을 산출한다. 산출된 쌍극자 모멘트에 있어서의 x 성분에 대해, 각 모노머 M 의 몰비율에 따라 가중치를 부여하여 가중 평균을 실시한다. 얻어진 가중 평균값을 x5 로 간주할 수 있다. 복수 종류의 모노머 M 이 서로 구조 이성체인 경우에도, 산출된 쌍극자 모멘트에 있어서의 x 성분에 대해, 각 구조 이성체의 몰비율에 따라 가중치를 부여하여 가중 평균을 실시함으로써, x5 를 특정할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, x5 의 값은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 －2.0 ∼ 5.0 Debye 이다. x5 의 값은, 3.0 Debye 이하여도 되고, 1.0 Debye 이하여도 된다.
식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값, 및, 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값은, 바람직하게는 0.8 이하이고, 보다 바람직하게는 0.7 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5 이하이고, 특히 바람직하게는 0.3 이하이다.
식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값, 및, 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값은, 수지층 (2) 에 포함되는 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 에 관한 지표이다. 그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면, y1 의 값 및 y2 의 값은, 편광자 (1) 에 포함되는 요오드의 외부로의 투과를 억제하는 데에 적합한 수지층 (2) 을 선택하기 위한 지표로서도 유용하다. 또한, y2 를 산출하기 위한 인자 (x1 ∼ x5) 의 수는, y1 을 산출하기 위한 인자 (x1 ∼ x3) 의 수보다 많다. 일반적으로, 인자의 수는, 예측식의 예측 성능에 영향을 주는 경향이 있다.
본 실시형태의 편광 필름 (10) 에서는, 예를 들어, 하기의 요건 (i) ∼ (v) 중, 적어도 1 개가 성립되고, 바람직하게는 요건 (iii) 이 성립된다. 편광 필름 (10) 에 있어서, 요건 (i) ∼ (v) 의 전부가 성립되어 있어도 된다.
(i) 수중에서의 65 ℃ 에 있어서의 수지층 (2) 의 인장 저장 탄성률 E1 이 1 × 108 Pa 이상이다.
(ii) 수중에서의 85 ℃ 에 있어서의 수지층 (2) 의 인장 저장 탄성률 E2 가 1 × 108 Pa 이상이다.
(iii) 수지층 (2) 을 25 ℃ 로부터 65 ℃ 로 가열하고, 추가로 측정 분위기를 10 ％ RH 로부터 90 ％ RH 로 가습한 경우에 있어서의 수지층 (2) 의 선팽창 계수 α1 이 400 × 10-6/K 이하이다.
(iv) 수지층 (2) 을 25 ℃ 로부터 85 ℃ 로 가열하고, 추가로 측정 분위기를 10 ％ RH 로부터 85 ％ RH 로 가습한 경우에 있어서의 수지층 (2) 의 선팽창 계수 α2 가 300 × 10-6/K 이하이다.
(v) 수지층 (2) 에 포함되는 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 의 쌍극자 모멘트 D 가 2 Debye 이하이다.
먼저, 요건 (i) 에 대해 설명한다. 수지층 (2) 의 인장 저장 탄성률 E1 은, 바람직하게는 5 × 108 Pa 이상이고, 보다 바람직하게는 10 × 108 Pa 이상이고, 더욱 바람직하게는 15 × 108 Pa 이상이다. 인장 저장 탄성률 E1 의 상한값은, 특별히 한정되지 않지만, 수지층 (2) 에서의 크랙을 억제하는 관점에서, 예를 들어 100 × 108 Pa 이어도 된다.
수지층 (2) 의 인장 저장 탄성률 E1 은, 예를 들어, 다음의 방법에 의해 측정할 수 있다. 먼저, 평가 대상인 수지층 (2) 을 폭 5 ㎜, 길이 30 ㎜ 의 단책상 (短柵狀) 으로 잘라내어 시험편으로 한다. 다음으로, 시험편을 시판되는 동적 점탄성 측정 장치에 세트한다. 이 때, 지그로서, 시험편을 용매에 침지시키는 것이 가능한 것을 사용한다. 시험편을 고정시키는 클램프 사이의 거리는, 15 ㎜ 로 설정된다. 다음으로, 시험편을 수중에 침지시킨다. 시험편의 온도가 25 ℃ 인 것을 확인하고 나서, 시험편에 대해 동적 점탄성의 측정을 개시한다. 측정은, 일본 산업 규격 (JIS) K7244-4 : 1999 에 규정된 인장 진동-비공진법에 의해 실시한다. 진동의 주파수는, 1 Hz 로 설정한다. 측정을 개시하고 나서, 5 ℃/분의 승온 속도로 시험편을 95 ℃ 까지 가열한다. 시험편의 온도가 65 ℃ 일 때의 인장 저장 탄성률의 측정값을 수지층 (2) 의 인장 저장 탄성률 E1 로 간주할 수 있다.
다음으로, 요건 (ii) 에 대해 설명한다. 수지층 (2) 의 인장 저장 탄성률 E2 는, 바람직하게는 5 × 108 Pa 이상이고, 보다 바람직하게는 10 × 108 Pa 이상이고, 더욱 바람직하게는 15 × 108 Pa 이상이다. 인장 저장 탄성률 E2 의 상한값은, 특별히 한정되지 않지만, 수지층 (2) 에서의 크랙을 억제하는 관점에서, 예를 들어 100 × 108 Pa 이어도 된다. 수지층 (2) 의 인장 저장 탄성률 E2 는, 예를 들어, 인장 저장 탄성률 E1 과 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다. 상세하게는, 인장 저장 탄성률 E1 에 대해 상기 서술한 방법으로, 시험편에 대해 동적 점탄성의 측정을 실시하고, 시험편의 온도가 85 ℃ 일 때의 인장 저장 탄성률의 측정값을 수지층 (2) 의 인장 저장 탄성률 E2 로 간주할 수 있다.
다음으로, 요건 (iii) 에 대해 설명한다. 수지층 (2) 의 선팽창 계수 α1 은, 바람직하게는 200 × 10-6/K 이하이고, 보다 바람직하게는 180 × 10-6/K 이하이고, 더욱 바람직하게는 150 × 10-6/K 이하이고, 특히 바람직하게는 120 × 10-6/K 이하이다. 선팽창 계수 α1 의 하한값은, 특별히 한정되지 않지만, 수지층 (2) 에서의 크랙을 억제하는 관점에서, 예를 들어 10 × 10-6/K 여도 된다.
수지층 (2) 의 선팽창 계수 α1 은, 예를 들어, 다음의 방법에 의해 측정할 수 있다. 먼저, 평가 대상인 수지층 (2) 을 폭 5 ㎜, 길이 30 ㎜ 의 단책상으로 잘라내어 시험편으로 한다. 다음으로, 시험편을 시판되는 열기계 분석 장치에 세트한다. 이 때, 시험편을 고정시키는 클램프 사이의 거리는, 15 ㎜ 로 설정된다. 시험편에 대해서는, 25 ℃ 10 ％ RH 의 측정 분위기에 적어도 10 분 방치한다. 다음으로, 60 분에 걸쳐 시험편을 65 ℃ 까지 가열하고, 시험편을 10 분 유지한다. 다음으로, 30 분에 걸쳐 측정 분위기를 10 ％ RH 로부터 90 ％ RH 로 가습하고, 시험편을 10 분 유지한다. 시험 전후에서의 시험편의 길이의 변화량 ΔL (㎜) 에 기초하여, 하기 식 (3) 으로부터 산출된 선팽창 계수 α 를 수지층 (2) 의 선팽창 계수 α1 로 간주할 수 있다. 또한, 식 (3) 에 있어서, L0 은, 25 ℃ 에서의 시험편의 길이를 의미하고, ΔT 는, 시험 전후에서의 시험편의 온도의 변화량을 의미한다. 요건 (iii) 에 있어서, ΔT 는, 40 ℃ 이다.
선팽창 계수 α ＝ ΔL/(L0 × ΔT)
(3)
다음으로, 요건 (iv) 에 대해 설명한다. 수지층 (2) 의 선팽창 계수 α2 는, 바람직하게는 200 × 10-6/K 이하이고, 보다 바람직하게는 170 × 10-6/K 이하이고, 더욱 바람직하게는 150 × 10-6/K 이하이고, 특히 바람직하게는 100 × 10-6/K 이하이다. 선팽창 계수 α2 의 하한값은, 특별히 한정되지 않지만, 수지층 (2) 에서의 크랙을 억제하는 관점에서, 예를 들어 10 × 10-6/K 여도 된다. 수지층 (2) 의 선팽창 계수 α2 는, 예를 들어, 60 분에 걸쳐 시험편을 85 ℃ 까지 가열하는 것, 및, 30 분에 걸쳐 측정 분위기를 10 ％ RH 로부터 85 ％ RH 로 가습하는 것을 제외하고, 상기의 선팽창 계수 α1 과 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다. 요건 (iv) 에 있어서, 상기 식 (3) 의 ΔT 는, 60 ℃ 이다.
다음으로, 요건 (v) 에 대해 설명한다. 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 의 쌍극자 모멘트 D 는, 바람직하게는 1.7 Debye 이하이고, 보다 바람직하게는 1.5 Debye 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.3 Debye 이하이다. 쌍극자 모멘트 D 의 하한값은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 0.5 Debye 이다.
쌍극자 모멘트 D 는, 예를 들어, 다음의 방법에 의해 산출할 수 있다. 먼저, 중합체 P 를 형성하기 위한 모노머 M 을 특정한다. 모노머 M 에 대해, 분자 시뮬레이션을 실시함으로써, 쌍극자 모멘트 D 를 산출할 수 있다. 분자 시뮬레이션은, 예를 들어, Materials Studio (BIOVIA 사 제조, ver.8.0.0.843), WebMO (ver.19.0.009e) 등의 공지된 소프트웨어를 사용하여 실시할 수 있다.
