KR102319591B1 - 광학 필름, 그것을 포함하는 적층 광학 필름, 및 광학 필름의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

외관이 양호하고, 면내 리타데이션 Re가 낮고, 두께 방향 리타데이션 Rth가 높은 필름, 및 그와 같은 필름의 제조 방법을 제공한다. 또한, 상기 광학 필름을 이용하여, 파장에 의한 리타데이션의 변화가 작거나, 또는 저파장에 있어서의 리타데이션이 작은 적층 광학 필름을 제공한다. 용융된 수지를, 금속 탄성롤로 이루어지는 제 1 냉각롤과 금속 비탄성롤로 이루어지는 제 2 냉각롤 사이에 협지해서 성형하여, 광학 필름을 얻었다. 이 광학 필름의 외관은 양호하고, 면내 리타데이션 Re의 절대값은 10nm 이하이며, 두께 방향의 리타데이션 Rth는 40nm 이상이었다.

Description

광학 필름, 그것을 포함하는 적층 광학 필름, 및 광학 필름의 제조 방법{OPTICAL FILM, MULTILAYER OPTICAL FILM INCLUDING SAME, AND METHOD FOR PRODUCING OPTICAL FILM}

본 발명은, 광학 용도나 플랫 패널 디스플레이 용도 등에 이용되는 광학 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 예를 들면 용융 압출 성형에 의해 얻어지는, 면내 리타데이션 Re가 작고 두께 방향 리타데이션 Rth가 큰 광학 필름, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 광학 필름을 위상차 필름으로서 적층하여 이루어지는 적층 광학 필름에 관한 것이다.

근년, 광학 용도나 액정 디스플레이 용도에 있어서는, 투명성이 우수하고, 또한 면내 리타데이션 Re가 작은 광학 필름이 요구되고 있다. VA 모드의 액정 셀은 화면에 수직인 방향(두께 방향)의 굴절률이 면내 방향의 굴절률보다도 크다. 이 때문에, VA 모드에 있어서의 시야각의 개선에는, 두께 방향의 굴절률이 면내 방향의 굴절률보다도 작은 리타데이션을 갖는 필름이 필요해진다.

상기와 같은 필름을 얻기 위해서, 용액 유연(流延)으로 폴리카보네이트 필름을 제막하고, 어느 정도의 용매를 함유하는 상태에서 축차적으로 2축 연신하여, 위상차 필름을 얻는 방법이 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 1).

그 밖의 제막 방법으로서, 금속 탄성롤을 이용한 터치롤 성형으로 면내 리타데이션이 작은 필름을 얻는 방법이 이용되고 있다.

특허문헌 1에 기재되어 있는 방법에서는, 얇은 필름을 제작했을 때에, 터치롤이 접촉하지 않는 부분이 생겨, 외관이 양호한 것을 얻는 것이 곤란했다. 또한, 전술의 금속 탄성롤을 이용한 터치롤 성형에 의해서도, 면내 리타데이션이 충분히 작은 필름을 제조하는 것은 곤란했다.

또한, 최근의 액정 텔레비전으로 대표되는 박형 디스플레이 시장의 확대에 수반하여, 보다 선명한 화상을 보다 낮은 가격으로 얻고자 하는 요구가 높아지고 있다. 이를 실현하기 위해서 중요해지는 것이 각종 광학 필름이며, 위상차 필름은 그 대표이다.

최근, 색 재현성의 요구가 특별히 높아지고 있어, 액정 표시 장치용의 편광판 보호 필름 및 위상차 필름에 관하여, 그 위상차의 광의 파장에 의한 변화가 작은 것이 요구되고 있다. 지금까지 이용되고 있는 위상차 필름에서는, 고유 복굴절값이 양인 폴리머 필름으로서는 폴리카보네이트 필름, 고유 복굴절값이 음인 필름으로서는, 광학용으로 스타이렌계의 필름 등이 개발되어 있다(특허문헌 2).

그러나, 종래의 필름에 있어서는, 리타데이션의 파장에 의한 변화에 대하여 충분한 고려가 이루어져 있지 않았다. 또한 설계 시의 두께 방향의 리타데이션 Rth의 고려도 되어 있지 않았다.

특허문헌 3에는, 액정 표시 장치의 화질을 향상시킬 목적으로, 파장이 길어짐에 따라서 그의 위상차값이 커지는, 이른바 역파장 분산형의 필름을 작성함에 있어서, 적층 필름을 이용하는 것이 개시되어 있다. 즉, 폴리페닐렌 옥사이드와 폴리스타이렌으로 이루어지는 1매의 고분자 블렌드 필름으로 이루어지고, 파장 400∼700nm에 있어서 위상차값(면내의 리타데이션 Re)이 양이 되는 파장대역과 위상차값이 음이 되는 파장대역을 갖는 위상차판과, 파장 400∼700nm에 있어서 위상차값이 양 또는 음인 예를 들면 폴리카보네이트제의 위상차 필름을 적층한 적층 필름이다.

그러나, 특허문헌 3에 있어서도, 두께 방향 리타데이션 Rth에 대해서는 고려되어 있지 않았다.

일본 특허공개 2004-149639호 공보 일본 특허공개 평3-24502호 공보 일본 특허공개 2001-42121호 공보

광학 필름에 관한 본 발명의 목적은, 면내 리타데이션 Re가 낮고 두께 방향 리타데이션 Rth가 높은 필름, 및 그와 같은 필름을 용융 유연 제막법 등에 의해 제조하는 제조 방법의 실현이다.

또한, 적층 광학 필름에 관한 본 발명의 과제는, 두께 방향의 리타데이션인 Rth를 고려하면서, 상기 광학 필름을 이용하여, 파장에 의한 리타데이션의 변화가 작거나, 또는 저파장에 있어서의 리타데이션이 작은 적층 광학 필름을 제공하는 것에 있다.

본 발명자는, 광학 필름에 관한 상기의 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 행한 결과, 면내 리타데이션 Re가 낮고 두께 방향 리타데이션 Rth가 높은 필름을 얻을 수 있다는 것을 발견하여, 이 지견에 기초해서 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 의하면, 이하의 광학 필름이 제공된다.

(I) 하기 식(1)로 표현되는 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re의 절대값이 10nm 이하이고, 하기 식(2)로 표현되는 두께 방향의 파장 550nm에 있어서의 리타데이션 Rth가 40nm 이상인 광학 필름이다.

Re=(Nx-Ny)×d (1)

Rth=((Nx+Ny)/2-Nz)×d (2)

(식(1) 및 (2)에 있어서, Nx는 필름의 면 방향에서 가장 굴절률이 큰 방향의 굴절률, Ny는 Nx 방향에 수직인 방향의 굴절률, Nz는 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타내고, d는 광학 필름의 두께를 나타낸다).

(II) 상기 광학 필름이 폴리카보네이트계 수지, 폴리페닐렌 에터계 수지, 셀룰로스 에스터계 수지, 노보넨계 수지, 사이클로올레핀 폴리머계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아마이드계 수지, 폴리스타이렌계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 상기 (I)에 기재된 광학 필름이다.

(III) 상기 광학 필름이 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 에터계 수지, 폴리스타이렌 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 상기 (II)에 기재된 광학 필름이다.

(IV) 상기 (I)∼(III) 중 어느 하나에 기재된 광학 필름으로 이루어지는 네거티브 C 플레이트이다.

(V) 상기 광학 필름의 재료인 용융된 수지를, 금속 탄성롤로 이루어지는 제 1 냉각롤과 금속 비탄성롤로 이루어지는 제 2 냉각롤 사이에 협지해서 성형하는 공정을 포함하는, 상기 (I)∼(III) 중 어느 하나에 기재된 광학 필름의 제조 방법이다.

(VI) 상기 광학 필름의 재료인 용융된 수지를, 상기 제 1 및 제 2 냉각롤에 협지해서 성형할 때, 붙여 끼울 때의 선압(線壓)이 5∼25kgf/cm이고, 인취 속도가 8∼20m/분이며, 상기 제 1 및 제 2 롤의 표면 온도(Tr)가 상기 수지의 열변형 온도(Th)에 대하여 (Th-10℃)≤Tr≤(Th+20℃)인, 상기 (V)에 기재된 광학 필름의 제조 방법이다.

더욱이, 본 발명자는, 적층 필름에 관한 상기의 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 행했다. 그 결과, 고유 복굴절값이 양인 수지 A 및 고유 복굴절값이 음인 수지 B를 포함하는 수지 조성물 P로 이루어지는 광학 필름과, 면내 리타데이션이 낮고 두께 방향의 리타데이션이 높은 필름을 적층하는 것에 의해, 시야각에 의한 위상차 변화가 적은 위상차판을 얻을 수 있고, 또한 생산성을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하여, 이 지견에 기초해서 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

한편, 상기 광학 필름의 고유 복굴절값이 음인 수지 B는, 예를 들면 폴리스타이렌 수지이며, 상기 광학 필름에 있어서는, 파장 450nm의 광에 있어서의 입사각 0°에서의 리타데이션 R₄₅₀, 파장 550nm의 광에 있어서의 입사각 0°에서의 리타데이션 R₅₅₀ 및 파장 650nm의 광에 있어서의 입사각 0°에서의 리타데이션 R₆₅₀이 R₄₅₀<R₅₅₀<R₆₅₀이고, 또한 파장 400∼700nm의 전역에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth가 음의 값인 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에 의하면, 이하의 적층 광학 필름이 제공된다.

(VII) 고유 복굴절값이 양인 수지 A와 고유 복굴절값이 음인 수지 B를 포함하는 수지 조성물 P로 이루어지는 제 1 광학 필름과,

상기 (I)∼(III) 중 어느 하나에 기재된 광학 필름인 제 2 광학 필름을 적층하여 이루어지는 적층 광학 필름으로서,

(i) 파장 450nm에 있어서의 면내 리타데이션 R₄₅₀(nm)의 값과, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 R₅₅₀(nm)의 값과, 파장 650nm에 있어서의 면내 리타데이션 R₆₅₀(nm)의 값이, R₄₅₀<R₅₅₀<R₆₅₀의 관계를 만족시키고,

(ii) 두께 방향 리타데이션 Rth가 -30nm 이상 80nm 이하인

적층 광학 필름이다.

(VIII) 상기 제 2 광학 필름의 두께 방향 리타데이션 Rth가 70nm 이상 200nm 이하인, 상기 (VII)에 기재된 적층 광학 필름이다.

(IX) 상기 고유 복굴절값이 양인 수지 A는 폴리페닐렌 에터 수지인, 상기 (VII) 또는 (VIII)에 기재된 적층 광학 필름이다.

(X) 상기 고유 복굴절값이 음인 수지 B는 폴리스타이렌 수지인, 상기 (VII)∼(IX) 중 어느 하나에 기재된 적층 광학 필름이다.

(XI) 상기 수지 조성물 P에 있어서, 상기 수지 A와 상기 수지 B의 중량비가 수지 A/수지 B=1/9∼3/7인, 상기 (VII)∼(X) 중 어느 하나에 기재된 적층 광학 필름이다.

(XII) 상기 제 1 광학 필름이 상기 수지 조성물 P로 이루어지는 연신 필름인, 상기 (VII)∼(XI) 중 어느 하나에 기재된 적층 광학 필름이다.

(XIII) 리타데이션 R₄₅₀의 값이 100∼125nm이고, 리타데이션 R₅₅₀의 값이 125∼145nm이며, 리타데이션 R₆₅₀의 값이 130∼150nm인, 상기 (VII)∼(XII) 중 어느 하나에 기재된 적층 광학 필름이다.

본 발명에 의하면 면내 리타데이션 Re가 낮고 두께 방향 리타데이션 Rth가 높은 필름을 저렴하고 용이하게 제조할 수 있고, 제조된 광학 필름에 의하면 VA 모드 액정이나 그 밖의 위상차 필름을 조합했을 때의 시야각을 보상할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 파장에 의한 리타데이션의 변화가 작거나, 또는 저파장에 있어서의 리타데이션이 작아지는 적층 광학 필름을 얻을 수 있으므로, 액정 텔레비전으로 대표되는 박형 디스플레이의 제품의 시장에 유용한 적층 광학 필름을 제공할 수 있다.

도 1은 광학 필름의 제조 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 금속 탄성롤과 비탄성의 금속롤 사이에서, 용융시킨 수지 재료를 가압하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 비교예 1 및 2에서 사용한 제조 장치의 개략도이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명은, 폴리카보네이트 등의 열가소성 수지를 포함하고, 면내 리타데이션 Re가 낮고, 두께 방향 리타데이션 Rth가 높은 광학 필름, 및 용융 유연 제막법 등에 의해 그와 같은 광학 필름을 제조하기 위한 제조 방법에 관한 것이다. 여기에서, 용융 유연 제막법이란, 폴리카보네이트 등의 열가소성 수지를 포함하는 조성물을, 유동성을 나타내는 온도까지 가열 용융하고, 그 유동성을 가진 용융물을 필름상으로 유연하여 냉각 고화하는 것에 의해 광학 필름을 얻는 방법이다.

도 1은 본 발명을 실시하기 위해서 이용하는 광학 필름의 제조 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 광학 필름의 제조 장치(1)는 압출기(2), 유연 다이(3), 주(主)롤(5), 터치롤(4), 냉각롤(6), 박리롤(7), 인취롤(8) 및 권취 장치(9)를 구비하고 있다.

본 실시형태에 있어서는, 폴리카보네이트 등의 열가소성 수지를 포함하는 필름 재료를 혼합한 후, 압출기(2)를 이용하여 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 유연 다이(3)로부터 필름상으로 압출하고, 압출된 필름상 용융물(21)을 금속 비탄성롤인 주롤(5)과 금속 탄성롤인 터치롤(4) 사이에서 협압한다. 그 후, 1본의 냉각롤(6)에 순서대로 외접시켜 냉각 고화하고, 박리된 필름(22)은 권취 장치(9)에 의해 권취된다.

본 발명에 이용하는 열가소성 수지는, 용융 유연 제막법에 의해 제막 가능하면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 폴리카보네이트, 지환식 구조 함유 폴리머, 폴리바이닐 알코올, 폴리아마이드, 폴리이미드, 셀룰로스 에스터 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 성형성이나 가공성이 양호하기 때문에 폴리카보네이트가 바람직하다.

이하, 열가소성 수지로서 폴리카보네이트를 이용하는 경우를 예로 들어 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서는, 재료를 그대로 또는 혼합한 후에, 그것을 압출기(2)를 이용하여 직접 용융해서 제막하도록 해도 되고, 일단 필름 구성 재료를 펠릿화한 후, 해당 펠릿을 압출기(2)로 용융해서 제막하도록 해도 된다. 또한, 필름 구성 재료가 융점이 상이한 복수의 재료를 포함하는 경우에는, 융점이 낮은 재료만이 용융되는 온도에서 일단, 이른바 쌀강정상의 반용융물을 제작하고, 반용융물을 압출기(2)에 투입하여 제막하는 것도 가능하다. 필름 구성 재료에 열분해되기 쉬운 재료가 포함되는 경우에는, 용융 횟수를 줄일 목적으로, 펠릿을 제작하지 않고서 직접 제막하는 방법이나, 상기와 같은 쌀강정상의 반용융물을 만들고 나서 제막하는 방법이 바람직하다.

(압출 공정)

압출 공정은, 압출기(2)를 이용하여, 열가소성 수지를 포함하는 용융물을 유연 다이(3)로부터 필름상으로 압출하는 공정이다.

압출기(2)에 대해서는, 시장에서 입수 가능한 여러 가지의 압출기를 사용 가능하지만, 그 중에서도 용융 혼련 압출기가 바람직하다. 단축 압출기여도 2축 압출기여도 된다.

압출기(2) 내에 있어서의 필름 구성 재료의 용융 온도에 대해서는, 필름 구성 재료의 점도나 토출량, 제조하는 필름의 두께 등에 따라 바람직한 조건이 상이하지만, 일반적으로는 필름의 유리 전이 온도 Tg에 대하여, Tg 이상 Tg+170℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 압출 시의 용융 점도는 10∼100000포이즈, 바람직하게는 100∼10000포이즈이다. 또한, 압출기(2) 내에서의 필름 구성 재료의 체류 시간은 짧은 편이 바람직하고, 예를 들면 5분 이내로 하는 것이 바람직하다. 또한, 압출기(2)의 내부는 질소 가스나 아르곤 등의 불활성 가스로 치환하거나, 또는 감압하는 것에 의해, 산소의 농도를 낮추는 것이 바람직하다.