분자 시뮬레이션에 의한 쌍극자 모멘트 D 의 산출은, 예를 들어, 다음의 방법에 의해 실시할 수 있다. 먼저, Materials Studio 를 사용하여, 모노머 M 의 분자 모델을 제조한다. 분자 모델에 대해서는, COMPASS (Condensed-phase Optimized Molecular Potentials for Atomistic Simulation Studies) II 의 역장을 채용하여, 구조를 최적화한다. 다음으로, 모노머 M 의 분자 모델을 WebMO 로 처리한다. 상세하게는, WebMO 에 있어서, Gaussian 프로그램 (Queue : g09) 을 사용하여, 모노머 M 의 분자 모델에 대해 구조 최적화 계산을 실시한다. 이 때, 범함수로서 B3LYP 를 사용해도 되고, 기저 함수로서 6-31G(d) 를 사용해도 된다. 이로써, 모노머 M 의 쌍극자 모멘트 D 를 산출할 수 있다.
중합체 P 가 복수 종류의 모노머 M 으로 형성되어 있는 경우, 다음의 방법에 의해 쌍극자 모멘트 D 를 특정할 수 있다. 먼저, 복수 종류의 모노머 M 의 각각에 대해, 상기 서술한 방법에 의해 쌍극자 모멘트를 산출한다. 산출된 쌍극자 모멘트에 대해, 각 모노머 M 의 몰비율에 따라 가중치를 부여하여 가중 평균을 실시한다. 얻어진 가중 평균값을 쌍극자 모멘트 D 로 간주할 수 있다. 복수 종류의 모노머 M 이 서로 구조 이성체인 경우에도, 산출된 쌍극자 모멘트에 대해, 각 구조 이성체의 몰비율에 따라 가중치를 부여하여 가중 평균을 실시함으로써, 쌍극자 모멘트 D 를 산출할 수 있다.
요건 (i) 및 (ii) 의 적어도 1 개가 성립되는 경우, 수지층 (2) 에 포함되는 중합체 P 는, 고온 다습 환경하여도, 분자 운동성이 낮은 상태로 유지되는 경향이 있다. 중합체 P 의 분자 운동성이 낮으면, 수지층 (2) 에 있어서, 요오드가 침입할 수 있는 공간이 생성되기 어렵다. 이로써, 요오드가 편광자 (1) 로부터 수지층 (2) 으로 이동하는 것이 억제되고, 요오드가 편광 필름 (10) 의 외부로 투과되는 것을 억제할 수 있는 경향이 있다.
요건 (iii) 및 (iv) 의 적어도 1 개가 성립되는 경우, 수지층 (2) 에 포함되는 중합체 P 는, 고온 다습 환경하여도, 자유 체적이 작은 상태로 유지되는 경향이 있다. 중합체 P 의 자유 체적이 작으면, 수지층 (2) 에 있어서, 요오드가 침입할 수 있는 공간이 생성되기 어렵다. 이로써, 요오드가 편광자 (1) 로부터 수지층 (2) 으로 이동하는 것이 억제되고, 요오드가 편광 필름 (10) 의 외부로 투과되는 것을 억제할 수 있는 경향이 있다.
요건 (v) 가 성립되는 경우, 중합체 P 와 요오드 사이에서 정전적인 상호 작용이 발생하기 어려운 경향이 있다. 즉, 요오드가 중합체 P 에 끌어당겨지기 어렵다. 이로써, 요오드가 편광자 (1) 로부터 수지층 (2) 으로 이동하는 것이 억제되고, 요오드가 편광 필름 (10) 의 외부로 투과되는 것을 억제할 수 있는 경향이 있다.
[편광자]
편광자 (1) 는, 요오드를 포함하는 한, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드를 흡착시켜 1 축 연신한 것을 들 수 있다. 편광자 (1) 는, 폴리비닐알코올계 필름 및 요오드로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
편광자 (1) 의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 30 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 20 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 18 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 12 ㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 10 ㎛ 이하이다. 편광자 (1) 의 두께는, 2 ㎛ 이상이어도 되고, 4 ㎛ 이상이어도 되고, 5 ㎛ 이상이어도 된다. 편광자 (1) 의 두께는, 7 ∼ 12 ㎛ 여도 되고, 경우에 따라서는 1 ∼ 7 ㎛, 특히 4 ∼ 6 ㎛ 여도 된다. 본 명세서에서는, 두께가 10 ㎛ 이하인 편광자 (1) 를 박형 편광자라고 부르는 경우가 있다. 박형 편광자는, 두께 불균일이 적고, 시인성이 우수한 경향이 있다. 또한, 박형 편광자는, 치수 변화가 억제되어 있고, 내구성이 우수하다는 이점도 갖는다. 박형 편광자에 의하면, 편광 필름 (10) 을 박형화할 수 있다. 편광자 (1) 가 박형 편광자인 경우, 편광 필름 (10) 이 실용상 충분한 편광도를 갖기 위해서는, 편광자 (1) 에 있어서의 요오드의 농도를 높게 조정할 필요가 있다. 본 실시형태의 편광 필름 (10) 에서는, 편광자 (1) 의 두께가 작고, 편광자 (1) 에 있어서의 요오드의 농도가 높은 경우에도, 요오드가 편광자 (1) 로부터 외부로 투과되는 것을 충분히 억제할 수 있다.
편광자 (1) 는, 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름 등의 친수성 고분자 필름을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3 ∼ 7 배로 연신함으로써 제조할 수 있다. 친수성 고분자 필름은, 필요에 따라, 붕산, 요오드화칼륨 등을 포함하는 수용액에 침지시켜도 된다. 또한, 필요에 따라, 친수성 고분자 필름에 대해, 염색 전에 물에 침지시켜 수세해도 된다. 친수성 고분자 필름을 수세함으로써, 표면에 부착된 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있다. 친수성 고분자 필름을 수세하면 친수성 고분자 필름이 팽윤되기 때문에, 염색의 불균일 등을 억제할 수 있는 효과도 있다. 친수성 고분자 필름의 연신은, 요오드에 의한 염색 후에 실시해도 되고, 염색하면서 실시해도 되고, 요오드에 의한 염색 전에 실시해도 된다. 친수성 고분자 필름의 연신은, 붕산, 요오드화칼륨 등을 포함하는 수용액 중, 또는, 수중에서 실시해도 된다.
박형 편광자로는, 대표적으로는, 일본 공개특허공보 소51-069644호, 일본 공개특허공보 2000-338329호, 국제 공개 2010/100917호, 일본 공개특허공보 2014-59328호, 일본 공개특허공보 2012-73563호 등에 기재된 것을 들 수 있다. 이들 박형 편광자는, 폴리비닐알코올계 수지 (PVA 계 수지) 층과 연신용 수지 기재를 포함하는 적층체를 연신하는 공정과, 얻어진 연신 필름을 염색하는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 이 제조 방법에서는, PVA 계 수지층이 연신용 수지 기재에 지지되어 있기 때문에, 연신에 의한 파단 등의 결함이 발생하기 어렵다.
박형 편광자는, 고배율로의 연신이 가능하고, 편광 성능을 향상시킬 수 있다는 관점에서, 상기의 제조 방법 중에서도, 붕산 수용액 중에서의 연신 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조되는 것이 바람직하고, 특히, 붕산 수용액 중에서의 연신 공정 전에, 보조적인 공중 연신을 실시하는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 붕산 수용액 중에서의 연신 공정을 포함하는 제조 방법은, 국제 공개 2010/100917호, 일본 공개특허공보 2014-59328호, 일본 공개특허공보 2012-73563호 등에 개시되어 있다. 공중 연신을 실시하는 공정을 포함하는 제조 방법은, 일본 공개특허공보 2014-59328호, 일본 공개특허공보 2012-73563호 등에 개시되어 있다.
[수지층]
중합체 P 가 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖고, 또한, 상기 서술한 식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값, 또는, 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값이 1.3 미만인 한, 수지층 (2) 및 수지층 (2) 에 포함되는 중합체 P 는, 특별히 한정되지 않는다.
(메트)아크릴산에스테르는, 1 개의 (메트)아크릴로일기를 갖는 단관능 (메트)아크릴산에스테르여도 되고, 2 개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 다관능 (메트)아크릴산에스테르여도 된다. 중합체 P 는, 다관능 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 다관능 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 포함하는 중합체 P 에 의하면, 편광자 (1) 로부터 수지층 (2) 으로 요오드가 이동하는 것을 보다 억제할 수 있는 경향이 있다. 다관능 (메트)아크릴산에스테르에 포함되는 (메트)아크릴로일기의 수는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 2 ∼ 6 이고, 바람직하게는 2 ∼ 4 이다. 다관능 (메트)아크릴산에스테르에 포함되는 (메트)아크릴로일기의 수가 지나치게 많은 경우, 중합체 P 중에 미반응의 (메트)아크릴로일기가 잔존하는 경우가 있다.
(메트)아크릴산에스테르에 있어서의 (메트)아크릴로일기 이외의 부분 (이하, 에스테르 부분이라고 부르는 경우가 있다) 의 탄소수는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 1 ∼ 18 이고, 바람직하게는 4 ∼ 10 이다. 에스테르 부분은, 고리 구조를 포함하고 있어도 된다. 고리 구조는, 질소 원자, 산소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되지만, 지환식 탄화수소에 의해서만 구성되어 있는 것이 바람직하다. 고리 구조는, 트리시클로데칸 등의 축합 고리 구조여도 되고, 시클로헥산 등의 단고리 구조여도 된다. 또한, 고리 구조는, 락톤 고리여도 된다. 에스테르 부분은, 에테르기 등의 관능기를 포함하고 있어도 된다.
(메트)아크릴산에스테르는, 극성기를 포함하고 있어도 되지만, 극성기를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서, 극성기는, 수소 원자와, 산소 원자, 질소 원자 등의 헤테로 원자의 결합을 포함하는 기를 의미한다. 극성기로는, 예를 들어, 하이드록실기, 카르복실기, 1 급 아민기 및 2 급 아민기를 들 수 있다.