압출기(2)로부터 토출된 용융물은 유연 다이(3)에 공급되고, 유연 다이(3)로부터 필름상으로 압출된다. 협압 필름(22)은 도 1에 나타낸 광학 필름의 제조 장치(1)의 유연 다이(3)로부터 압출된 필름상 용융물(21)을 터치롤(4) 및 주롤(5)로 협압하고, 냉각롤(6)에 의해 그대로 냉각함으로써 얻어진다.

그러나, 수mm∼10mm 정도의 주기로 진폭이 큰 요철이 존재하면, 터치롤 등과 충분히 접촉하지 않거나, 또는 접촉하더라도 요철이 충분히 교정되지 않는 경우가 있다. 그렇게 되면, 교정되지 않고서 남은 요철에 의해 협압 시의 압력에 분포가 생기고, 얻어지는 광학 필름의 리타데이션이 균일해지지 않아, 분포가 남아 버린다. 그 때문에, 필름상 용융물(21)은 협압 영역의 폭 방향 10mm 위치마다의 두께를 측정했을 때, 이웃하는 2개의 위치에 있어서의 두께의 차의 최대값이 2μm 이하인 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 제조되는 광학 필름의 리타데이션의 균일성을 더 높일 수 있다.

(광학 필름)

본 발명의 광학 필름은 하기 요건을 만족시키고 있다.

식(1)로 표현되는 면내 리타데이션 Re의 절대값이 10nm 이하이고, 식(2)로 표현되는 두께 방향의 리타데이션 Rth가 40nm 이상이다.

Re=(Nx-Ny)×d (1)

Rth=((Nx+Ny)/2-Nz)×d (2)

한편, 면내 리타데이션 Re 및 두께 방향의 리타데이션 Rth의 상기 값은, 예를 들면 파장 550nm일 때의 값이다. 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 바람직하게는 70nm 이상 200nm 이하이다.

그리고, 면내 리타데이션 Re의 절대값은, 바람직하게는 5nm 이하이다.

본 발명의 광학 필름은, 상기 요건을 만족시키는 것에 의해, VA 모드 액정 화면 등에 이용되는 액정이나, 두께 방향 굴절률 Nz가 높고 Rth가 음인 다른 광학 필름의 시야각 보상에 적합하게 사용할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명의 광학 필름을 구성하는 재료로서, 폴리카보네이트계 수지, 폴리페닐렌 에터계 수지, 셀룰로스 에스터계 수지, 노보넨계 수지, 사이클로올레핀 폴리머계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아마이드계 수지, 폴리스타이렌계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.

<폴리카보네이트계 수지>

폴리카보네이트계 수지로서는, 예를 들면 내열성, 기계적 강도, 투명성 등이 우수한 방향족 폴리카보네이트계 수지가 적합하게 이용된다.

방향족 폴리카보네이트계 수지로서는, 예를 들면, 다이하이드록시 화합물과 카보네이트 전구체를 계면 중합법, 용융 에스터 교환법으로 반응시켜 얻어진 수지, 카보네이트 프리폴리머를 고체상 에스터 교환법에 의해 중합시킨 수지, 환상 카보네이트 화합물의 개환 중합법에 의해 중합시켜 얻어지는 수지 등을 들 수 있다.

다이하이드록시 화합물로서는, 예를 들면, 하이드로퀴논, 레조르시놀, 4,4'-다이하이드록시다이페닐, 비스(4-하이드록시페닐)메테인, 비스{(4-하이드록시-3,5-다이메틸)페닐}메테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐에테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인(통칭 비스페놀 A), 2,2-비스{(4-하이드록시-3-메틸)페닐}프로페인, 2,2-비스{(4-하이드록시-3,5-다이메틸)페닐}프로페인, 2,2-비스{(4-하이드록시-3,5-다이브로모)페닐}프로페인, 2,2-비스{(3-아이소프로필-4-하이드록시)페닐}프로페인, 2,2-비스{(4-하이드록시-3-페닐)페닐}프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)뷰테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-3-메틸뷰테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-3,3-다이메틸뷰테인, 2,4-비스(4-하이드록시페닐)-2-메틸뷰테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)펜테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-4-메틸펜테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥세인(통칭 비스페놀 Z), 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-4-아이소프로필사이클로헥세인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트라이메틸사이클로헥세인, 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌, 9,9-비스{(4-하이드록시-3-메틸)페닐}플루오렌, α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-o-다이아이소프로필벤젠, α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-m-다이아이소프로필벤젠, α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-p-다이아이소프로필벤젠, 1,3-비스(4-하이드록시페닐)-5,7-다이메틸아다만테인, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설폰, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설폭사이드, 4,4'-다이하이드록시다이페닐설파이드, 4,4'-다이하이드록시다이페닐케톤, 4,4'-다이하이드록시다이페닐에터 및 4,4'-다이하이드록시다이페닐에스터 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

그 중에서도, 비스페놀 A, 2,2-비스{(4-하이드록시-3-메틸)페닐}프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)뷰테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-3-메틸뷰테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-3,3-다이메틸뷰테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-4-메틸펜테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트라이메틸사이클로헥세인 및 α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-m-다이아이소프로필벤젠으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가 페놀을 단독으로 또는 2종 이상 이용하는 것이 바람직하고, 특히 비스페놀 A의 단독 사용이나, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트라이메틸사이클로헥세인과, 비스페놀 A, 2,2-비스{(4-하이드록시-3-메틸)페닐}프로페인 및 α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-m-다이아이소프로필벤젠으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 2가 페놀의 병용이 바람직하다.

카보네이트 전구체로서는, 예를 들면, 카보닐 할라이드, 카보네이트 에스터 또는 할로폼에이트 등이 사용되고, 구체적으로는 포스겐, 다이페닐 카보네이트 또는 2가 페놀의 다이할로폼에이트 등을 들 수 있다.

<폴리페닐렌 에터계 수지>

본 발명에서 이용하는 폴리페닐렌 에터 수지로서는, 다음에 나타내는 화학식 [1]을 반복 단위로 하고, 구성 단위가 화학식 [1]의 [a] 및 [b]로 이루어지는 단독중합체 또는 공중합체를 사용할 수 있다.

(식 중, R1, R2, R3, R4, R5, R6은 탄소 1∼4의 알킬기, 아릴기, 할로젠, 수소 등의 1가의 잔기이고, R5, R6은 동시에 수소는 아니다)

폴리페닐렌 에터 수지의 단독중합체의 구체예로서는, 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌)에터, 폴리(2-메틸-6-에틸-1,4-페닐렌)에터, 폴리(2,6-다이페닐-1,4-페닐렌옥사이드), 폴리(2-메틸-6-페닐-1,4-페닐렌옥사이드), 폴리(2,6-다이클로로-1,4-페닐렌옥사이드), 폴리(2,6-다이에틸-1,4-페닐렌)에터, 폴리(2-에틸-6-n-프로필-1,4-페닐렌)에터, 폴리(2,6-다이-n-프로필-1,4-페닐렌)에터, 폴리(2-메틸-6-n-뷰틸-1,4-페닐렌)에터, 폴리(2-에틸-6-아이소프로필-1,4-페닐렌)에터, 폴리(2-메틸-6-클로로에틸-1,4-페닐렌)에터, 폴리(2-메틸-6-하이드록시에틸-1,4-페닐렌)에터 등의 호모폴리머를 들 수 있다. 특히 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌)에터가 가장 바람직하게 이용된다.

폴리페닐렌 에터 공중합체는, 2,6-다이메틸페놀과 2,3,6-트라이메틸페놀의 공중합체, 또는 2,6-다이메틸페놀과 o-크레졸의 공중합체, 또는 2,3,6-트라이메틸페놀과 o-크레졸의 공중합체 등, 폴리페닐렌 에터 구조를 주체로 해서 이루어지는 폴리페닐렌 에터 공중합체를 포함한다.

폴리페닐렌 에터 수지는, 유동성, 성형 가공성을 개량하기 위해, 폴리스타이렌계 수지와 블렌딩하는 것에 의해, 변성 폴리페닐렌 에터로서 사용되는 것이 일반적이다.

양 수지의 배합 비율은 폴리페닐렌 에터계 수지 10∼60중량% 및 폴리스타이렌계 수지 40∼90중량%이고, 바람직하게는 폴리페닐렌 에터계 수지 30∼50중량% 및 폴리스타이렌계 수지 50∼70중량%이다.

<셀룰로스 에스터계 수지>

셀룰로스 에스터 수지의 예로서, 트라이아세틸 셀룰로스, 다이아세틸 셀룰로스, 프로피온일 셀룰로스, 뷰틸 셀룰로스, 아세틸 프로피온일 셀룰로스, 나이트로 셀룰로스를 들 수 있다.

<환상 폴리올레핀계 수지>

환상 폴리올레핀계 수지는 분자쇄 중에 환상 올레핀 성분을 포함하는 고분자이면 되고, 환상 올레핀의 단독중합체(COP라고도 칭해진다), 환상 올레핀과 α-올레핀의 공중합체(COC라고도 칭해진다)를 이용할 수 있다. 이 환상 폴리올레핀계 수지는 각종 시판품 중에서 적절히 선택해서 이용할 수 있고, 그와 같은 시판품으로서는, 예를 들면 TOPAS(상품명, 폴리플라스틱스사제), APEL(상품명, 미쓰이화학사제), ZEONEX(상품명, 닛폰제온사제), ZEONOR(상품명, 닛폰제온사제), ARTON(상품명, JSR사제) 등을 들 수 있다.

<폴리에스터계 수지>

폴리에스터계 수지로서는, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등을 들 수 있고, 결정성 폴리에스터나 비결정성 폴리에스터를 들 수 있지만, 투명성의 관점에서는, 비결정성의 것이 바람직하다.

폴리에스터계 수지는 결정성 폴리에스터 및 비결정성 폴리에스터로 이루어지는 폴리에스터계 수지 조성물에 의해 구성할 수 있다. 폴리에스터계 수지란, 이염기산과 다가 알코올을 중축합하여 제조되는 것이다.

이염기산으로서는, 예를 들면 테레프탈산, 아이소프탈산, 2,6-나프탈렌다이카복실산 등의 방향족 다이카복실산이나 아디프산 등의 지방족 다이카복실산 등을 들 수 있다.

또한, 다가 알코올로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜, 1,4-뷰테인다이올, 1,4-사이클로헥세인다이메탄올, 펜타에틸렌글리콜, 2,2-다이메틸트라이메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜 등의 다이올을 들 수 있다.

상기의 이염기산과 다가 알코올은 임의의 조합에 의해 이용된다. 구체적으로는, 테레프탈산/에틸렌글리콜 공중합체나 테레프탈산/에틸렌글리콜/1,4-사이클로헥세인다이메탄올 삼원 공중합체, 2,6-나프탈렌다이카복실산/에틸렌글리콜 공중합체, 테레프탈산/1,4-뷰테인다이올 공중합체 등을 들 수 있다.

결정성 폴리에스터로서는, 예를 들면 상품명 「바이론」(도요방적주식회사제)으로서 시판되고 있는 수지 등을 들 수 있다.

비결정성 폴리에스터로서는, 예를 들면 비결정성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이른바 APET)나, 테레프탈산/에틸렌글리콜/1,4-사이클로헥세인다이메탄올 삼원 공중합체(예: 상품명 「PETG」(이스트만케미컬주식회사제)) 등을 들 수 있다.

<폴리아마이드계 수지>

본 발명에서 이용하는 폴리아마이드 수지란, 아마이드 결합을 갖는 고분자로 이루어지는 수지이며, 아미노산, 락탐 또는 다이아민과 다이카복실산을 주된 원료로 하는 것이다. 그 원료의 대표예로서는, 6-아미노카프로산, 11-아미노운데칸산, 12-아미노도데칸산, 파라아미노메틸벤조산 등의 아미노산, ε-카프로락탐, ω-라우로락탐 등의 락탐, 테트라메틸렌다이아민, 펜타메틸렌다이아민, 헥사메틸렌다이아민, 2-메틸펜타메틸렌다이아민, 운데카메틸렌다이아민, 도데카메틸렌다이아민, 2,2,4-/2,4,4-트라이메틸헥사메틸렌다이아민, 5-메틸노나메틸렌다이아민, 메타자일렌다이아민, 파라자일릴렌다이아민, 1,3-비스(아미노메틸)사이클로헥세인, 1,4-비스(아미노메틸)사이클로헥세인, 1-아미노-3-아미노메틸-3,5,5-트라이메틸사이클로헥세인, 비스(4-아미노사이클로헥실)메테인, 비스(3-메틸-4-아미노사이클로헥실)메테인, 2,2-비스(4-아미노사이클로헥실)프로페인, 비스(아미노프로필)피페라진, 아미노에틸피페라진 등의 지방족, 지환족, 방향족의 다이아민, 및 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 도데케인이산, 테레프탈산, 아이소프탈산, 2-클로로테레프탈산, 2-메틸테레프탈산, 5-메틸아이소프탈산, 5-나트륨설포아이소프탈산, 헥사하이드로테레프탈산, 헥사하이드로아이소프탈산 등의 지방족, 지환족, 방향족의 다이카복실산을 들 수 있고, 본 발명에 있어서는, 이들 원료로부터 유도되는 폴리아마이드 호모폴리머 또는 코폴리머를 각각 단독으로 또는 혼합물의 형태로 이용할 수 있다.

<폴리스타이렌계 수지>

본 발명에 있어서, 스타이렌계 수지란, 적어도 스타이렌계 단량체를 단량체 성분으로서 포함하는 중합체를 말한다. 여기에서, 스타이렌계 단량체란, 그 구조 중에 스타이렌 골격을 갖는 단량체를 말한다.

스타이렌계 단량체의 구체예로서는, 스타이렌 외에, o-메틸스타이렌, m-메틸스타이렌, p-메틸스타이렌, 2,4-다이메틸스타이렌, 에틸스타이렌, p-tert-뷰틸스타이렌 등의 핵 알킬 치환 스타이렌, α-메틸스타이렌, α-메틸-p-메틸스타이렌 등의α-알킬 치환 스타이렌 등의 바이닐 방향족 화합물 단량체 등을 들 수 있고, 대표적인 것은 스타이렌이다.

스타이렌계 수지는 스타이렌계 단량체 성분에 다른 단량체 성분을 공중합한 것이어도 된다. 공중합 가능한 단량체로서는, 메틸 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 메틸페닐 메타크릴레이트, 아이소프로필 메타크릴레이트 등의 알킬 메타크릴레이트; 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 뷰틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트 등의 알킬 아크릴레이트 등의 불포화 카복실산 알킬 에스터 단량체; 메타크릴산, 아크릴산, 이타콘산, 말레산, 퓨마르산, 신남산 등의 불포화 카복실산 단량체; 무수 말레산, 이타콘산, 에틸말레산, 메틸이타콘산, 클로로말레산 등의 무수물인 불포화 다이카복실산 무수물 단량체; 아크릴로나이트릴, 메타크릴로나이트릴 등의 불포화 나이트릴 단량체; 1,3-뷰타다이엔, 2-메틸-1,3-뷰타다이엔(아이소프렌), 2,3-다이메틸-1,3-뷰타다이엔, 1,3-펜타다이엔, 1,3-헥사다이엔 등의 공액 다이엔 등을 들 수 있고, 이들의 2종 이상을 공중합해도 된다.

이와 같은 다른 단량체 성분의 공중합 비율은, 스타이렌계 단량체 성분에 대하여, 50질량% 이하인 것이 바람직하다.

스타이렌계 수지로서, 조성, 분자량 등 상이한 복수 종류의 스타이렌계 수지를 병용할 수도 있다.

스타이렌계 수지는 공지의 음이온, 괴상, 현탁, 유화 또는 용액 중합 방법에 의해 얻을 수 있다.

이들 수지에는, 필요에 따라서 배합제를 첨가할 수 있다.

첨가하는 배합제는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 활제, 무기 미립자, 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 내후 안정제, 자외선 흡수제 등의 안정제, 가소제, 염료나 안료 등의 착색제, 대전 방지제 등을 들 수 있다. 배합제의 양은 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 적절히 정할 수 있다. 배합제로서는, 가요성이나 내후성을 향상시킬 수 있다는 점에서, 활제나 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다. 배합제의 첨가량은, 예를 들면 얻어지는 광학 필름의 전광선 투과율을 90% 이상으로, 헤이즈를 0.2% 정도로 유지할 수 있는 범위로 할 수 있다.

활제로서는, 이산화규소, 이산화타이타늄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 황산스트론튬 등의 무기 입자, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리스타이렌, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트 등의 유기 입자를 들 수 있다. 본 발명에서는, 활제로서는 유기 입자가 바람직하다.