(메트)아크릴산에스테르로는, 예를 들어, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 4-t-부틸시클로헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 5-(메트)아크릴옥시-2,6-노르보르난카르보락톤, 3,3,5-트리메틸시클로헥실(메트)아크릴레이트, 4-t-부틸페닐(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 1-아다만틸(메트)아크릴레이트, 2-아다만틸(메트)아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸(메트)아크릴레이트, 2-이소프로필-2-아다만틸(메트)아크릴레이트, 4-비페닐(메트)아크릴레이트, 1-나프틸(메트)아크릴레이트, 2-나프틸(메트)아크릴레이트, 1-안트라센(메트)아크릴레이트, 1-안트라센메틸(메트)아크릴레이트, 9-안트라센메틸(메트)아크릴레이트 등의 단관능 (메트)아크릴산에스테르 ; 디메틸올-트리시클로데칸디(메트)아크릴레이트, 1,3-아다만탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,3,5-아다만탄트리올-1,5-디(메트)아크릴레이트, 9,9-비스[4-(2-(메트)아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 등의 2 관능 (메트)아크릴산에스테르 ; 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 1,3,5-아다만탄트리올트리(메트)아크릴레이트 등의 3 관능 (메트)아크릴산에스테르 ; 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트 등의 4 관능 (메트)아크릴산에스테르 ; 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등의 6 관능 (메트)아크릴산에스테르 등을 들 수 있다.
중합체 P 는, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 주성분으로서 포함하는 것이 바람직하고, 실질적으로 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서,「주성분」은, 중합체 P 에 중량 기준으로 가장 많이 포함되는 구조 단위를 의미한다. 중합체 P 에 있어서의 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위의 함유율은, 예를 들어 50 중량％ 이상이고, 바람직하게는 70 중량％ 보다 높고, 보다 바람직하게는 80 중량％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 90 중량％ 이상이고, 특히 바람직하게는 95 중량％ 이상이고, 특히 바람직하게는 99 중량％ 이상이다.
중합체 P 는, (메트)아크릴산에스테르 이외의 다른 라디칼 중합성 모노머에서 유래하는 구조 단위, 또는, (메트)아크릴산에스테르 이외의 다른 아니온 중합성 모노머에서 유래하는 구조 단위를 추가로 포함하고 있어도 된다. 또한, 중합체 P 는, 카티온 중합성 모노머에서 유래하는 구조 단위를 포함하고 있어도 된다.
(메트)아크릴산에스테르 이외의 다른 라디칼 중합성 모노머로는, 스티렌계 화합물을 들 수 있다. 스티렌계 화합물은, 예를 들어, 방향 고리 및 1 개 이상의 비닐기를 포함한다. (메트)아크릴산에스테르와 마찬가지로, 스티렌계 화합물은, 극성기를 포함하고 있어도 되지만, 극성기를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 스티렌계 화합물로는, 예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐벤질클로라이드, 부톡시스티렌, 비닐피리딘 등을 들 수 있다.
카티온 중합성 모노머로는, 예를 들어, 비닐에테르 화합물, 에폭시 화합물 및 옥세탄 화합물을 들 수 있다. 비닐에테르 화합물로는, 예를 들어, 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 부틸비닐에테르, 시클로헥실비닐에테르 등의 지방족 비닐에테르 ; 페닐비닐에테르, 2-페녹시에틸비닐에테르, p-메톡시페닐비닐에테르 등의 방향족 비닐에테르 ; 부탄디올-1,4-디비닐에테르, 트리에틸렌글리콜디비닐에테르, 디프로필렌글리콜디비닐에테르 등의 다관능 비닐에테르 등을 들 수 있다.
에폭시 화합물로는, 예를 들어, 방향족 에폭시 화합물, 지환식 에폭시 화합물 및 지방족 에폭시 화합물을 들 수 있다. 방향족 에폭시 화합물로는, 예를 들어, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S 등의 비스페놀의 디글리시딜에테르 화합물 (비스페놀형 에폭시 수지) ; 페놀 노볼락 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지 및 하이드록시벤즈알데히드페놀 노볼락 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지 ; 테트라하이드록시페닐메탄, 테트라하이드록시벤조페논, 폴리비닐페놀 등의 폴리알코올의 글리시딜에테르 화합물 등을 들 수 있다.
지환식 에폭시 화합물로는, 예를 들어, 비닐시클로헥센디옥사이드, 3',4'-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 리모넨디옥사이드, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 디시클로펜타디엔디에폭사이드, 비시클로노나디엔디에폭사이드, 트리시클로펜타디엔디에폭사이드, 도데카하이드로-2,6-메타노-2H-옥시라노[3',4']시클로펜타[1',2':6,7]나프트[2,3-b]옥시란 등을 들 수 있다.
지방족 에폭시 화합물로는, 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 글리세롤트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
옥세탄 화합물로는, 3-에틸-3-하이드록시메틸옥세탄, 1,4-비스〔(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시메틸〕벤젠, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 비스〔(3-에틸-3-옥세타닐)메틸〕에테르, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥시메틸)옥세탄 등을 들 수 있다.
중합체 P 는, 다관능 모노머에서 유래하는 구조 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 다관능 모노머로는, 예를 들어, 상기 서술한 다관능 (메트)아크릴산에스테르, 다관능 비닐에테르 화합물, 다관능 에폭시 화합물, 다관능 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다. 중합체 P 에 있어서의 다관능 모노머에서 유래하는 구조 단위의 함유율은, 예를 들어 20 중량％ 이상이고, 바람직하게는 40 중량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 50 중량％ 이상이고, 경우에 따라서는 70 중량％ 이상이어도 된다. 다관능 모노머에서 유래하는 구조 단위의 함유율의 상한값은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 95 중량％ 이다.
중합체 P 는, 극성기를 갖는 모노머에서 유래하는 구조 단위를 포함하고 있어도 되지만, 포함하지 않는 것이 바람직하다. 중합체 P 가 극성기를 갖는 모노머에서 유래하는 구조 단위를 포함하는 경우, 편광자 (1) 에 포함되는 요오드가 수지층 (2) 에 접근하기 쉬운 경향이 있다. 그 때문에, 중합체 P 에 있어서의 극성기를 갖는 모노머에서 유래하는 구조 단위의 함유율은, 바람직하게는 20 중량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 10 중량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 5 중량％ 이하이고, 특히 바람직하게는 2 중량％ 이하이다.
수지층 (2) 은, 예를 들어, 중합체 P 를 주성분으로서 포함한다. 수지층 (2) 에 있어서의 중합체 P 의 함유율은, 예를 들어 50 중량％ 이상이고, 바람직하게는 70 중량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 90 중량％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 95 중량％ 이상이다. 수지층 (2) 은, 바람직하게는, 실질적으로 중합체 P 만으로 이루어진다. 단, 수지층 (2) 은, 중합체 P 이외에, 대전 방지제, 산화 방지제, 무기 입자, 레벨링제 등의 첨가제를 포함하고 있어도 된다.
수지층 (2) 의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 10 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 5 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 이하이다. 수지층 (2) 의 두께는, 편광자 (1) 에 포함되는 요오드의 외부로의 투과를 충분히 억제하는 관점에서, 0.3 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 0.5 ㎛ 이상이어도 된다.
수지층 (2) 은, 접착제층 또는 접착 용이층을 개재하여, 편광자 (1) 에 첩합되어 있어도 된다. 수지층 (2) 을 편광자 (1) 에 첩합하기 위한 접착제층으로는, 예를 들어, 후술하는 접착제층 (3) 에 대해 예시하는 것을 들 수 있다. 접착 용이층은, 예를 들어, 폴리에스테르 골격, 폴리에테르 골격, 폴리카보네이트 골격, 폴리우레탄 골격, 실리콘계, 폴리아미드 골격, 폴리이미드 골격, 폴리비닐알코올 골격 등을 갖는 폴리머를 포함하는 수지에 의해 형성할 수 있다. 수지에 포함되는 폴리머는, 1 종이어도 되고, 2 종 이상이어도 된다. 접착 용이층은, 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제로는, 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제 등의 안정제 등을 들 수 있다. 접착 용이층의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 바람직하게는 0.01 ∼ 5 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 2 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.05 ∼ 1 ㎛ 이다. 접착 용이층은, 복수의 층의 적층체여도 된다.
[접착제층]
접착제층 (3) 은, 접착제를 포함하는 층이다. 접착제의 재료는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 재료를 사용할 수 있다. 접착제층 (3) 에 포함되는 접착제로는, 예를 들어, 수계 접착제 및 활성 에너지선 경화형 접착제를 들 수 있다. 활성 에너지선 경화형 접착제로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2019-147865호, 일본 공개특허공보 2016-177248호 등에 개시된 것을 사용할 수 있다.
접착제층 (3) 의 두께는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 3.0 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 0.01 ∼ 3.0 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 2.5 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 1.5 ㎛ 이다. 접착제층 (3) 의 두께가 지나치게 작은 경우, 접착제층 (3) 의 응집력이 부족하여, 박리력이 저하되는 경우가 있다. 접착제층 (3) 의 두께가 지나치게 큰 경우, 편광 필름 (10) 의 단면에 응력이 가해지면, 접착제층 (3) 에서 박리가 일어나는 경우가 있다. 즉, 편광 필름 (10) 에 있어서, 충격에 의한 박리 불량이 발생하는 경우가 있다.
[투명 보호 필름]
투명 보호 필름 (4) 으로는, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 투명 보호 필름 (4) 의 재료로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머 ; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머 ; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴계 폴리머 ; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 (AS 수지) 등의 스티렌계 폴리머 ; 폴리카보네이트계 폴리머 ; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 올레핀계 폴리머 ; 폴리노르보르넨 등의 고리형 올레핀계 폴리머 ; 염화비닐계 폴리머 ; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머 ; 이미드계 폴리머 ; 술폰계 폴리머 ; 폴리에테르술폰계 폴리머 ; 폴리에테르에테르케톤계 폴리머 ; 폴리페닐렌술파이드계 폴리머 ; 비닐알코올계 폴리머 ; 염화비닐리덴계 폴리머 ; 비닐부티랄계 폴리머 ; 아릴레이트계 폴리머 ; 폴리옥시메틸렌계 폴리머 ; 에폭시계 폴리머 ; 이들 폴리머의 혼합물 등을 들 수 있다.