자외선 흡수제로서는, 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트라이아졸계 화합물, 살리실산 에스터계 화합물, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로나이트릴계 자외선 흡수제, 트라이아진계 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 등을 들 수 있다. 적합한 자외선 흡수제로서는, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀), 2-(2'-하이드록시-3'-tert-뷰틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트라이아졸, 2,4-다이-tert-뷰틸-6-(5-클로로벤조트라이아졸-2-일)페놀, 2,2'-다이하이드록시-4,4'-다이메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논을 들 수 있고, 특히 적합한 것으로서는, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀을 들 수 있다.

<광학 필름의 제조 방법>

본 발명에 있어서는, 용융 상태의 수지 조성물을 압출하고, 2본의 냉각롤에 협지해서 냉각하는 프로세스를 행하는 것이 바람직하다.

냉각롤로서는, 외주부에 금속제 박막을 구비한 탄성롤(이하, 금속 탄성롤이라고 하는 경우가 있다), 금속롤 등을 들 수 있고, 본 발명에서는, 냉각롤 중, 적어도 하나의 냉각롤을 금속 탄성롤로 하는 것이 중요하다. 냉각롤이 모두 금속롤로 구성되는 경우, 냉각롤에 끼워 넣어진 필름상물에는 변형이 축적되기 때문에, 얻어지는 필름의 면내 리타데이션을 10nm 이하로 하는 것은 곤란하다. 한편, 냉각롤 중, 적어도 하나의 냉각롤을 금속 탄성롤로 함으로써, 냉각롤에 끼워 넣어진 필름상물에 걸리는 변형의 축적을 억제하고, 인취 속도를 조정함으로써, 면내 리타데이션을 확실히 10nm 이하로 할 수 있다.

롤 구성은 특별히 한정되지 않고, 냉각롤 중 1개가 금속 탄성롤이면, 2개 전부가 금속 탄성롤이어도 된다. 특히, 금속 탄성롤, 및 강체롤(금속 비탄성롤)로 하는 롤 구성인 것이 바람직하다.

금속 탄성롤은, 예를 들면, 거의 원주상의 회전 자재(自在)로 설치된 축롤과, 이 축롤의 외주면을 덮도록 배치되어 필름상물에 접촉하는 원통형의 금속제 박막과, 이들 축롤 및 금속제 박막 사이에 봉입된 유체로 이루어지고, 유체에 의해 금속 탄성롤은 탄성을 나타낸다.

축롤은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 스테인리스강 등으로 이루어진다.

금속제 박막은, 예를 들면 스테인리스강 등으로 이루어지고, 그 두께는 2∼5mm 정도인 것이 바람직하다. 금속제 박막은 굴곡성이나 가요성 등을 갖고 있는 것이 바람직하고, 용접 이음부가 없는 심리스 구조인 것이 바람직하다. 이와 같은 금속제 박막을 구비한 금속 탄성롤은 내구성이 우수함과 더불어, 금속제 박막을 경면화하면 통상의 경면롤과 마찬가지의 취급을 할 수 있어, 금속제 박막에 모양이나 요철을 부여하면 그 형상을 전사할 수 있는 롤이 되므로, 사용하기 편리하다.

사용하는 경면 금속 탄성롤로서는, 예를 들면 히타치조선주식회사제의 UF롤을 들 수 있다.

냉각롤의 크기에 대해서는, 통상, 외경이 200∼1000mm 정도인 것이 바람직하다.

냉각롤의 표면 온도(Tr)는, 필름상물의 열변형 온도(Th)에 대하여, (Th-20℃)≤Tr≤(Th+20℃), 바람직하게는 (Th-10℃)≤Tr≤(Th+20℃) 또는 (Th-15℃)≤Tr≤(Th+10℃), 보다 바람직하게는 (Th-10℃)≤Tr≤(Th+5℃)의 범위로 한다. 표면 온도(Tr)가 (Th-20℃)보다도 낮으면 필름상물이 급격하게 냉각됨으로써 얻어지는 필름상물에 변형이 남기 쉬워질 우려가 있고, 표면 온도(Tr)가 (Th+20℃)보다도 높으면 필름상물의 냉각이 불충분해져, 필름상물이 냉각롤에 밀착되어 감기는 경우가 있다.

필름은 인취롤로 인취되어 감긴다. 인취롤의 인취 속도는, 바람직하게는 8∼20m/분, 더 바람직하게는 10∼18m/분, 특히 바람직하게는 12∼16m/분이다.

시트상의 용융 열가소성 수지 재료가 2본의 냉각롤의 중앙부로부터 받는 선압은, 통상, 5∼25kgf/cm이며, 10∼20kgf/cm인 것이 바람직하고, 12∼18kgf/cm인 것이 보다 바람직하다. 선압이 5kgf/cm보다 작으면, 용융 열가소성 수지 재료의 표면을 눌러, 양호한 면을 형성하는 데 불충분한 압력이 되어, 두께 정밀도가 높은 깨끗한 면의 열가소성 수지 필름이 얻어지지 않을 우려가 있다. 한편, 선압이 25kgf/cm보다 크면, 용융 열가소성 수지 재료에 걸리는 전단력이 커지기 때문에, 용융 열가소성 수지 재료의 배향성이 높아지고, 얻어지는 광학 필름의 복굴절률이 높아질 우려가 있다.

또한, 도 1에 나타내는 한쪽의 냉각롤(4)이 금속 탄성롤이고, 다른 쪽의 냉각롤(5)이 실질적으로 탄성이 없는 금속롤(금속 비탄성롤)인 경우, 금속 탄성롤과 금속롤 사이에 용융 열가소성 수지 재료(21)를 끼워 넣으면, 용융 열가소성 수지 재료(21)를 폭 방향으로 균일하게 가압할 수 있다. 즉, 도 2에 나타내는 바와 같이, 금속 탄성롤(4)이 용융 열가소성 수지 재료(21)를 개재하여 금속롤(5)의 외주면을 따라 오목상으로 탄성 변형되고, 금속 탄성롤(4)과 금속롤(5)이 용융 열가소성 수지 재료(21)를 개재하여 소정의 접촉 길이 L로 접촉한다(한편, 길이 L은, 실제로는 롤의 만곡을 따르는 곡선의 길이이지만, 편의상, 도 2에 나타내는 대로, 용융 열가소성 수지 재료(21)가 롤과 롤 사이에 끼워 넣어지는 점과 롤로부터 이탈하는 점의 직선 거리로 나타낸다). 이에 의해, 금속 탄성롤 및 금속롤은 용융 열가소성 수지 재료(21)에 대하여 면 접촉으로 압착하게 되고, 이들 롤 사이에 끼워 넣어진 용융 열가소성 수지 재료는 면상으로 균일 가압되면서 필름화된다. 이와 같이 해서 필름화하면, 얻어지는 광학 필름에 높은 두께 정밀도를 부여할 수 있고, 또 광학 필름 내에 변형이 잔류하는 것을 억제할 수 있다.

전술과 같이 금속롤과 금속 탄성롤을 조합함으로써, 리타데이션값이 저감된 광학 필름을 얻을 수 있다. 즉, 용융 수지를 금속롤과 금속 탄성롤 사이에 협지하면, 금속 탄성롤이 용융 수지를 개재하여 금속롤의 외주면을 따라 오목상으로 탄성 변형되고, 금속 탄성롤과 금속롤이 용융 수지를 개재하여 소정의 접촉 길이로 접촉한다. 이에 의해, 금속롤과 금속 탄성롤이 용융 수지에 대하여 면 접촉으로 압착하게 되고, 이들 롤 사이에 협지되는 용융 수지는 면상으로 균일 가압되면서 제막된다. 그 결과, 제막 시의 변형이 저감되어, 리타데이션값이 저감된 수지판이 얻어진다.

압출기에는, 적절히 열가소성 수지 재료 중의 비교적 큰 이물 등을 여과, 제거하기 위한 스크린 메쉬; 열가소성 수지 재료 중의 비교적 작은 이물, 겔 등을 여과, 제거하기 위한 폴리머 필터; 압출하는 수지량을 안정 정량화하기 위한 기어 펌프 등을 설치해도 된다.

본 발명의 광학 필름은 네거티브 C 플레이트로서 적합하게 이용할 수 있다.

본원 명세서에 있어서, Nx≒Ny>Nz 또는 Nx≒Ny<Nz의 굴절률을 가지는 필름을 C 플레이트라고 한다. C 플레이트의 평면은 광학적으로 균일하기 때문에, 정면으로부터의 편광은 변화되지 않는다.

포지티브 C 플레이트란, 필름의 면 방향에서 가장 굴절률이 큰 방향의 굴절률(Nx), 필름의 면 방향에서 Nx 방향의 수직 방향의 굴절률(Ny), 두께 방향의 굴절률(Nz)가 Nx≒Ny<Nz의 관계를 만족시키는 것을 의미한다.

네거티브 C 플레이트란, 필름의 면 방향에서 가장 굴절률이 큰 방향의 굴절률(Nx), 필름의 면 방향에서 Nx 방향의 수직 방향의 굴절률(Ny), 두께 방향의 굴절률(Nz)가 Nx≒Ny>Nz의 관계를 만족시키는 것을 의미한다.

한편, 상기 C 플레이트의 면내의 위상차값 Re는 본 발명의 작용 효과를 얻을 수 있는 범위이면 반드시 0nm일 필요는 없고, 10nm(보다 적합하게는 5nm) 이하인 것이 바람직하다. 10nm를 초과하면, 정면 콘트라스트가 저하되는 경우가 있다.

[실시예 1]

점도 평균 분자량 14000∼17000의 비스페놀 A 폴리카보네이트인 유피론 H4000을 이용하여, 용융 압출법에 의해 도 1에 준해서 T 다이를 개재하여 성형 온도 270℃에서 두께 100μm의 투명 폴리카보네이트 필름을 성형하면서, 그것을 직경 300mm의 금속 탄성롤과 직경 400mm의 금속롤로 이루어지고, 롤 사이 갭을 100μm로 한 135℃의 롤 사이에 약 260℃에서 공급하고, 통과 냉각시켜 두께 100μm의 필름을 얻었다. 한편, 이때 용융된 폴리카보네이트 수지가 2본의 냉각롤의 중앙부로부터 받는 선압은 15kgf/cm이고, 인취 속도는 14.5m/분이었다. 그리고, 폴리카보네이트 수지의 열변형 온도(Th)는 124℃였으므로, 롤의 표면 온도(Tr) 사이의 차는 11℃였다.

[비교예 1]

금속 탄성롤(4)을 이용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 두께 100μm의 필름을 얻었다(도 3 참조).

[비교예 2]

점도 평균 분자량 14000∼17000의 비스페놀 A 폴리카보네이트인 유피론 H4000 대신에 점도 평균 분자량 27,500의 비스페놀 A 폴리카보네이트인 유피론 E2000을 이용하고, 금속 탄성롤(4)을 이용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 두께 100μm의 필름을 얻었다(도 3 참조).

[평가 시험]

상기 실시예 1 및 비교예 1, 2에서 얻은 필름에 대하여 하기의 특성을 조사했다.

[위상차]

정면 방향 및 지상축을 회전 중심으로 해서 5°씩 ±50도 경사시켜 파장 550nm에서의 위상차를 조사하여, Rth를 측정했다(오쓰카전자주식회사제 위상차 필름·광학 재료 검사 장치 RETS100).

상기의 결과를 다음 표에 나타냈다.

실시예 1의 광학 필름은, 면내 리타데이션 Re가 낮고, 비교예 1 및 비교예 2에 비해, 두께 방향 리타데이션 Rth가 높은 것이 확인되어 네거티브 C 플레이트로서 충분한 특성을 갖고 있었다. 이 주된 이유로서, 금속 탄성롤과 금속롤로 폴리카보네이트 수지를 협압한 실시예 1과는 달리, 비교예 1 및 비교예 2에서는, 폴리카보네이트 수지를 롤로 협압하지 않고, 단일의 냉각롤로 고화시켰던 것을 들 수 있다. 이와 같이, 전술의 실시예 1의 용융 유연 제막법에 의해, 우수한 성상의 광학 필름이 제조 가능하다는 것이 확인되었다.

다음으로, 본 발명의 적층 광학 필름에 대하여 설명한다. 본 발명의 적층 광학 필름은, 고유 복굴절값이 양인 수지 A 및 고유 복굴절값이 음인 수지 B를 포함하는 수지 조성물 P로 이루어지는 제 1 광학 필름과, 전술의 실시예를 이용하여 설명한 광학 필름(제 2 광학 필름)을 적층시킨 것이며, 고유 복굴절값이 음인 수지 B는, 예를 들면 폴리스타이렌 수지이다.

(제 1 광학 필름)

고유 복굴절값이 양인 수지 A로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀 수지; 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스터 수지; 폴리페닐렌 설파이드 등의 폴리아릴렌 설파이드 수지; 폴리바이닐 알코올 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, 셀룰로스 에스터 수지, 폴리에터설폰 수지, 폴리설폰 수지, 폴리알릴설폰 수지, 폴리염화바이닐 수지, 노보넨 수지, 봉상 액정 폴리머, 폴리페닐렌 에터 수지 등의 폴리아릴렌 에터 수지 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 본 발명에 있어서는, 이들 중에서도, 위상차 발현성의 관점에서 폴리카보네이트 수지, 노보넨 수지 및 폴리페닐렌 에터 수지가 바람직하고, 폴리페닐렌 에터 수지가 특히 바람직하다. 더욱이, 폴리페닐렌 에터 수지로서는, 주쇄에 폴리페닐렌 에터 골격을 가지는 공지의 것을 이용할 수 있는데, 특히 폴리스타이렌 수지와 상용성이 높은 폴리(2,6-다이메틸-1,4-페닐렌옥사이드)를 이용하는 것이 바람직하다.

고유 복굴절값이 음인 수지 B로서는, 스타이렌 또는 치환 스타이렌의 단독중합체 또는 공중합체를 이용할 수 있다. 치환 스타이렌으로서는, 예를 들면, 메틸스타이렌, 2,4-다이메틸스타이렌 등의 알킬스타이렌; 클로로스타이렌 등의 할로젠화 스타이렌; 클로로메틸스타이렌 등의 할로젠 치환 알킬스타이렌; 메톡시스타이렌 등의 알콕시스타이렌 등을 들 수 있지만, 치환기를 갖지 않는 스타이렌의 단독중합체가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 수지 조성물 P에 있어서의 수지 A와 수지 B의 혼합비(중량비)는, 혼합하는 수지의 파장 분산 특성에 따라 적절히 선택하면 되지만, 수지 A/수지 B=1/9∼3/7인 것이 바람직하고, 수지 A/수지 B=2/8∼2.5/7.5인 것이 보다 바람직하다.

수지 조성물 P는, 그의 하중 휨 온도 Ts가, 바람직하게는 80℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 90℃ 이상이며, 특히 바람직하게는 100℃ 이상이다. 하중 휨 온도를 상기 범위 내로 하는 것에 의해, 배향 완화를 저감할 수 있고, 후술하는 연신에 의한 제조 방법에 의해, 본 발명에서 이용되는 제 1 광학 필름을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 온도 Ts에 있어서의 수지 조성물 P의 파단 신도는 50% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 특히 바람직하다. 파단 신도가 이 범위에 있는 수지 조성물이면, 연신에 의해 안정적으로 위상차 필름을 제작할 수 있다. 파단 신도는 JISK7127에 기재된 시험편 타입 1B의 시험편을 이용하여, 인장 속도 100mm/분에 의해 구할 수 있다.

수지 조성물 P에는, 필요에 따라서 배합제를 첨가할 수 있다. 첨가하는 배합제는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 활제; 층상 결정 화합물; 무기 미립자; 산화 방지제, 열 안정제, 광 안정제, 내후 안정제, 자외선 흡수제, 근적외선 흡수제 등의 안정제; 가소제: 염료나 안료 등의 착색제; 대전 방지제; 등을 들 수 있다. 배합제의 양은 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 적절히 정할 수 있다. 배합제로서는, 가요성이나 내후성을 향상시킬 수 있다는 점에서, 활제나 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다. 배합제의 첨가량은, 예를 들면 얻어지는 제 1 광학 필름의 전광선 투과율을 85% 이상으로, 및 헤이즈를 0.2% 정도로 유지할 수 있는 범위로 할 수 있다.

수지 조성물 P에 첨가하는 활제로서는, 이산화규소, 이산화타이타늄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 황산스트론튬 등의 무기 입자; 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리스타이렌, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트 등의 유기 입자를 들 수 있다. 본 발명에서는, 활제로서는 유기 입자가 바람직하다.