투명 보호 필름 (4) 은, 상기 서술한 폴리머 중, 열가소성 수지로서 기능하는 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 투명 보호 필름 (4) 에 있어서의 열가소성 수지의 함유율은, 바람직하게는 50 중량％ ∼ 100 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 50 중량％ ∼ 99 중량％ 이고, 더욱 바람직하게는 60 중량％ ∼ 98 중량％ 이고, 특히 바람직하게는 70 중량％ ∼ 97 중량％ 이다. 투명 보호 필름 (4) 에 있어서의 열가소성 수지의 함유율이 50 중량％ 미만인 경우, 열가소성 수지가 본래 갖는 높은 투명성 등의 기능이 충분히 발현되지 않는 경우가 있다.
투명 보호 필름은, 첨가제를 1 종류 이상 포함하고 있어도 된다. 첨가제로는, 예를 들어, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제, 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다.
투명 보호 필름 (4) 은, 일본 공개특허공보 2001-343529호, 국제 공개 01/37007호 등에 기재된 폴리머 필름이어도 된다. 이 폴리머 필름의 재료로는, 예를 들어, 측사슬에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, 측사슬에 치환 및/또는 비치환 페닐기, 그리고, 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 포함하는 수지 조성물을 들 수 있다. 이 폴리머 필름의 구체예로는, 이소부틸렌 및 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 포함하는 수지 조성물로 형성된 필름을 들 수 있다. 이 필름은, 예를 들어, 수지 조성물을 혼합 압출함으로써 얻어진다. 이 필름은, 위상차가 작고, 광탄성 계수가 작기 때문에, 편광 필름 (10) 의 변형에 의한 불균일 등의 문제를 해소할 수 있다. 또한, 이 필름은, 투습도가 작기 때문에, 다습 환경하에서의 내구성이 우수하다.
투명 보호 필름 (4) 의 투습도는, 특별히 한정되지 않지만, 150 g/㎡/24h 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 편광 필름 (10) 의 내부에 공기 중의 수분이 침입하는 것을 억제할 수 있어, 편광 필름 (10) 의 수분율의 변화를 억제할 수 있다. 이로써, 보존시 등에 있어서, 편광 필름 (10) 의 컬이나 치수 변화의 발생을 억제할 수 있다. 투습도가 낮은 투명 보호 필름 (4) 을 형성하는 재료로는, 예를 들어, 폴리에스테르계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 아미드계 폴리머, 올레핀계 폴리머, 고리형 올레핀계 폴리머, (메트)아크릴계 폴리머, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 투명 보호 필름 (4) 을 형성하는 재료로는, 폴리카보네이트계 폴리머, 고리형 올레핀계 폴리머 및 (메트)아크릴계 폴리머가 바람직하고, 고리형 올레핀계 폴리머 및 (메트)아크릴계 폴리머가 특히 바람직하다.
투명 보호 필름 (4) 의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 강도, 취급성 등의 관점에서, 5 ∼ 100 ㎛ 가 바람직하고, 10 ∼ 60 ㎛ 가 보다 바람직하고, 13 ∼ 40 ㎛ 가 더욱 바람직하다.
투명 보호 필름 (4) 의 표면에는, 부재 사이의 밀착성을 향상시키기 위해, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등의 접착 용이 처리가 실시되어 있어도 된다. 투명 보호 필름 (4) 의 표면 상에는, 접착 용이층이 배치되어 있어도 된다. 접착 용이층으로는, 수지층 (2) 에 대해 상기 서술한 것을 사용할 수 있다.
[점착제층]
점착제층 (5) 은, 점착제를 포함하는 층이다. 점착제의 재료는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, (메트)아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계 폴리머, 고무계 폴리머 등을 베이스 폴리머로서 포함하는 것을 사용할 수 있다. 특히, (메트)아크릴계 폴리머를 포함하는 아크릴계 점착제는, 광학적 투명성이 우수하고, 적절한 젖음성, 응집성, 접착성 등의 점착 특성을 갖고, 내후성, 내열성 등이 우수하기 때문에, 점착제층 (5) 의 재료에 적합하다.
점착제층 (5) 은, 상이한 조성을 갖는 복수의 층의 적층체여도 된다. 점착제층 (5) 의 두께는, 사용 목적, 접착력 등에 따라 적절히 정해지고, 예를 들어 1 ∼ 500 ㎛ 이고, 1 ∼ 200 ㎛ 가 바람직하고, 1 ∼ 100 ㎛ 가 보다 바람직하다. 점착제층 (5) 의 두께는, 50 ㎛ 이하여도 된다.
편광 필름 (10) 이 화상 표시 패널에 첩합되기 전에 있어서, 점착제층 (5) 은, 세퍼레이터와 첩합되어 있어도 된다. 세퍼레이터에 의하면, 점착제층 (5) 의 오염을 방지할 수 있다. 세퍼레이터로는, 예를 들어, 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포 시트, 금속박 및 이들의 라미네이트체 등의 박막에 대해, 필요에 따라, 실리콘계, 장사슬 알킬계, 불소계, 황화몰리브덴 등의 박리제로 코트 처리한 것을 사용할 수 있다.
[다른 부재]
편광 필름 (10) 은, 상기 서술한 부재 이외의 다른 부재를 추가로 구비하고 있어도 된다. 편광 필름 (10) 은, 예를 들어, 수지층 (2) 보다 시인측에 위치하는 투명 기판을 추가로 구비하고 있어도 된다. 투명 기판이 편광 필름 (10) 의 가장 외측에 위치하고 있어도 된다. 투명 기판은, 예를 들어, 유리 또는 폴리머로 구성되어 있다. 투명 기판을 구성하는 폴리머로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리시클로올레핀, 폴리카보네이트 등을 들 수 있다. 유리로 구성된 투명 기판의 두께는, 예를 들어, 0.1 ㎜ ∼ 1 ㎜ 이다. 폴리머로 구성된 투명 기판의 두께는, 예를 들어, 10 ㎛ ∼ 200 ㎛ 이다.
투명 기판은, 예를 들어, OCA (optical clear adhesive) 층을 개재하여, 수지층 (2) 과 첩합된다. OCA 층으로는, 예를 들어, 점착제층 (5) 에 대해 상기 서술한 것을 사용할 수 있다. OCA 층의 두께는, 150 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
편광 필름 (10) 은, 반사판, 반투과판, 위상차 필름, 시야각 보상 필름, 휘도 향상 필름 등의 광학 필름을 추가로 구비하고 있어도 된다. 위상차 필름은, 예를 들어, 1/2 파장판, 1/4 파장판 등을 포함한다. 편광 필름 (10) 에 있어서, 위상차 필름은, 편광자 (1) 보다 화상 표시 패널측 (예를 들어, 점착제층 (5) 과 투명 보호 필름 (4) 사이) 에 배치되어 있어도 되고, 편광자 (1) 보다 시인측에 배치되어 있어도 된다.
편광 필름 (10) 은, 하드 코트층, 반사 방지층, 스티킹 방지층, 확산층, 안티글레어층 등의 기능층을 추가로 구비하고 있어도 된다. 편광 필름 (10) 에 있어서, 하드 코트층은, 수지층 (2) 보다 시인측에 배치되어 있어도 된다.
[편광 필름의 제조 방법]
편광 필름 (10) 의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 상기의 식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값이 1.3 미만인 모노머 M 을 중합시켜, 중합체 P 를 얻는 공정을 포함한다. 편광 필름 (10) 의 제조 방법은, 상기의 공정을 대신하여, 상기의 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값이 1.3 미만인 모노머 M 을 중합시켜, 중합체 P 를 얻는 공정을 포함하고 있어도 된다. 상세하게는, 편광 필름 (10) 은, 다음의 방법에 의해 제조할 수 있다. 먼저, 접착제층 (3) 을 개재하여, 편광자 (1) 와 투명 보호 필름 (4) 을 첩합한다. 다음으로, 상기의 모노머 M 과, 중합 개시제를 포함하는 도포액을 준비한다. 중합 개시제는, 도포액에 포함되는 모노머 M 에 따라 적절히 선택할 수 있다. 중합 개시제는, 바람직하게는 광중합 개시제이다. 도포액이 카티온 중합성 모노머를 포함하는 경우, 중합 개시제로서 광산 발생제를 사용할 수도 있다.
광중합 개시제로는, 예를 들어, 벤질, 벤조페논, 벤조일벤조산, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 화합물 ; 4-(2-하이드록시에톡시)페닐(2-하이드록시-2-프로필)케톤, α-하이드록시-α,α'-디메틸아세토페논, 2-메틸-2-하이드록시프로피오페논, α-하이드록시시클로헥실페닐케톤 등의 방향족 케톤 화합물 ; 메톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)-페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 등의 아세토페논계 화합물 ; 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인부틸에테르, 아니소인메틸에테르 등의 벤조인에테르계 화합물 ; 벤질디메틸케탈 등의 방향족 케탈계 화합물 ; 2-나프탈렌술포닐클로라이드 등의 방향족 술포닐클로라이드계 화합물 ; 1-페논-1,1-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심 등의 광 활성 옥심계 화합물 ; 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤, 도데실티오크산톤 등의 티오크산톤계 화합물 ; 캠퍼퀴논 ; 할로겐화케톤 ; 아실포스핀옥사이드 ; 아실포스포네이트 등을 들 수 있다.
광산 발생제로는, 예를 들어, 하기 식 (i) 에 의해 나타내는 화합물을 들 수 있다.
L+X-
(i)
식 (i) 에 있어서, L+ 는, 오늄 카티온이고, X- 는, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, SbCl6 -, BiCl5 -, SnCl6 -, ClO4 -, 디티오카르바메이트 아니온 및 SCN- 로 이루어지는 군에서 선택되는 카운터 아니온이다.