수지 조성물 P에 첨가하는 자외선 흡수제로서는, 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트라이아졸계 화합물, 살리실산 에스터계 화합물, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로나이트릴계 자외선 흡수제, 트라이아진계 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 등을 들 수 있다. 적합한 자외선 흡수제로서는, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀), 2-(2'-하이드록시-3'-tert-뷰틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트라이아졸, 2,4-다이-tert-뷰틸-6-(5-클로로벤조트라이아졸-2-일)페놀, 2,2'-다이하이드록시-4,4'-다이메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논을 들 수 있고, 특히 적합한 것으로서는, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀을 들 수 있다.

더욱이, 페닐 살리실산, 2-하이드록시벤조페논, 트라이페닐 포스페이트 등의 자외선 흡수제나, 색감을 변경하기 위한 블루잉(bluing)제, 산화 방지제 등을 첨가해도 된다.

본 발명에서 이용되는 제 1 광학 필름은, 광학 필름에 적합한 관점에서, 그의 전광선 투과율이 85% 이상이고, 헤이즈가 0.2% 정도를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 상기 전광선 투과율은, JIS K7361에 준거해서, 무라카미색채연구소제 헤이즈미터 HM150을 이용하여 측정한 값이다.

본 발명에서 이용되는 제 1 광학 필름은 ΔYI가 5 이하인 것이 바람직하고, 3 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 ΔYI가 상기 범위에 있으면, 착색이 없고 시인성이 좋아진다. ΔYI의 값은, JIS Z8722에 준거해서, 닛폰덴쇼쿠공업사제 「분광 색차계 SE2000」을 이용하여 마찬가지의 측정을 5회 행하고, 그의 산술 평균값으로서 구한다.

본 발명에서 이용되는 제 1 광학 필름은 수지 조성물 P로 이루어지는 연신 전 필름을 얻은 후에 연신한 필름(연신 필름)인 것이 바람직하다. 연신 전의 제 1 필름의 총두께는, 바람직하게는 10∼800μm이고, 보다 바람직하게는 50∼600μm이다. 연신 전의 제 1 필름의 총두께를 10μm 이상으로 하는 것에 의해, 충분한 위상차 및 기계적 강도를 얻을 수 있고, 800μm 이하로 하는 것에 의해, 유연성 및 핸들링성을 양호한 것으로 할 수 있다.

연신 전 필름의 조제 방법으로서는, 압출 T 다이법, 압출 인플레이션법 등의 압출 성형법 등의 공지의 방법을 들 수 있다.

본 발명에서 이용되는 제 1 광학 필름은, 상기 구성의 연신 전 필름을 1 또는 2회 이상 연신 처리하는 것에 의해 얻을 수 있다. 즉, 상기 구성의 연신 전 필름을 연신 처리하면, 400∼700nm의 전체 범위에 있어서, 수지 A보다도 수지 B의 영향이 크게 나타나기 때문에, 필름의 두께 방향의 굴절률 nz가 면내의 각 굴절률 nx, ny보다도 커져, 두께 방향의 리타데이션 Rth는 음의 값이 된다. 또한, 이 경우, 장파장측을 향함에 따라서, 수지 B의 영향이 커지도록 조정했으므로, 역파장 분산성의 광학 필름을 얻을 수 있다. 연신 처리의 조작으로서는, 예를 들면, 롤 사이의 주속의 차를 이용하여 세로 방향으로 1축 연신하는 방법(세로 1축 연신)이나, 텐터를 이용하여 가로 방향으로 1축 연신하는 방법(가로 1축 연신), 세로 1축 연신과 가로 1축 연신을 순서대로 행하는 방법(축차 2축 연신) 등으로 할 수 있다.

(제 2 광학 필름)

제 2 광학 필름, 즉 상기 블렌드 수지 필름(제 1 광학 필름)에 적층시키는 필름으로서, 측정 파장 400∼700nm에 있어서 위상차값이 양이 되는 재료로서는, 고분자 재료인 것이 바람직하고, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 폴리아릴레이트, 폴리올레핀, 폴리에터, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리설폰, 폴리에터설폰, 폴리바이닐 알코올, 아몰퍼스 폴리올레핀, 액정성 고분자, 중합성 액정을 배향시켜 두고 경화시킨 것 등을 이용하는 것이 바람직하다.

제 2 광학 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 바람직하게는 70nm 이상 200nm 이하이다.

(적층 광학 필름)

본 발명의 적층 광학 필름은 하기 요건(i) 및 요건(ii)를 만족시키고 있다.

<요건(i)>

파장 450nm의 광에 있어서의 입사각 0°에서의 리타데이션 R450, 파장 550nm의 광에 있어서의 입사각 0°에서의 리타데이션 R550 및 파장 650nm의 광에 있어서의 입사각 0°에서의 리타데이션 R650이 R450<R550<R650의 관계를 만족시킨다.

<요건(ii)>

두께 방향 리타데이션 Rth가 -30nm∼80nm이다.

요건(i)에 관하여, R450/R550≤0.95인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 R450/R550≤0.90이다. 또한, 0.80≤R450/R550인 것이 바람직하고, R450/R550의 값은 약 0.83인 것이 특히 바람직하다. 또한, 1.05≤R650/R550인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.06≤R650/R550≤1.20이다. 또한, 요건(i)에 있어서, 입사각 0°란 필름의 법선 방향이다. 입사각 0°에서의 리타데이션은, 예를 들면 오쓰카전자주식회사제 위상차 필름·광학 재료 검사 장치 RETS100을 이용하여 측정할 수 있다.

또한, 리타데이션 R₄₅₀의 값은, 바람직하게는 100∼125nm, 보다 바람직하게는 약 113nm이며, 리타데이션 R₅₅₀의 값은, 바람직하게는 125∼145nm, 보다 바람직하게는 약 138nm이다. 또한, 리타데이션 R₆₅₀의 값은 150∼175nm, 특히 약 163nm인 것이 이상적이지만, 리타데이션 R₆₅₀의 값을 이 범위로 조정하기 위해서는, 리타데이션 R₄₅₀ 및 R₅₅₀의 값을 전술의 바람직한 범위로 유지하는 것이 곤란해지는 경향이 있다. 이 점을 고려하면, 리타데이션 R₆₅₀의 값은, 바람직하게는 130∼150nm, 보다 바람직하게는 135∼145nm이며, 예를 들면 약 140nm이다.

요건(ii)에 있어서, 두께 방향의 리타데이션 Rth는 400∼700nm의 전체 파장역에서 상기에 나타내는 값의 범위(-30nm∼80nm)이면 되는데, 바람직하게는 0nm 이상 80nm 이하이다. 또한, 보다 바람직하게는 10nm 이상 40nm 이하이고, 특히 바람직하게는 20nm 이상 30nm 이하이다.

본 발명에 있어서, 수지 조성물 P를 구성하는 수지 A와 수지 B에 대해서는, 수지 A의 파장 분산성이 수지 B의 파장 분산성보다도 큰 것이 바람직하다. 즉, 수지 A만으로 이루어지는 필름의 파장 분산 특성을, 파장 450nm에서의 면내 리타데이션 R450(A)와 파장 650nm에서의 면내 리타데이션 R650(A)의 비(R450(A)/R650(A))로서 나타내고, 수지 B만으로 이루어지는 필름의 파장 분산 특성을, 파장 450nm에서의 면내 리타데이션 R450(B)와 파장 650nm에서의 면내 리타데이션 R650(B)의 비(R450(B)/R650(B))로서 나타냈을 때에, (R450(A)/R650(A))/(R450(B)/R650(B))>1인 것이 바람직하고, R450(A)/R650(A))/(R450(B)/R650(B))>1.02인 것이 보다 바람직하다.

<리타데이션의 측정>

면내 리타데이션 Re 및 두께 방향 리타데이션 Rth의 측정에는 오쓰카전자주식회사제 위상차 필름·광학 재료 검사 장치 RETS100을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 이하와 같이 하기 식(1)∼(4)에 의해 산출된다. 즉,

Re(0)=(nx-ny)×d …식(2), 및

N=(nx+ny+nz)/3 …식(3)

의 3식의 연립 방정식(단, 식 중, Re(0)는 필름 법선 방향 입사 시의 리타데이션(nm), d는 필름 두께(nm), N은 평균 굴절률)으로부터, 산출한 Re(θ)와 실측한 Re(θ)가 일치하는 nx, ny, nz를 산출하고, 더욱이 하기 식(4)로부터 Rth(nm)가 산출된다.

Rth=((nx+ny)/2-nz)×d …식(4)

<광학 특성의 측정>

제작한 광학 필름의 필름면의 법선 방향을 0°로 하고, 측정기(오쓰카전자주식회사제 위상차 필름·광학 재료 검사 장치 RETS100)를 이용하여, 550nm의 광을 0°로부터 입사하여, 입사광의 위상차값을 측정했다. 그 후, 진상(進相)축 및 지상(遲相)축을 중심으로 해서, 5°씩 샘플을 경사시키고, -50° 내지 50°의 범위에서 위상차값을 측정했다. 얻어진 면내의 위상차값 R0, 지상축을 경사축으로 해서 경사시켜 측정한 위상차값 Rθ, 필름의 두께 d 및 필름의 평균 굴절률 n0을 1.59로 가정한 값을 이용하여, 수치 계산에 의해 nx, ny 및 nz를 구했다.

[실시예 2]

양의 복굴절 재료로서 미쓰비시엔지니어링플라스틱스주식회사제 폴리페닐렌 에터계 수지(PPE) 상품명: PX100L을 28중량부와, PS재팬주식회사제 범용 폴리스타이렌(GPPS) 상품명: HH105를 72중량부의 합계 100중량부를 혼합하고, T 다이를 구비한 필름 시작(試作) 장치를 이용하여 290℃ 설정에서 200μm 두께의 필름을 제작했다. 제작한 필름을 125℃로 가열하고 2.3배로 1축 연신하여 필름을 얻었다(필름 2). 얻어진 시료와 후술의 참고예에 나타내는 필름(필름 1)을 접착제를 이용하여 적층했다. 광학 특성의 평가 결과를 표 2에 나타낸다.

[참고예]

실시예 1과 마찬가지로 해서 100μm 두께의 필름(필름 1)을 제작했다.

[비교예 3]

실시예 2에서 제작한 필름 2를 단층으로 평가했다.

[비교예 4]

실시예 2에서 작성한 필름 2와 비교예 1에서 얻어진 필름을 접착제를 이용하여 적층했다.

표 2에 있어서의 색감의 평가의 방법은 이하와 같다. 편광판을 없앤 OLED 패널 및 터치 패널 위에 실시예 등의 각 필름을 올린 상태에서, 육안으로 관찰하는 것에 의해 색감을 평가했다. 그 결과, 표시에 착색이 보이지 않고, 양호한 검은 표시가 얻어지는 것을 「양호」라고 평가했다. 또한, 명확한 착색이 확인되지만, 반사광의 영향에 의한 색의 변화는 확인되지 않는 것을 「뒤떨어짐」이라고 평가하는 한편, 패널 위에 필름이 없는 상태의 편광판만인 경우와 표시가 거의 동일하며, 반사광의 영향에 의해 표시가 희게 보이는 것을 「현저하게 뒤떨어짐」이라고 평가했다.

이상과 같이, 실시예 2에 있어서는, 고유 복굴절값이 양인 수지와 고유 복굴절값이 음인 수지를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성되고, 리타데이션 특성이 R₄₅₀<R₅₅₀<R₆₅₀이며, 또한 파장 400∼700nm의 전역에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth가 음의 값인 제 1 광학 필름(실시예 2에서의 필름 2)과, 면내 리타데이션 Re의 절대값이 10nm 이하이고, 두께 방향의 리타데이션 Rth가 40nm 이상인 제 2 광학 필름(실시예 2에서의 필름 1)을 적층시켰다. 그 결과, (i) R₄₅₀<R₅₅₀<R₆₅₀의 관계를 만족시키고, (ii) 두께 방향 리타데이션 Rth가 -30nm 이상 80nm 이하인 적층 광학 필름이 제조되었다.

그리고, 표 2의 결과로부터, 실시예 2의 적층 광학 필름은 투과율 및 헤이즈 등의 특성이 우수하다는 것이 확인되었다. 특히, 실시예 2의 적층 광학 필름에 있어서는, 패널 위에 올려 정면 및 사면 방향으로부터 색감을 평가한 결과도 비교예 3 및 비교예 4에 비해 우수했다. 이로부터, 실시예 2의 적층 광학 필름은 반사광의 영향을 받지 않고, 시야각에 의한 위상차 변화가 적은 위상차판으로서 활용 가능하다고 말할 수 있다.

2: 압출기
3: 유연 다이
4: 터치롤
5: 주롤
6: 냉각롤
7: 박리롤
8: 인취롤
9: 권취 장치
21: 필름상 용융물
22: (협압) 필름

Claims (13)

1. 광학 필름의 재료인 용융된 수지를, 금속 탄성롤로 이루어지는 제 1 냉각롤과 금속 비탄성롤로 이루어지는 제 2 냉각롤 사이에 협지해서 성형하는 공정을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법으로서,
   상기 광학 필름의 재료인 용융된 수지를, 상기 제 1 및 제 2 냉각롤에 협지해서 성형할 때, 붙여 끼울 때의 선압이 5∼25kgf/cm이고, 인취 속도가 8∼20m/분이며, 상기 제 1 및 제 2 냉각롤의 표면 온도(Tr)가 상기 수지의 열변형 온도(Th)에 대하여 (Th-10℃)≤Tr≤(Th+20℃)이고,
   상기 광학 필름에 있어서, 하기 식(1)로 표현되는 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re의 절대값이 10nm 이하이고, 하기 식(2)로 표현되는 두께 방향의 파장 550nm에 있어서의 리타데이션 Rth가 40nm 이상인, 광학 필름의 제조 방법.
   Re=(Nx-Ny)×d (1)
   Rth=((Nx+Ny)/2-Nz)×d (2)
   (식(1) 및 (2)에 있어서, Nx는 필름의 면 방향에서 가장 굴절률이 큰 방향의 굴절률, Ny는 Nx 방향에 수직인 방향의 굴절률, Nz는 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타내고, d는 광학 필름의 두께를 나타낸다)
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 필름이 폴리카보네이트계 수지, 폴리페닐렌 에터계 수지, 셀룰로스 에스터계 수지, 노보넨계 수지, 사이클로올레핀 폴리머계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아마이드계 수지, 폴리스타이렌계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 광학 필름이 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 에터계 수지, 폴리스타이렌 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조된 광학 필름으로 이루어지는 네거티브 C 플레이트.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법에 의해 제조된 광학 필름.
6. 고유 복굴절값이 양인 수지 A와 고유 복굴절값이 음인 수지 B를 포함하는 수지 조성물 P로 이루어지는 제 1 광학 필름과,
   하기 식(1)로 표현되는 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re의 절대값이 10nm 이하이고, 하기 식(2)로 표현되는 두께 방향의 파장 550nm에 있어서의 리타데이션 Rth가 40nm 이상인 제 2 광학 필름을 적층하여 이루어지는 적층 광학 필름으로서,
   (i) 파장 450nm에 있어서의 면내 리타데이션 R₄₅₀(nm)의 값과, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 R₅₅₀(nm)의 값과, 파장 650nm에 있어서의 면내 리타데이션 R₆₅₀(nm)의 값이, R₄₅₀<R₅₅₀<R₆₅₀의 관계를 만족시키고,
   (ii) 두께 방향 리타데이션 Rth가 -30nm 이상 80nm 이하인
   적층 광학 필름.
   Re=(Nx-Ny)×d (1)
   Rth=((Nx+Ny)/2-Nz)×d (2)
   (식(1) 및 (2)에 있어서, Nx는 필름의 면 방향에서 가장 굴절률이 큰 방향의 굴절률, Ny는 Nx 방향에 수직인 방향의 굴절률, Nz는 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타내고, d는 광학 필름의 두께를 나타낸다)
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 2 광학 필름의 두께 방향 리타데이션 Rth가 70nm 이상 200nm 이하인 적층 광학 필름.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 고유 복굴절값이 양인 수지 A는 폴리페닐렌 에터 수지인 적층 광학 필름.
9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 고유 복굴절값이 음인 수지 B는 폴리스타이렌 수지인 적층 광학 필름.
10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 수지 조성물 P에 있어서, 상기 수지 A와 상기 수지 B의 중량비가 수지 A/수지 B=1/9∼3/7인 적층 광학 필름.
11. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 필름이 상기 수지 조성물 P로 이루어지는 연신 필름인 적층 광학 필름.
12. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 면내 리타데이션 R₄₅₀의 값이 100∼125nm이고, 상기 면내 리타데이션 R₅₅₀의 값이 125∼145nm이며, 상기 면내 리타데이션 R₆₅₀의 값이 130∼150nm인 적층 광학 필름.
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