광산 발생제의 구체예로는, 예를 들어,「사이라큐어 UVI-6992」,「사이라큐어 UVI-6974」(이상, 다우·케미컬 일본 주식회사 제조),「아데카옵토머 SP150」,「아데카옵토머 SP152」,「아데카옵토머 SP170」,「아데카옵토머 SP172」(이상, 주식회사 ADEKA 제조),「IRGACURE250」(치바 스페셜리티 케미컬즈사 제조),「CI-5102」,「CI-2855」(이상, 닛폰 소다사 제조),「산에이드 SI-60L」,「산에이드 SI-80L」,「산에이드 SI-100L」,「산에이드 SI-110L」,「산에이드 SI-180L」(이상, 산신 화학사 제조),「CPI-100P」,「CPI-100A」(이상, 산아프로 주식회사 제조),「WPI-069」,「WPI-113」,「WPI-116」,「WPI-041」,「WPI-044」,「WPI-054」,「WPI-055」,「WPAG-281」,「WPAG-567」,「WPAG-596」(이상, 와코 순약사 제조) 을 들 수 있다.
도포액에 있어서의 중합 개시제의 함유율은, 예를 들어 20 중량％ 이하이고, 바람직하게는 0.01 ∼ 20 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 0.05 ∼ 10 중량％ 이고, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 5 중량％ 이다.
다음으로, 도포액을 편광자 (1) 상에 도포한다. 이로써, 모노머 M 및 중합 개시제를 포함하는 막 (도막) 을 편광자 (1) 상에 형성할 수 있다. 다음으로, 도막으로부터 수지층 (2) 이 형성되도록, 모노머 M 을 중합시킨다. 모노머 M 의 중합은, 공지된 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 중합 개시제로서 광중합 개시제 또는 광산 발생제를 사용하는 경우, 도막에 활성 에너지선을 조사함으로써, 모노머 M 을 중합시킬 수 있다. 활성 에너지선으로는, 예를 들어, 가시광선 및 자외선을 들 수 있다. 본 명세서에서는, 도막에 포함되는 모노머 M 을 중합시킴으로써 제조된 수지층 (2) 을 경화 수지층이라고 부르는 경우가 있다. 다음으로, 투명 보호 필름 (4) 에 점착제층 (5) 을 첩합함으로써, 편광 필름 (10) 이 얻어진다.
수지층 (2) 은, 다음의 방법에 의해 제조해도 된다. 먼저, 모노머 M 을 중합시켜, 중합체 P 를 얻는다. 얻어진 중합체 P 를 용매에 첨가하여, 도포액을 제조한다. 용매로는, 예를 들어, 중합체 P 를 용해 또는 분산시킬 수 있는 유기 용매를 들 수 있다. 다음으로, 도포액을 편광자 (1) 상에 도포함으로써 도막을 제조한다. 도막을 건조시킴으로써, 수지층 (2) 이 얻어진다.
[편광 필름의 특성]
본 실시형태의 편광 필름 (10) 에서는, 고온 다습 환경하에 있어서, 편광자 (1) 에 포함되는 요오드의 외부로의 투과가 충분히 억제된다. 즉, 고온 다습 환경하에 있어서, 편광자 (1) 에 있어서의 요오드의 농도가 거의 변화하지 않는다. 편광자 (1) 에 있어서의 요오드의 농도의 변화는, 예를 들어, 편광 필름 (10) 의 단체 투과율의 변화로부터 판독할 수 있다. 일례로서, 점착제층 (5) 을 개재하여 편광 필름 (10) 을 무알칼리 유리에 첩합한 상태에서, 편광 필름 (10) 을 65 ℃ 90 ％ RH 의 분위기하에 24 시간 둔 경우에, 편광 필름 (10) 의 단체 투과율의 변화 ΔY1 은, 예를 들어 5 이하이고, 바람직하게는 4 이하이고, 보다 바람직하게는 2 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.5 이하이고, 특히 바람직하게는 1 이하이다.
단체 투과율의 변화 ΔY1 은, 구체적으로는, 다음의 방법에 의해 측정할 수 있다. 먼저, 점착제층 (5) 을 개재하여 편광 필름 (10) 을 무알칼리 유리에 첩합함으로써 얻어진 적층체의 단체 투과율 Ts1 을 측정한다. 다음으로, 이 적층체를 65 ℃ 90 ％ RH 의 분위기하에 24 시간 둔다. 이 분위기하에 둔 후의 적층체에 대해, 단체 투과율 Ts2 를 측정한다. 단체 투과율 Ts2 로부터 단체 투과율 Ts1 을 뺀 값을 단체 투과율의 변화 ΔY1 로 간주한다. 또한, 적층체의 단체 투과율은, JIS Z8701-1999 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해, 시감도 보정을 실시한 Y 값이다. 단체 투과율은, 무라카미 색채 기술 연구소 제조의 DOT-3 등의 시판되는 분광 광도계를 사용하여 측정할 수 있다. 단체 투과율의 측정 파장은, 380 ∼ 700 ㎚ (10 ㎚ 마다) 이다. 무알칼리 유리는, 알칼리 성분 (알칼리 금속 산화물) 을 실질적으로 포함하지 않는 유리이고, 상세하게는, 유리에 있어서의 알칼리 성분의 중량 비율이, 예를 들어 1000 ppm 이하이고, 나아가서는 500 ppm 이하이다. 무알칼리 유리는, 예를 들어 판상이고, 0.5 ㎜ 이상의 두께를 갖는다.
단체 투과율 Ts1 은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 42 ％ ∼ 46 ％ 이고, 바람직하게는 43 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 44 ％ 이상이다. 단체 투과율 Ts2 는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 42 ％ ∼ 48 ％ 이고, 바람직하게는 47 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 46 ％ 이하이다.
(편광 필름의 변형예)
편광 필름 (10) 에 있어서, 수지층 (2) 은, 편광자 (1) 보다 후술하는 화상 표시 패널측에 위치하고 있어도 된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 변형예에 관련된 편광 필름 (11) 에 있어서, 수지층 (2) 은, 편광자 (1) 보다 화상 표시 패널측에 위치한다. 수지층 (2) 의 위치를 제외하고, 편광 필름 (11) 의 구조는, 편광 필름 (10) 의 구조와 동일하다. 따라서, 편광 필름 (10) 과 변형예의 편광 필름 (11) 에서 공통되는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그들의 설명을 생략하는 경우가 있다. 즉, 이하의 각 실시형태에 관한 설명은, 기술적으로 모순되지 않는 한, 서로 적용된다. 이하의 각 실시형태는, 기술적으로 모순되지 않는 한, 서로 조합되어도 된다.
수지층 (2) 은, 예를 들어, 편광자 (1) 와 접착제층 (3) 사이에 위치하고, 편광자 (1) 및 접착제층 (3) 의 각각에 직접 접해 있다. 단, 수지층 (2) 과 편광자 (1) 사이에는, 접착제층, 접착 용이층 등의 다른 층이 배치되어 있어도 된다. 예를 들어, 수지층 (2) 은, 접착제층 또는 접착 용이층을 개재하여, 편광자 (1) 에 첩합되어 있어도 된다. 수지층 (2) 을 편광자 (1) 에 첩합하기 위한 접착제층 및 접착 용이층으로는, 편광 필름 (10) 에 대해 상기 서술한 것을 들 수 있다. 수지층 (2) 이 편광자 (1) 보다 화상 표시 패널측에 위치하는 경우, 고온 다습 환경하에 있어서, 편광자 (1) 에 포함되는 요오드가, 점착제층 (5) 으로 이동하고, 점착제층 (5) 을 통하여 편광 필름 (11) 의 외부로 투과되는 것을 억제할 수 있다.
(편광 필름의 다른 변형예)
편광 필름 (10) 은, 상기 서술한 부재 이외의 다른 부재를 추가로 구비하고 있어도 된다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 변형예에 관련된 편광 필름 (12) 은, 투명 보호 필름 (제 2 투명 보호 필름) (6) 을 추가로 갖고 있다. 제 2 투명 보호 필름 (6) 을 제외하고, 편광 필름 (12) 의 구조는, 편광 필름 (10) 의 구조와 동일하다. 따라서, 편광 필름 (10) 과 변형예의 편광 필름 (12) 에서 공통되는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그들의 설명을 생략하는 경우가 있다.
제 2 투명 보호 필름 (6) 은, 편광자 (1) 보다 시인측에 위치한다. 편광자 (1) 는, 예를 들어, 제 1 투명 보호 필름 (4) 과 제 2 투명 보호 필름 (6) 사이에 위치한다. 제 2 투명 보호 필름 (6) 은, 예를 들어, 수지층 (2) 보다 시인측이고, 또한 편광 필름 (12) 의 가장 외측에 위치하고 있다. 단, 편광 필름 (12) 이 상기 서술한 투명 기판을 구비하는 경우, 제 2 투명 보호 필름 (6) 은, 수지층 (2) 과 투명 기판 사이에 위치하고 있어도 된다. 제 2 투명 보호 필름 (6) 은, 예를 들어, 수지층 (2) 에 직접 접해 있다. 단, 제 2 투명 보호 필름 (6) 은, 접착제층, 하드 코트층 등의 다른 층을 개재하여, 수지층 (2) 에 첩합되어 있어도 된다. 제 2 투명 보호 필름 (6) 을 수지층 (2) 에 첩합하기 위한 접착제층으로는, 예를 들어, 접착제층 (3) 에 대해 상기 서술한 것을 들 수 있다.
제 2 투명 보호 필름 (6) 으로는, 제 1 투명 보호 필름 (4) 에 대해 상기 서술한 것을 사용할 수 있다. 제 1 투명 보호 필름 (4) 및 제 2 투명 보호 필름 (6) 은, 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다.
제 2 투명 보호 필름 (6) 을 구비한 편광 필름 (12) 에서는, 고온 다습 환경하에 있어서, 편광자 (1) 에 포함되는 요오드의 외부로의 투과가 보다 억제되는 경향이 있다. 일례로서, 점착제층 (5) 을 개재하여 편광 필름 (12) 을 무알칼리 유리에 첩합한 상태에서, 편광 필름 (12) 을 65 ℃ 90 ％ RH 의 분위기하에 120 시간 둔 경우에, 편광 필름 (12) 의 단체 투과율의 변화 ΔY2 는, 예를 들어 3 이하이고, 바람직하게는 2 이하이고, 보다 바람직하게는 1.5 이하이고, 더욱 바람직하게는 1 이하이고, 특히 바람직하게는 0.8 이하이다.
단체 투과율의 변화 ΔY2 는, 구체적으로는, 다음의 방법에 의해 측정할 수 있다. 먼저, 점착제층 (5) 을 개재하여 편광 필름 (12) 을 무알칼리 유리에 첩합함으로써 얻어진 적층체의 단체 투과율 Ts3 을 측정한다. 다음으로, 이 적층체를 65 ℃ 90 ％ RH 의 분위기하에 120 시간 둔다. 이 분위기하에 둔 후의 적층체에 대해, 단체 투과율 Ts4 를 측정한다. 단체 투과율 Ts4 로부터 단체 투과율 Ts3 을 뺀 값을 단체 투과율의 변화 ΔY2 로 간주한다.
단체 투과율 Ts3 은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 42 ％ ∼ 46 ％ 이고, 바람직하게는 43 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 44 ％ 이상이다. 단체 투과율 Ts4 는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 42 ％ ∼ 48 ％ 이고, 바람직하게는 47 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 46 ％ 이하이다.
(편광 필름의 또 다른 변형예)
편광 필름 (10) 은, 2 개 이상의 수지층 (2) 을 구비하고 있어도 된다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 변형예에 관련된 편광 필름 (13) 은, 2 개의 수지층 (2a 및 2b) 을 구비하고 있다. 수지층 (2b) 을 제외하고, 편광 필름 (13) 의 구조는, 편광 필름 (10) 의 구조와 동일하다. 따라서, 편광 필름 (10) 과 변형예의 편광 필름 (13) 에서 공통되는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그들의 설명을 생략하는 경우가 있다.
편광 필름 (13) 에 있어서, 편광자 (1) 는, 2 개의 수지층 (2a 및 2b) 사이에 위치한다. 상세하게는, 수지층 (2b) 은, 편광자 (1) 보다 화상 표시 패널측 (예를 들어, 편광자 (1) 와 접착제층 (3) 사이) 에 위치한다. 2 개의 수지층 (2a 및 2b) 사이에 편광자 (1) 가 배치되어 있는 경우, 편광 필름 (13) 에 있어서, 편광자 (1) 에 포함되는 요오드의 외부로의 투과가 보다 억제되는 경향이 있다.
수지층 (2b) 은, 편광자 (1) 에 직접 접해 있어도 된다. 단, 수지층 (2b) 과 편광자 (1) 사이에는, 접착제층, 접착 용이층 등의 다른 층이 배치되어 있어도 된다. 예를 들어, 수지층 (2b) 은, 접착제층 또는 접착 용이층을 개재하여, 편광자 (1) 에 첩합되어 있어도 된다. 수지층 (2b) 을 편광자 (1) 에 첩합하기 위한 접착제층 및 접착 용이층으로는, 편광 필름 (10) 에 대해 상기 서술한 것을 들 수 있다.
(화상 표시 장치의 실시형태)
도 5 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 화상 표시 장치 (100) 는, 편광 필름 (10) 및 화상 표시 패널 (20) 을 구비한다. 화상 표시 장치 (100) 에서는, 편광 필름 (10) 을 대신하여, 편광 필름 (11, 12 또는 13) 도 사용 가능하다. 화상 표시 장치 (100) 에 있어서, 편광 필름 (10) 은, 예를 들어, 점착제층 (5) 을 개재하여 화상 표시 패널 (20) 에 첩합되어 있다. 화상 표시 패널 (20) 로는, 유기 EL 표시 패널, 액정 표시 패널 등을 들 수 있고, 바람직하게는 유기 EL 표시 패널이다.
화상 표시 장치 (100) 는, 예를 들어, 조명 시스템 (도시 생략) 을 추가로 구비한다. 일례로서, 편광 필름 (10), 화상 표시 패널 (20) 및 조명 시스템이 이 순서로 나열되어 있고, 편광 필름 (10) 이 가장 시인측에 위치한다. 조명 시스템은, 예를 들어, 백라이트 또는 반사판을 갖고, 화상 표시 패널 (20) 에 광을 조사한다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명은, 이하에 나타내는 실시예에 한정되지 않는다.
＜박형 편광자＞
먼저, 비정성 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 기재에, 두께 9 ㎛ 의 PVA 층이 제막된 적층체를 준비하였다. 이 적층체에 대해, 연신 온도 130 ℃ 에서 공중 보조 연신을 실시함으로써 연신 적층체를 제조하였다. 다음으로, 요오드를 사용하여, 연신 적층체를 염색하여, 착색 적층체를 얻었다. 추가로, 착색 적층체에 대해, 붕산 수용액 중, 연신 온도 65 도에서 연신함으로써, 비정성 PET 기재와 PVA 층이 일체로 연신된 적층체를 얻었다. 적층체에 있어서, 총 연신 배율은 5.94 배이고, PVA 층의 두께는 5 ㎛ 였다. 상기의 2 단 연신에 의해 비정성 PET 기재에 제막된 PVA 층의 PVA 분자는, 고차로 배향되었다. 또한, 염색에 의해 흡착된 요오드는, 폴리요오드 이온 착물로서 일방향으로 고차로 배향되었다. 적층체에 포함되는 PVA 층은, 박형 편광자로서 기능하였다.
＜투명 보호 필름＞
먼저, 일본 공개특허공보 2010-284840호의 제조예 1 에 기재된 방법에 의해, 이미드화된 메타크릴산메틸-스티렌 공중합체로 구성된 수지 (이미드화 MS 수지) 를 제조하였다. 다음으로, 2 축 혼련기를 사용하여, 이미드화 MS 수지 100 중량부 및 트리아진계 자외선 흡수제 (아데카사 제조, 상품명 : T-712) 0.62 중량부를 220 ℃ 에서 혼합하여, 수지 펠릿을 제조하였다. 얻어진 수지 펠릿은, 100.5 ㎪, 100 ℃ 의 환경하에서 12 시간 건조시켰다. 다음으로, 단축의 압출기를 사용하여, 다이스 온도 270 ℃ 에서 T 다이로부터 수지 펠릿을 압출함으로써, 두께 160 ㎛ 의 필름을 제조하였다. 추가로, 이 필름에 대해, 그 반송 방향으로 150 ℃ 의 분위기하에서 연신하고, 두께를 80 ㎛ 로 조절하였다. 다음으로, 수성 우레탄 수지를 포함하는 접착 용이제를 필름에 도포한 후에, 반송 방향과 직교하는 방향으로 150 ℃ 의 분위기하에서 필름을 연신함으로써, 두께 40 ㎛ 의 투명 보호 필름을 얻었다. 이 투명 보호 필름의 투습도는, 58 g/㎡/24h 였다.
＜활성 에너지선 경화형 접착제 조성물＞
12 중량부의 하이드록시에틸아크릴아미드 (KJ 케미컬즈사 제조, 상품명 : HEAA), 24 중량부의 2-하이드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트 (토아 합성사 제조, 상품명 : ARONIX M-5700), 12 중량부의 하이드록시피발산네오펜틸글리콜아크릴산 부가물 (쿄에이샤 화학사 제조, 상품명 : 라이트 아크릴레이트 HPP-A), 38 중량부의 1,9-노난디올디아크릴레이트 (쿄에이샤 화학사 제조, 상품명 : 라이트 아크릴레이트 1,9ND-A), 10 중량부의 아크릴 올리고머 (토아 합성사 제조, 상품명 : ARUFON UP-1190), 3 중량부의 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온 (IGM Resins 사 제조, 상품명 : OMNIRAD 907) 및 2 중량부의 2,4-디에틸티오크산톤 (닛폰 화약사 제조, 상품명 : KAYACURE DETX-S) 을 혼합하고, 3 시간 교반함으로써, 활성 에너지선 경화형 접착제 조성물을 얻었다.
＜투명 보호 필름, 접착제층 및 박형 편광자를 포함하는 적층체＞
후지 기계사 제조의 MCD 코터 (셀 형상 : 허니콤, 그라비어 롤 선수 (線數) : 1000 개/inch, 회전 속도 140 ％/라인 속도에 대해) 를 사용하여, 활성 에너지선 경화형 접착제 조성물을 투명 보호 필름의 첩합면에 도공하였다. 얻어진 도막의 두께는, 0.7 ㎛ 였다. 다음으로, 롤기를 사용하여, 투명 보호 필름과 PVA 층을 포함하는 적층체를 첩합하였다. 이 때, 도막과 PVA 층을 접촉시켰다. 롤기의 라인 속도는, 25 m/분이었다. 다음으로, 얻어진 적층체에 대해, 투명 보호 필름측으로부터 활성 에너지선을 조사하였다. 활성 에너지선으로는, 가시광선 조사 장치 (Fusion UV Systems 사 제조 Light HAMMER10) 로부터 출사된 가시광선을 사용하였다. 가시광선 조사 장치의 광원은, 갈륨 봉입 메탈 할라이드 램프였다. 가시광선 조사 장치에서는, 밸브로서 V 밸브를 사용하였다. 가시광선 조사 장치로부터의 출사광의 피크 조도는, 1600 ㎽/㎠ 였다. 파장 380 ㎚ ∼ 440 ㎚ 의 범위에 있어서, 가시광선 조사 장치로부터의 출사광의 적산 조사량은, 1000 mJ/㎠ 였다. 가시광선 조사 장치로부터의 출사광의 조도는, Solatell 사 제조의 Sola-Check 시스템을 사용하여 측정하였다. 적층체에 활성 에너지선을 조사함으로써, 도막 중의 활성 에너지선 경화형 접착제 조성물이 경화되었다. 다음으로, 이 적층체에 대해, 70 ℃ 에서 3 분간 열풍 건조를 실시함으로써, 투명 보호 필름, 접착제층 및 박형 편광자를 포함하는 적층체 a 를 얻었다.
[실시예 1]
(편광 필름 A)
먼저, 50 중량부의 디시클로펜타닐아크릴레이트 (히타치 화성사 제조, 상품명 : 판크릴 FA-513AS), 50 중량부의 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 (쿄에이샤 화학사 제조, 상품명 : 라이트 아크릴레이트 PE-4A), 2 중량부의 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온 (IGM Resins 사 제조, 상품명 : OMNIRAD 907) 및 2 중량부의 2,4-디에틸티오크산톤 (닛폰 화약사 제조, 상품명 : KAYACURE DETX-S) 을 혼합하여 도포액을 제조하였다.
다음으로, 상기의 적층체 a 로부터, PVA 층에 인접해 있는 비정성 PET 기재를 제거하였다. 셀렉트 롤러 ＃0 (OSG 시스템 프로덕츠 주식회사 제조) 을 사용하여, 노출된 PVA 층 상에 상기의 도포액을 도공하였다. 얻어진 도막의 두께는, 1 ㎛ 였다. 다음으로, 상기 서술한 가시광선 조사 장치를 사용하여, 질소 기류하에서 가시광선을 도막에 조사함으로써 모노머를 중합시켰다. 모노머가 중합됨으로써 도막이 경화되고, 수지층이 형성되었다.
다음으로, 투명 보호 필름의 표면에 대해, 코로나 처리를 실시하였다. 이 표면에, 두께 20 ㎛ 의 점착제층을 첩합하였다. 점착제층은, 아크릴계 점착제로 구성되어 있었다. 이로써, 수지층, 편광자, 접착제층, 투명 보호 필름 및 점착제층을 이 순서로 구비한 편광 필름 A 를 얻었다.
(편광 필름 B)
먼저, 편광 필름 A 와 동일한 방법에 의해 도포액을 제조하였다. 후지 기계사 제조의 MCD 코터 (셀 형상 : 허니콤, 그라비어 롤 선수 : 700 개/inch, 회전 속도 140 ％/라인 속도에 대해) 를 사용하여, 두께 20 ㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 필름의 첩합면에 도포액을 도공하였다. 얻어진 도막의 두께는, 1 ㎛ 였다. 다음으로, 상기의 적층체 a 로부터, PVA 층에 인접해 있는 비정성 PET 기재를 제거하였다. 롤기를 사용하여, TAC 필름과 적층체 a 를 첩합하였다. 이 때, 도막과 PVA 층을 접촉시켰다. 롤기의 라인 속도는, 25 m/분이었다. 다음으로, 얻어진 적층체에 대해, TAC 필름측으로부터 활성 에너지선을 조사하였다. 활성 에너지선으로는, 상기 서술한 가시광선 조사 장치로부터 출사된 가시광선을 사용하였다. 적층체에 활성 에너지선을 조사함으로써, 도막 중의 모노머가 중합되었다. 모노머가 중합됨으로써 도막이 경화되었다. 다음으로, 이 적층체에 대해, 70 ℃ 에서 3 분간 열풍 건조를 실시하였다. 이로써, 수지층이 형성되었다.
다음으로, 이미드화 MS 수지를 포함하는 투명 보호 필름의 표면에 대해, 코로나 처리를 실시하였다. 이 표면에, 두께 20 ㎛ 의 점착제층을 첩합하였다. 점착제층은, 아크릴계 점착제로 구성되어 있었다. 이로써, TAC 필름 (제 2 투명 보호 필름), 수지층, 편광자, 접착제층, 이미드화 MS 수지를 포함하는 투명 보호 필름 (제 1 투명 보호 필름) 및 점착제층을 이 순서로 구비한 편광 필름 B 를 얻었다.
[실시예 2-16, 비교예 1, 3 및 5]
수지층을 형성하기 위한 도포액에 포함되는 모노머를 표 1 에 기재된 모노머로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해, 실시예 2-16, 비교예 1, 3 및 5 의 편광 필름 A 및 B 를 제조하였다.
[비교예 2]
수지층을 형성하기 위한 도포액으로서, 광경화성 수지 조성물 A 를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해, 비교예 2 의 편광 필름 A 및 B 를 제조하였다. 광경화성 수지 조성물 A 는, 43 중량부의 아크릴로일모르폴린 (KJ 케미컬즈사 제조, 상품명 : ACMO), 29 중량부의 1,9-노난디올디아크릴레이트 (쿄에이샤 화학사 제조, 상품명 : 라이트 아크릴레이트 1,9ND-A), 14 중량부의 페녹시디에틸렌글리콜아크릴레이트 (쿄에이샤 화학사 제조, 상품명 : 라이트 아크릴레이트 P2H-A), 10 중량부의 아크릴 올리고머 (토아 합성사 제조, 상품명 : ARUFON UP-1190), 2 중량부의 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온 (IGM Resins 사 제조, 상품명 : OMNIRAD 907) 및 2 중량부의 2,4-디에틸티오크산톤 (닛폰 화약사 제조, 상품명 : KAYACURE DETX-S) 의 혼합물이었다.
[비교예 4]
수지층을 형성하기 위한 도포액으로서, 광경화성 수지 조성물 B 를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해, 비교예 4 의 편광 필름 A 및 B 를 제조하였다. 또한, 광경화성 수지 조성물 B 는, 12 중량부의 하이드록시에틸아크릴아미드 (KJ 케미컬즈사 제조, 상품명 : HEAA), 20 중량부의 2-하이드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트 (토아 합성사 제조, 상품명 : ARONIX M-5700), 12 중량부의 하이드록시피발산네오펜틸글리콜아크릴산 부가물 (쿄에이샤 화학사 제조, 상품명 : 라이트 아크릴레이트 HPP-A), 34 중량부의 1,9-노난디올디아크릴레이트 (쿄에이샤 화학사 제조, 상품명 : 라이트 아크릴레이트 1,9ND-A), 10 중량부의 아크릴 올리고머 (토아 합성사 제조, 상품명 : ARUFON UP-1190), 5 중량부의 디에틸아크릴아미드 (KJ 케미컬즈사 제조, 상품명 : DEAA), 3 중량부의 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온 (IGM Resins 사 제조, 상품명 : OMNIRAD 907) 및 3 중량부의 2,4-디에틸티오크산톤 (닛폰 화약사 제조, 상품명 : KAYACURE DETX-S) 의 혼합물이었다.
＜단체 투과율의 변화 ΔY1＞
실시예 및 비교예의 편광 필름 A 에 대해, 이하의 방법에 의해, 단체 투과율의 변화 ΔY1 을 측정하였다. 먼저, 점착제층을 개재하여, 편광 필름 A 를 무알칼리 유리에 첩합하였다. 얻어진 적층체에 대해, 단체 투과율 Ts1 을 측정하였다. 단체 투과율 Ts1 은, 적분구가 부착된 분광 투과율 측정기 (무라카미 색채 기술 연구소 제조의 Dot-3c) 를 사용하여 측정하였다. 다음으로, 이 적층체를 65 ℃ 90 ％ RH 의 분위기하에 24 시간 두었다. 이 분위기하에 둔 후의 적층체에 대해, 상기의 분광 투과율 측정기를 사용하여, 단체 투과율 Ts2 를 측정하였다. 단체 투과율 Ts2 로부터 단체 투과율 Ts1 을 뺌으로써, 단체 투과율의 변화 ΔY1 을 산출하였다.
＜단체 투과율의 변화 ΔY2＞
실시예 및 비교예의 편광 필름 B 에 대해, 이하의 방법에 의해, 단체 투과율의 변화 ΔY2 를 측정하였다. 먼저, 점착제층을 개재하여, 편광 필름 B 를 무알칼리 유리에 첩합하였다. 얻어진 적층체에 대해, 단체 투과율 Ts3 을 측정하였다. 단체 투과율 Ts3 은, 적분구가 부착된 분광 투과율 측정기 (무라카미 색채 기술 연구소 제조의 Dot-3c) 를 사용하여 측정하였다. 다음으로, 이 적층체를 65 ℃ 90 ％ RH 의 분위기하에 120 시간 두었다. 이 분위기하에 둔 후의 적층체에 대해, 상기의 분광 투과율 측정기를 사용하여, 단체 투과율 Ts4 를 측정하였다. 단체 투과율 Ts4 로부터 단체 투과율 Ts3 을 뺌으로써, 단체 투과율의 변화 ΔY2 를 산출하였다.
＜식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값＞
실시예 및 비교예에서 사용된 수지층을 형성하기 위한 도포액에 포함되는 모노머에 대해, 상기 서술한 방법에 의해 x1 ∼ x3 의 값을 특정하였다. 또한, 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수 및 반응점의 수는, Dragon (version7.0) 을 사용하여 산출하였다. 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 는, HSPiP (version5) 를 사용하여 산출하였다. 또한, x1 ∼ x3 의 값을 사용하여, 식 (1) 에 기초하여, y1 의 값을 산출하였다.
＜식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값＞
실시예 및 비교예에서 사용된 수지층을 형성하기 위한 도포액에 포함되는 모노머에 대해, 상기 서술한 방법에 의해 x1 ∼ x5 의 값을 특정하였다. 또한, 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수 및 반응점의 수는, Dragon (version7.0) 을 사용하여 산출하였다. 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 는, HSPiP (version5) 를 사용하여 산출하였다. 모노머를 구성하는 각 원자의 전하, 및, 쌍극자 모멘트에 있어서의 x 성분의 산출에는, Materials Studio (BIOVIA 사 제조, ver.8.0.0.843) 및 WebMO (ver.19.0.009e) 를 이용하였다. 또한, x1 ∼ x5 의 값을 사용하여, 식 (2) 에 기초하여, y2 의 값을 산출하였다.
＜인장 저장 탄성률 E1 및 E2＞
실시예 및 비교예에서 사용된 수지층에 대해, 상기 서술한 방법에 의해 인장 저장 탄성률 E1 및 E2 를 측정하였다. 동적 점탄성 측정 장치로는, TA 인스트루먼트사 제조의 동적 점탄성 측정 장치 RSA-G2 를 사용하였다.
＜선팽창 계수 α1 및 α2＞
실시예 및 비교예에서 사용된 수지층에 대해, 상기 서술한 방법에 의해 선팽창 계수 α1 및 α2 를 측정하였다. 열기계 분석 장치로는, 네취사 제조의 열기계 분석 장치 TMA 4000 SE 를 사용하였다.
＜쌍극자 모멘트 D＞
실시예 및 비교예에서 사용된 수지층을 형성하기 위한 도포액에 포함되는 모노머에 대해, 상기 서술한 방법에 의해 쌍극자 모멘트 D 를 산출하였다. 쌍극자 모멘트 D 의 산출에는, Materials Studio (BIOVIA 사 제조, ver.8.0.0.843) 및 WebMO (ver.19.0.009e) 를 이용하였다.
또한, 표 1 중의 약칭은 이하와 같다.
FA513AS : 디시클로펜타닐아크릴레이트, 히타치 화성사 제조
TMP-A : 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 쿄에이샤 화학사 제조
TBCHA : 4-t-부틸시클로헥실아크릴레이트, KJ 케미컬즈사 제조
DCP-A : 디메틸올-트리시클로데칸디아크릴레이트, 쿄에이샤 화학사 제조
GBLA : γ-부티로락톤아크릴레이트, 오사카 유기 화학 공업사 제조
ACMO : 아크릴로일모르폴린, KJ 케미컬즈사 제조
PE-4A : 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 쿄에이샤 화학사 제조
DPE-6A : 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 쿄에이샤 화학사 제조
1,9ND-A : 1,9-노난디올디아크릴레이트, 쿄에이샤 화학사 제조
9EG-A : 폴리에틸렌글리콜 ＃400 디아크릴레이트, 쿄에이샤 화학사 제조
표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값, 또는, 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값이 1.3 미만인 실시예의 편광 필름 A 에서는, 단체 투과율의 변화 ΔY1 이 5 이하이고, 고온 다습 환경하에 있어서의 요오드의 외부로의 투과가 충분히 억제되어 있었다. 마찬가지로, 실시예의 편광 필름 B 에서는, 단체 투과율의 변화 ΔY2 가 3 이하이고, 고온 다습 환경하에 있어서의 요오드의 외부로의 투과가 충분히 억제되어 있었다. 한편, y1 의 값 및 y2 의 값이 1.3 이상인 비교예의 편광 필름 A 및 B 에서는, 실시예에 비해, 단체 투과율의 변화가 크고, 고온 다습 환경하에 있어서의 요오드의 외부로의 투과를 충분히 억제할 수 없었다.
또한, 특허문헌 1 의 실시예 1-4 및 비교예 1 에서 사용된 활성 에너지선 경화형 수지 조성물에 포함되는 모노머에 대해, 상기 서술한 방법에 의해 x1 ∼ x5, y1 및 y2 의 값을 특정하였다. 이들 활성 에너지선 경화형 수지 조성물은, 모노머로서 에폭시 화합물만을 포함하고 있고, (메트)아크릴산에스테르를 포함하고 있지 않았다. 산출된 y1 및 y2 의 값으로부터는, 활성 에너지선 경화형 수지 조성물의 경화층의 특성을 충분히 예측할 수 없었다. 이 점에서, 식 (1) 에 의해 산출되는 y1 및 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 는, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층의 특성을 예측하는 지표로서 특히 적합한 것을 알 수 있다.
본 발명의 편광 필름은, 예를 들어, 휴대 전화, 스마트 폰, 노트북 컴퓨터 등의 모바일용 디스플레이 ; 카 내비게이션 장치용 패널, 클러스터 패널, 미러 디스플레이 등의 차재용 디스플레이에 바람직하게 이용할 수 있다.
Claims (19)
- 요오드를 포함하는 편광자와,
(메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층을 구비하고,
하기 식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값이 1.3 미만인, 편광 필름.
y1 ＝ (0.279)x1 ＋ (－1.51)x2 ＋ (0.178)x3 ＋ 0.386 (1)
상기 식 (1) 에 있어서, x1 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이고,
x2 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머에 포함되는 반응점의 수이고,
x3 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이다. - 제 1 항에 있어서,
상기 y1 의 값이 0.5 이하인, 편광 필름. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
하기의 요건 (i) ∼ (v) 중, 적어도 1 개가 성립되는, 편광 필름.
(i) 수중에서의 65 ℃ 에 있어서의 상기 수지층의 인장 저장 탄성률 E1 이 1 × 108 Pa 이상이다.
(ii) 수중에서의 85 ℃ 에 있어서의 상기 수지층의 인장 저장 탄성률 E2 가 1 × 108 Pa 이상이다.
(iii) 상기 수지층을 25 ℃ 로부터 65 ℃ 로 가열하고, 추가로 측정 분위기를 10 ％ RH 로부터 90 ％ RH 로 가습한 경우에 있어서의 상기 수지층의 선팽창 계수 α1 이 400 × 10-6/K 이하이다.
(iv) 상기 수지층을 25 ℃ 로부터 85 ℃ 로 가열하고, 추가로 측정 분위기를 10 ％ RH 로부터 85 ％ RH 로 가습한 경우에 있어서의 상기 수지층의 선팽창 계수 α2 가 300 × 10-6/K 이하이다.
(v) 상기 중합체를 형성하기 위한 모노머의 쌍극자 모멘트 D 가 2 Debye 이하이다. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중합체에 있어서의 상기 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 상기 구조 단위의 함유율이 70 중량％ 보다 높은, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중합체가 다관능 모노머에서 유래하는 구조 단위를 포함하는, 편광 필름. - 제 5 항에 있어서,
상기 중합체에 있어서의 상기 다관능 모노머에서 유래하는 상기 구조 단위의 함유율이 20 중량％ 이상인, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중합체에 있어서의 극성기를 갖는 모노머에서 유래하는 구조 단위의 함유율이 20 중량％ 이하인, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지층은, 상기 편광자보다 시인측에 위치하는, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지층은, 상기 편광자에 직접 접해 있는, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
2 개의 상기 수지층을 구비하고,
상기 편광자는, 2 개의 상기 수지층 사이에 위치하는, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
접착제층 및 제 1 투명 보호 필름을 추가로 구비하고,
상기 편광자, 상기 접착제층 및 상기 제 1 투명 보호 필름이, 적층 방향으로 이 순서로 나열되어 있는, 편광 필름. - 제 11 항에 있어서,
제 2 투명 보호 필름을 추가로 구비하고,
상기 편광자는, 상기 제 1 투명 보호 필름과 상기 제 2 투명 보호 필름 사이에 위치하는, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
점착제층을 추가로 구비하고,
상기 편광자는, 상기 점착제층보다 시인측에 위치하는, 편광 필름. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 편광 필름과,
화상 표시 패널을 구비한, 화상 표시 장치. - 요오드를 포함하는 편광자와, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층을 구비한 편광 필름의 제조 방법으로서,
상기 제조 방법은,
하기 식 (1) 에 의해 산출되는 y1 의 값이 1.3 미만인 모노머를 중합시켜, 상기 중합체를 얻는 공정을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
y1 ＝ (0.279)x1 ＋ (－1.51)x2 ＋ (0.178)x3 ＋ 0.386 (1)
상기 식 (1) 에 있어서, x1 은, 상기 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이고,
x2 는, 상기 모노머에 포함되는 반응점의 수이고,
x3 은, 상기 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이다. - 제 15 항에 있어서,
상기 모노머 및 중합 개시제를 포함하는 막을 상기 편광자 상에 형성하는 공정을 추가로 포함하고,
상기 막으로부터 상기 수지층이 형성되도록, 상기 모노머를 중합시키는, 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 중합 개시제가 광중합 개시제이고,
상기 막에 활성 에너지선을 조사함으로써, 상기 모노머를 중합시키는, 제조 방법. - 요오드를 포함하는 편광자와,
(메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층을 구비하고,
하기 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값이 1.3 미만인, 편광 필름.
y2 ＝ (0.255)x1 ＋ (－1.57)x2 ＋ (0.151)x3 ＋ (－18.0)x4 ＋ (0.0987)x5 ＋ (－8.26) (2)
상기 식 (2) 에 있어서, x1 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이고,
x2 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머에 포함되는 반응점의 수이고,
x3 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이고,
x4 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머에 있어서, 수소 결합 억셉터로서 기능하는 원자 중, 가장 부로 대전된 원자의 전하 (C) 이고,
x5 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머의 쌍극자 모멘트에 있어서의 x 성분 (Debye) 이다. - 요오드를 포함하는 편광자와, (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위를 갖는 중합체를 포함하는 수지층을 구비한 편광 필름의 제조 방법으로서,
상기 제조 방법은,
하기 식 (2) 에 의해 산출되는 y2 의 값이 1.3 미만인 모노머를 중합시켜, 상기 중합체를 얻는 공정을 포함하는, 편광 필름의 제조 방법.
y2 ＝ (0.255)x1 ＋ (－1.57)x2 ＋ (0.151)x3 ＋ (－18.0)x4 ＋ (0.0987)x5 ＋ (－8.26) (2)
상기 식 (2) 에 있어서, x1 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 모노머에 포함되는 회전 가능한 결합의 수이고,
x2 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머에 포함되는 반응점의 수이고,
x3 은, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머의 한센 용해도 파라미터에 있어서의 분극항 δP (MPa1/2) 이고,
x4 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머에 있어서, 수소 결합 억셉터로서 기능하는 원자 중, 가장 부로 대전된 원자의 전하 (C) 이고,
x5 는, 상기 중합체를 형성하기 위한 상기 모노머의 쌍극자 모멘트에 있어서의 x 성분 (Debye) 이다.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |