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KR102001807B1 - 광학 적층체, 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

광학 적층체, 편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR102001807B1
KR102001807B1 KR1020190046601A KR20190046601A KR102001807B1 KR 102001807 B1 KR102001807 B1 KR 102001807B1 KR 1020190046601 A KR1020190046601 A KR 1020190046601A KR 20190046601 A KR20190046601 A KR 20190046601A KR 102001807 B1 KR102001807 B1 KR 102001807B1
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준야 에구치
겐 후루이
세이카 미나코시
유키미츠 이와타
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다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 간섭 줄무늬 및 컬의 발생을 충분히 억제하면서, 하드 코트층의 박막화를 도모할 수 있고, 제조 비용이 높아지는 것을 방지할 수 있는 광학 적층체를 제공한다.
광투과성 기재의 한쪽 면 상에 하드 코트층을 갖는 광학 적층체이며, 상기 하드 코트층은 표면에 요철 형상을 갖고, 상기 요철 형상은, 요철부의 평균 경사각을 θa로 하고 요철의 커토시스를 Kr로 했을 때, 상기 θa 및 Kr이 이하의 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광학 적층체이다.
0.01°≤θa≤0.10°
1≤Kr≤3

Description

광학 적층체, 편광판 및 화상 표시 장치{OPTICAL LAYERED BODY, POLARIZER, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 적층체, 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로루미네센스 디스플레이(ELD), 필드 에미션 디스플레이(FED) 등의 화상 표시 장치에 있어서는, 반사 방지 성능, 대전 방지 성능, 하드 코트성이나 방오성 등의 다양한 성능을 갖는 기능층을 포함하여 이루어지는 광학 적층체가 설치되어 있다.
이러한 광학 적층체는 광투과성 기재 상에 다양한 기능층을 적층하여 이루어지는 것이다. 이로 인해, 광투과성 기재 상에, 예를 들어 하드 코트를 형성시킨 경우, 광투과성 기재와 하드 코트층의 계면의 반사광과, 하드 코트 표면의 반사광이 간섭하여, 막 두께의 불균일에 기인하여 간섭 줄무늬라 불리는 불균일 모양이 나타나, 외관이 손상된다는 문제점이 발생하였었다.
그러한 간섭 줄무늬의 발생을 방지하기 위해, 예를 들어 광투과성 기재 상에 하드 코트층을 형성하는 경우, 하드 코트층을 형성하기 위한 수지 조성물에, 광투과성 기재에 침투하여 팽윤 또는 용해시킬 수 있는 용제를 사용하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조). 이러한 용제를 포함하는 수지 조성물을 사용함으로써, 용제의 광투과성 기재로의 침투에 수반하여 수지 조성물 중의 수지가 광투과성 기재 중에 함침된 함침층이 형성되고, 그 결과, 광투과성 기재와 하드 코트층의 계면을 실질상 없앨 수 있어, 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있다.
그러나, 이러한 함침층을 형성함으로써 간섭 줄무늬의 방지를 도모한 종래의 광학 적층체에서는, 간섭 줄무늬의 발생을 충분히 방지하기 위해서는 함침층을 두껍게 형성해야만 되어, 필연적으로 하드 코트층을 형성할 때에 사용하는 조성물의 도포량을 많게 할 필요가 있었다.
이로 인해, 광학 적층체의 박막화가 곤란해지거나 컬이 발생하는 등의 문제가 있었고, 또한 하드 코트층 형성 시의 조성물의 도포량이 많아지면, 형성하는 하드 코트층의 두께 불균일의 원인이 됨과 함께, 제조 비용이 높게 든다는 문제도 있었다.
또한, 화상 표시 장치의 표면에 이용되는 광학 적층체로서, 표면에 요철 형상을 갖는 방현층을 광투과성 기재 상에 설치함으로써 방현성이 부여된 광학 적층체(방현성 필름)도 알려져 있다. 그러나, 이러한 방현성 필름에서는 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있더라도, 백탁감이 발생하여 콘트라스트가 저하된다는 문제도 있었다.
일본 특허 공개 제2003-131007호 공보 일본 특허 공개 제2003-205563호 공보
본 발명은 상기 현 상황을 감안하여, 간섭 줄무늬 및 컬의 발생을 충분히 억제하면서, 백탁감의 발생이 없고, 하드 코트층의 박막화를 도모할 수 있고, 제조 비용이 높아지는 것을 방지할 수 있는 광학 적층체, 상기 광학 적층체를 사용하여 이루어지는 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 광투과성 기재의 한쪽 면 상에 하드 코트층을 갖는 광학 적층체이며, 상기 하드 코트층은 표면에 요철 형상을 갖고, 상기 요철 형상은, 요철부의 평균 경사각을 θa로 하고 요철의 커토시스를 Kr로 했을 때, 상기 θa 및 Kr이 이하의 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광학 적층체이다.
0.01°≤θa≤0.10°
1≤Kr≤3
또한, 상기 하드 코트층의 요철 형상은, 요철의 산술 평균 거칠기를 Ra로 했을 때, 이하의 식을 만족시키는 것이 바람직하다.
0.02μm≤Ra≤0.10μm
또한, 상기 하드 코트층의 요철 형상은, λa=2π×(Ra/tan(θa))로 표시되는 평균 파장 λa가 하기 식을 만족시키는 것이 바람직하다.
200μm≤λa≤800μm
본 발명의 광학 적층체에 있어서, 상기 하드 코트층은 무기 산화물 미립자 및 바인더 수지를 함유하는 것이 바람직하고, 상기 무기 산화물 미립자는 소수화 처리 무기 산화물 미립자인 것이 바람직하다.
또한, 상기 무기 산화물 미립자는 응집체를 형성하여 하드 코트층에 함유되어 있고, 상기 응집체의 평균 입자 직경이 100nm 내지 2.0μm인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광학 적층체는 상기 하드 코트층의 상기 광투과성 기재측과 반대측 표면에 저굴절률층을 갖고, 상기 저굴절률층은 상기 하드 코트층측과 반대측 표면에, 상기 하드 코트층의 표면에 형성된 요철 형상에 추종한 요철 형상을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 편광 소자를 구비하여 이루어지는 편광판이며, 상기 편광판은 편광 소자 표면에 상술한 광학 적층체를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판이기도 하다.
본 발명은 상술한 광학 적층체, 또는 상술한 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치이기도 하다.
이하에, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은, 광투과성 기재의 한쪽 면 상에 하드 코트층을 갖는 구성의 광학 적층체에 대하여 예의 검토한 결과, 하드 코트층의 표면(광투과성 기재와 반대측 면)에 특정 요철 형상을 형성함으로써, 간섭 줄무늬의 발생을 적절히 방지할 수 있고, 광투과성 기재로의 함침층을 형성할 필요가 없기 때문에 박막화를 도모할 수 있고, 또한 컬의 발생의 방지 및 제조 비용의 앙등을 방지할 수 있음을 알아내어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
또한, 본 발명의 광학 적층체에 의하면, 광투과성 기재에 함침층을 형성할 필요가 없기 때문에, 광투과성 기재의 재료 선택의 폭 및 하드 코트층의 형성에 사용되는 조성물에 사용할 수 있는 용제의 재료 선택의 폭이, 모두 종래의 광학 적층체와 비교하여 넓어진다는 효과가 있다.
또한, 종래, 방현성 부여를 목적으로 한 하드 코트층의 표면에 요철 형상을 갖는 광학 적층체(방현성 필름)가 알려져 있지만, 본 발명의 광학 적층체는 이러한 종래의 방현성 필름과는 상이한 것이다. 즉, 본 발명의 광학 적층체의 하드 코트층 표면에 형성된 요철 형상은, 종래의 방현성 필름의 표면에 형성된 요철 형상과 비교하여 요철의 높이가 보다 낮고, 또한 요철부의 경사 각도가 보다 완만하다. 따라서, 하드 코트층에 이러한 요철 형상이 형성된 본 발명의 광학 적층체에서는 종래의 방현성 필름과 같은 방현성은 얻어지지 않는다. 한편, 본 발명에 의하면, 방현성 필름에서 문제가 되는 외광에 의한 백탁감의 발생이 생기지 않고, 콘트라스트가 우수한 영상을 제공하는 광학 적층체를 얻을 수 있다. 즉, 본 발명의 광학 적층체는 화상 표시 장치의 시인성 개선 방법에 사용할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는, 광투과성 기재의 한쪽 면 상에 하드 코트층을 갖는다.
상기 광투과성 기재는 평활성, 내열성을 구비하고, 기계적 강도가 우수한 것이 바람직하다. 광투과성 기재를 형성하는 재료의 구체예로서는, 예를 들어 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트), 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리메타크릴산메틸, 폴리카르보네이트, 또는 폴리우레탄 등의 열가소성 수지나 유리를 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트), 셀룰로오스 트리아세테이트를 들 수 있다.
상기 광투과성 기재는, 상기 재료를 유연성이 풍부한 필름 형상체로서 사용하는 것이 바람직하지만, 경화성이 요구되는 사용 형태에 따라 판상체의 것을 사용해도 좋다.
그 밖에, 상기 광투과성 기재로서는, 지환 구조를 갖는 비정질 올레핀 중합체(Cyclo-Olefin-Polymer: COP) 필름을 들 수 있다. 이것은 노르보르넨계 중합체, 단환의 환상 올레핀계 중합체, 환상 공액 디엔계 중합체, 비닐 지환식 탄화수소계 중합체 등이 사용되는 기재로, 예를 들어 닛본 제온사제의 제오넥스나 제오노아(노르보르넨계 수지), 스미또모 베이크라이트사제의 스미라이트 FS-1700, JSR사제의 아톤(변성 노르보르넨계 수지), 미쯔이 가가꾸사제의 아펠(환상 올레핀 공중합체), 티코나(Ticona)사제의 토파스(Topas)(환상 올레핀 공중합체), 히따찌 가세이사제의 옵토레즈 OZ-1000 시리즈(지환식 아크릴 수지) 등을 들 수 있다.
또한, 트리아세틸셀룰로오스의 대체 기재로서 아사히 가세이 케미컬즈사제의 FV 시리즈(저복굴절률, 저광탄성률 필름)도 바람직하다.
상기 광투과성 기재의 두께로서는, 필름 형상체의 경우, 20 내지 300μm인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 하한이 30μm이며, 상한이 200μm이다. 광투과성 기재가 판상체인 경우에는, 이들 두께를 초과하는 두께여도 좋다.
상기 광투과성 기재는, 그 위에 상기 하드 코트층을 형성함에 있어서, 접착성 향상을 위해 코로나 방전 처리, 산화 처리 등의 물리적 또는 화학적인 처리 외에, 앵커제 또는 프라이머라 불리는 도료의 도포가 미리 행해져 있어도 좋다.
또한, LCD용의 광투과성 기재로서 주로 사용되는 경우가 많은 트리아세틸셀룰로오스를 재료로 하고, 또한 디스플레이 박막화를 목표로 하는 경우에는, 상기 광투과성 기재의 두께로서 20 내지 65μm가 바람직하다.
상기 하드 코트층은 경도가 JIS K5600-5-4(1999)에 의한 연필 경도 시험(하중 4.9N)에 있어서, H 이상인 것이 바람직하고, 2H 이상인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 광학 적층체에 있어서, 상기 하드 코트층은 상기 광투과성 기재의 한쪽 면 상에 형성되어 있고, 표면에 요철 형상을 갖는 것이다.
본 발명의 광학 적층체에 있어서, 상기 하드 코트층의 표면에 형성된 요철 형상은, 요철부의 평균 경사각을 θa로 하고 요철의 커토시스를 Kr로 했을 때, 상기 θa 및 Kr이 이하의 식을 만족시키는 것이다.
0.01°≤θa≤0.10°
1≤Kr≤3
상기 하드 코트층의 표면에 형성된 요철 형상에 의해 간섭 줄무늬를 방지할 수 있는 이유는, 하드 코트층 표면에서 반사하는 광이 확산되어, 비간섭성의 광이 되기 때문이다. 광을 확산시키기 위해서는 요철 표면에 경사가 있는 것이 필요하고, 그의 지표가 평균 경사각 θa이다.
본 발명의 광학 적층체에 있어서, 상기 요철부의 평균 경사각 θa의 하한은 0.01°이다. 0.01° 미만이면, 경사가 충분하지 않고, 간섭 줄무늬를 방지할 수 없다. 보다 바람직한 하한은 0.03°이며, 더욱 바람직한 하한은 0.04°이다. 또한, 상기 요철부의 평균 경사각 θa의 상한은 0.10°이다. 0.10°를 초과하면, 상기 요철부의 경사 각도가 과도하게 크기 때문에, 외광의 확산 반사에 의한 백탁감의 문제가 발생한다. 보다 바람직한 상한은 0.09°이며, 더욱 바람직한 상한은 0.08°이다.
또한, 본 발명에 있어서는 상기 요철의 커토시스 Kr이 1 이상 3 이하이다. 상기 커토시스 Kr은 첨도라고도 하며, 그의 값이 클수록 볼록부 또는 오목부가 급준한 형상이 되는 것을 나타낸다. 이것은, 평균 경사각이 상기 범위를 만족하더라도, 그 경사각 분포에 치우침이 발생하고 있는 것을 나타내고 있다. 즉, 국소적으로는 경사각이 크지만, 그의 다른 부분에서는 경사각이 작은 것을 나타내고 있다. 이러한 경우, 국소적으로 경사각이 큰 부분에서는 광의 확산이 과도하게 커져 백탁감의 문제가 발생할 우려가 있는 한편, 경사각이 작은 부분에서는 적절히 간섭 줄무늬를 방지할 수 없을 우려가 있다. Kr이 3 이하이면, 경사 각도 분포의 치우침이 적절히 억제되어, 간섭 줄무늬를 적절히 방지할 수 있음과 동시에 백탁감도 억제할 수 있다. 또한, Kr의 값은 정의상 최소값은 1이다.
또한, 본 발명에 있어서는, 요철의 산술 평균 거칠기를 Ra로 했을 때, 이하의 식을 만족시키는 것이 바람직하다.
0.02μm≤Ra≤0.10μm
본 발명에 있어서는, 요철 형상의 각 볼록부의 크기(높이)를 제어하는 것이 바람직하지만, 그의 지표가 산술 평균 거칠기 Ra이다.
상기 요철의 산술 평균 거칠기 Ra의 하한은 0.02μm이다. 상기 Ra가 0.02μm 미만이면, 광의 파장에 대하여 각 볼록부의 크기(높이)가 너무 작음으로써, 확산 효과가 얻어지지 않는 경우가 있다. 보다 바람직한 하한은 0.03μm이고, 더욱 바람직한 하한은 0.04μm이다. 또한, 상기 Ra의 상한은 0.10μm이다. Ra가 0.10μm를 초과하면, 각 볼록부가 너무 커져 투과광을 비뚤어지게 하기 때문에, 선명한 화상이 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 보다 바람직한 상한은 0.09μm이고, 더욱 바람직한 상한은 0.08μm이다.
또한, 본 발명에 있어서는, λa=2π×(Ra/tan(θa))로 표시되는 평균 파장 λa가 200μm 이상 800μm 이하인 것이 바람직하다.
상기 평균 파장 λa는 요철의 평균적인 간격을 나타내는 파라미터이다. 평균 파장 λa가 200μm 미만이면, 요철이 너무 작아 간섭 줄무늬를 방지할 수 없거나, 혹은, 요철 평면에서의 경사각의 변화가 너무 커서 백탁감이 보일 우려가 있다. 평균 파장 λa가 800μm를 초과하면, 요철 평면에서의 경사각의 변화가 적어져, 적절히 간섭 줄무늬를 방지할 수 없을 우려가 있다. 상기 평균 파장 λa의 보다 바람직한 하한은 300μm, 보다 바람직한 상한은 600μm이다.
또한, 상기 하드 코트층의 표면에 형성된 요철 형상의 10점 평균 거칠기(Rz)는 0.5μm 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 상한은 0.3μm이다. 상기 Rz가0.5μm 이상이면, 요철이 너무 커서 백탁감이 보일 우려가 있다. 상기 Rz의 하한은 특별히 한정되지 않고, 확산 효과가 얻어지는 범위에서 적절히 조정된다.
또한, 본 명세서에 있어서, 상기 θa, Kr, Ra 및 Rz는 JIS B 0601-1994에 준거하는 방법으로 얻어진 거칠기 곡선으로부터 기준 길이마다 구해지는 값이다. Ra 및 Rz는 JIS B 0601-1994에 정의된 값이고, θa는 표면 거칠기 측정기: SE-3400 취급 설명서(1995.07.20 개정)(가부시끼가이샤 고사까 겡뀨쇼)에 기재된 정의에 의한 값이며, 도 1에 도시한 바와 같이, 기준 길이 L에 존재하는 볼록부 높이의 합(h1+h2+h3+ … +hn)의 아크탄젠트 θa=tan-1{(h1+h2+h3+ … +hn)/L}로 구할 수 있다.
또한, 상기 Kr은 하기 수학식 1에 의해 정의되는 값이다.
Figure 112019041041217-pat00001
여기서, l은 기준 길이를 나타내고, f(x)는 거칠기 곡선을 나타내고, Rq는 제곱 평균 평방근 거칠기이며, 하기 수학식 2에 의해 정의된다.
Figure 112019041041217-pat00002
이러한 θa, Kr, Ra 및 Rz는, 예를 들어 표면 거칠기 측정기: SE-3400/가부시끼가이샤 고사까 겡뀨쇼제 등에 의해 측정하여 구할 수 있다.
상술한 특정 요철 형상을 얻기 위해서는, (1) 미립자와 바인더 수지를 포함하는 조성물을 광투과성 기재에 도포하여 요철을 형성하거나, (2) 서로 비상용성인 2종의 바인더 수지를 포함하는 조성물을 광투과성 기재에 도포하여 상분리에 의해 요철을 형성하거나, (3) 바인더 수지를 광투과성 기재에 도포하여 요철 형상을 갖는 엠보싱 롤을 전사해서 요철을 형성하는 등의 방법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 제조 용이성의 관점에서는 (1)의 방법이 바람직하고, 이하에 상세하게 설명한다.
상기 하드 코트층은 무기 산화물 미립자를 함유하고 있는 것이 바람직하다.
상기 무기 산화물 미립자는 상기 하드 코트층의 표면의 요철 형상을 형성하는 재료이며, 본 발명의 광학 적층체에서는, 상기 무기 산화물 미립자는 응집체를 형성하여 상기 하드 코트층 중에 함유되고, 상기 무기 산화물 미립자의 응집체에 의해 상기 하드 코트층의 표면의 요철 형상이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
무기 산화물 입자로서는, 예를 들어 실리카 미립자, 알루미나 미립자, 지르코니아 미립자, 티타니아 미립자, 산화주석 미립자, ATO 입자, 산화아연 미립자 등을 들 수 있다.
또한, 상기 무기 산화물 미립자는 표면 처리되어 있는 것이 바람직하다. 상기 무기 산화물 미립자가 표면 처리되어 있음으로써, 상기 무기 산화물 미립자의 응집체의 상기 하드 코트층 중에서의 분포를 적절히 제어할 수 있고, 또한 무기 산화물 미립자 자체의 내약품성 및 내비누화성의 향상을 도모할 수도 있다.
상기 표면 처리로서는, 소수화 처리가 바람직하고, 예를 들어 상기 무기 산화물 미립자를, 메틸기 혹은 옥틸기를 갖는 실란 화합물 등의 표면 처리제로 처리하는 방법 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 옥틸기를 갖는 실란 화합물로 처리하는 방법이 바람직하다.
여기서, 통상, 상기 무기 산화물 미립자의 표면에는 수산기가 존재하고 있지만, 상기 표면 처리가 이루어짐으로써 상기 무기 산화물 미립자 표면의 수산기가 적어지고, 또한 상기 표면 처리제의 종류나 처리량을 조정함으로써 상기 무기 산화물 미립자 표면의 수산기의 비율을 조정할 수 있다. 그에 의해, 상기 무기 산화물 미립자의 응집의 정도를 제어할 수 있어, 상술한 특정 요철 형상을 하드 코트층의 표면에 형성하는 것이 용이하게 된다.
또한, 상기 무기 산화물 미립자는 비정질인 것이 바람직하다. 상기 무기 산화물 미립자가 결정성인 경우, 그 결정 구조 중에 포함되는 격자 결함에 의해, 무기 산화물 미립자의 루이스 산성이 강해져, 무기 산화물 미립자의 과도한 응집을 제어할 수 없게 되는 경우가 있다.
이러한 무기 산화물 미립자로서는, 그 자신이 응집하기 쉬워 후술하는 응집체를 형성하기 쉬운 점에서, 예를 들어 퓸드 실리카가 적절히 사용된다. 여기서, 상기 퓸드 실리카란, 건식법으로 제작된 200nm 이하의 입경을 갖는 비정질의 실리카를 말하고, 규소를 포함하는 휘발성 화합물을 기상으로 반응시킴으로써 얻어진다. 구체적으로는, 예를 들어 규소 화합물, 예를 들어 SiCl4를 산소와 수소의 불꽃 중에서 가수분해하여 생성된 것 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 아에로질(AEROSIL) R805(닛본 아에로질사제) 등을 들 수 있다.
상기 무기 산화물 미립자의 함유량으로서는 특별히 한정되지 않지만, 상기 하드 코트층 중 0.1 내지 5.0질량％인 것이 바람직하다. 0.1질량％ 미만이면, 상술한 특정 요철 형상을 하드 코트층의 표면에 형성할 수 없어, 간섭 줄무늬를 방지 할 수 없는 경우가 있고, 5.0질량％를 초과하면, 응집체가 과도하게 발생하여, 내부 확산 및/또는 하드 코트층에 큰 표면 요철이 발생하기 때문에, 백탁감의 문제가 발생하는 경우가 있다. 보다 바람직한 하한은 0.5질량％, 보다 바람직한 상한은 3.0질량％이다.
상기 무기 산화물 미립자는 평균 1차 입자 직경이 1 내지 100nm인 것이 바람직하다. 1nm 미만이면, 상술한 특정 요철 형상을 하드 코트층의 표면에 형성할 수 없는 경우가 있고, 100nm를 초과하면, 무기 산화물 미립자에 의해 광이 확산되어, 본 발명의 광학 적층체를 사용한 화상 표시 장치의 암실 콘트라스트가 떨어지는 경우가 있다. 보다 바람직한 하한은 5nm, 보다 바람직한 상한은 50nm이다.
또한, 상기 무기 산화물 미립자의 평균 1차 입자 직경은, 단면 전자 현미경(TEM, STEM 등의 투과형이고 배율은 5만배 이상이 바람직함)의 화상으로부터, 화상 처리 소프트웨어를 사용하여 측정되는 값이다.
상기 무기 산화물 미립자는 단립자 상태에서의 형상이 구 형상인 것이 바람직하다. 상기 무기 산화물 미립자의 단립자가 이러한 구 형상임으로써, 본 발명의 광학 적층체를 화상 표시 장치에 적용한 경우, 고콘트라스트의 표시 화상을 얻을 수 있다.
또한, 상기 「구 형상」이란, 예를 들어 진구 형상, 타원구 형상 등을 들 수 있고, 소위 부정형을 제외한 의미이다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 무기 산화물 미립자의 응집체는, 상기 하드 코트층 중에서 상술한 무기 산화물 미립자가 염주 형상(진주 목걸이 형상)으로 이어진 구조를 형성하고 있는 것이 바람직하다.
상기 하드 코트층 중에서 상기 무기 산화물 미립자가 염주 형상으로 이어진 응집체를 형성하고 있음으로써, 상기 응집체에 기초하는 볼록부가 경사가 적은 완만한 형상이 되기 때문에, 상기 하드 코트층의 표면 요철 형상을 상술한 특정 요철 형상으로 하는 것이 용이해진다.
또한, 상기 무기 산화물 미립자가 염주 형상으로 이어진 구조란, 예를 들어 상기 무기 산화물 미립자가 직선 형상으로 연속하여 이어진 구조(직쇄 구조), 상기 직쇄 구조가 복수 서로 얽힌 구조, 상기 직쇄 구조에 무기 산화물 미립자가 복수 연속해서 형성된 측쇄를 하나 또는 2 이상 갖는 분지 구조 등, 임의의 구조를 들 수 있다.
또한, 상기 무기 산화물 미립자의 응집체는, 평균 입자 직경이 100nm 내지 2.0μm인 것이 바람직하다. 100nm 미만이면, 상술한 특정 요철 형상을 하드 코트층의 표면에 형성할 수 없는 경우가 있고, 2.0μm를 초과하면, 상기 무기 산화물 미립자의 응집체에 의해 광이 확산되어, 본 발명의 광학 적층체를 사용한 화상 표시 장치의 암실 콘트라스트가 떨어지는 경우가 있다. 상기 응집체의 평균 입자 직경의 보다 바람직한 하한은 200nm, 보다 바람직한 상한은 1.5μm이다.
또한, 상기 무기 산화물 미립자의 응집체의 평균 입자 직경은, 단면 전자 현미경에 의한 관찰(1만 내지 2만배 정도)로부터 무기 산화물 미립자의 응집체가 많이 포함되는 각 변이 5μm인 영역을 선택하여, 그 영역 중의 무기 산화물 미립자의 응집체의 입자 직경을 측정하고, 상위 10개의 무기 산화물 미립자의 응집체의 입자 직경을 평균한 것이다. 또한, 상기 「무기 산화물 미립자의 응집체의 입자 직경」은, 무기 산화물 미립자의 응집체의 단면을 임의의 평행한 2개의 직선 사이에 끼웠을 때, 상기 2개의 직선간 거리가 최대가 되는 2개의 직선의 조합에 있어서의 직선간 거리로서 측정된다. 또한, 상기 무기 산화물 미립자의 응집체의 입자 직경은 화상 해석 소프트웨어를 사용해서 산출해도 좋다.
상기 하드 코트층의 두께로서는, 2.0 내지 7.0μm인 것이 바람직하다. 2.0μm 미만이면, 하드 코트층 표면에 흠집이 발생하기 쉬워지는 경우가 있고, 7.0μm를 초과하면, 하드 코트층의 박막화를 도모할 수 없을 뿐만 아니라, 하드 코트층이 깨지기 쉬워지거나, 컬이 문제가 되는 경우가 있다. 상기 하드 코트층의 두께의 보다 바람직한 범위는 2.0 내지 5.0μm이다. 또한, 상기 하드 코트층의 두께는 단면 현미경 관찰에 의해 측정할 수 있다.
상기 하드 코트층은 상기 무기 산화물 미립자가 바인더 수지 중에 분산되어 있다.
상기 바인더 수지로서는, 상기 소수화 처리한 무기 산화물 미립자의 소수성에 따라 극성이 조정되어 있는 것이 바람직하다. 바인더 수지의 극성을 조정하는 방법으로서는, 예를 들어 바인더 수지의 수산기값을 조정하는 것을 들 수 있다. 바인더 수지의 극성을 적절히 함으로써, 상기 무기 산화물 미립자의 응집·분산성을 적절히 제어하여, 상술한 특정 요철 형상을 형성시키기 쉬워진다.
바인더 수지로서는, 투명성의 것이 바람직하고, 예를 들어 자외선 또는 전자선에 의해 경화하는 수지인 전리 방사선 경화형 수지가 자외선 또는 전자선의 조사에 의해 경화된 것인 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「수지」란, 특별히 언급하지 않는 한, 단량체, 올리고머, 중합체 등도 포함하는 개념이다.
상기 전리 방사선 경화형 수지로서는, 예를 들어 아크릴레이트계 등의 관능기를 갖는 화합물 등의 하나 또는 2 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다. 하나의 불포화 결합을 갖는 화합물로서는, 예를 들어 에틸(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 스티렌, 메틸스티렌, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 2 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물로서는, 예를 들어 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨 옥타(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리트리톨 데카(메트)아크릴레이트, 이소시아누르산 트리(메트)아크릴레이트, 이소시아누르산 디(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 트리(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 디(메트)아크릴레이트, 비스페놀 디(메트)아크릴레이트, 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트, 아다만틸 디(메트)아크릴레이트, 이소보로닐 디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜탄 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메트)아크릴레이트 등의 다관능 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETTA)가 적절히 사용된다. 또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴레이트」는, 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 가리키는 것이다. 또한, 본 발명에서는, 상기 전리 방사선 경화형 수지로서, 상술한 화합물을 PO, EO 등으로 변성한 것도 사용할 수 있다.
상기 화합물 외에, 불포화 이중 결합을 갖는 비교적 저분자량의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지 등도 상기 전리 방사선 경화형 수지로서 사용할 수 있다.
상기 전리 방사선 경화형 수지는, 용제 건조형 수지(열가소성 수지 등, 도포 시공 시에 고형분을 조정하기 위해 첨가한 용제를 건조시키는 것만으로 피막이 되는 수지)와 병용하여 사용할 수도 있다. 용제 건조형 수지를 병용함으로써, 하드 코트층을 형성할 때에 도액의 도포면의 피막 결함을 유효하게 방지할 수 있다.
상기 전리 방사선 경화형 수지와 병용하여 사용할 수 있는 용제 건조형 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 열가소성 수지를 사용할 수 있다.
상기 열가소성 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 아세트산비닐계 수지, 비닐에테르계 수지, 할로겐 함유 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 셀룰로오스 유도체, 실리콘계 수지 및 고무 또는 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지는 비결정성이고, 또한 유기 용매(특히 복수의 중합체나 경화성 화합물을 용해 가능한 공통 용매)에 가용인 것이 바람직하다. 특히 투명성이나 내후성이라는 관점에서, 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스 유도체(셀룰로오스 에스테르류 등) 등이 바람직하다.
또한, 상기 하드 코트층은 열경화성 수지를 함유하고 있어도 좋다.
상기 열경화성 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 페놀 수지, 요소 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 멜라민 수지, 구아나민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아미노 알키드 수지, 멜라민-요소 공축합 수지, 규소 수지, 폴리실록산 수지 등을 들 수 있다.
상기 무기 산화물 미립자 및 바인더 수지를 함유하는 하드 코트층은, 예를 들어 상술한 무기 산화물 미립자, 바인더 수지의 단량체 성분 및 용제를 함유하는 하드 코트층용 조성물을, 광투과성 기재 상에 도포하고, 건조시켜 형성한 도막을 전리 방사선 조사 등에 의해 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
상기 하드 코트층용 조성물에 포함되는 용제로서는, 예를 들어 알코올(예, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, s-부탄올, t-부탄올, 벤질 알코올, PGME, 에틸렌글리콜), 케톤류(아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등), 에테르류(디옥산, 테트라히드로푸란 등), 지방족 탄화수소류(헥산 등), 지환식 탄화수소류(시클로헥산 등), 방향족 탄화수소류(톨루엔, 크실렌 등), 할로겐화 탄소류(디클로로메탄, 디클로로에탄 등), 에스테르류(아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등), 셀로솔브류(메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브 등), 셀로솔브 아세테이트류, 술폭시드류(디메틸술폭시드 등), 아미드류(디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등) 등을 예시할 수 있고, 이들의 혼합물이어도 좋다.
상기 하드 코트층용 조성물은 추가로 광중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 광중합 개시제로서는 특별히 한정되지 않고, 공지된 것을 사용할 수 있으며, 구체예로는, 예를 들어 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러 벤조일 벤조에이트, α-아밀옥심에스테르, 티오크산톤류, 프로피오페논류, 벤질류, 벤조인류, 아실포스핀 옥사이드류를 들 수 있다. 또한, 광증감제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하고, 그의 구체예로서는, 예를 들어 n-부틸아민, 트리에틸아민, 폴리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제로서는, 상기 바인더 수지가 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 수지계인 경우에는, 아세토페논류, 벤조페논류, 티오크산톤류, 벤조인, 벤조인 메틸에테르 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 바인더 수지가 양이온 중합성 관능기를 갖는 수지계인 경우에는, 상기 광중합 개시제로서는, 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요오도늄염, 메탈로센 화합물, 벤조인술폰산 에스테르 등을 단독으로 또는 혼합물로서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 하드 코트층용 조성물에 있어서의 상기 광중합 개시제의 함유량은, 상기 바인더 수지 100질량부에 대하여 0.5 내지 10.0질량부인 것이 바람직하다. 0.5질량부 미만이면, 형성하는 하드 코트층의 하드 코트 성능이 불충분해지는 경우가 있고, 10.0질량부를 초과하면, 반대로 경화를 저해할 가능성도 나오기 때문에 바람직하지 않다.
상기 하드 코트층용 조성물 중에 있어서의 원료의 함유 비율(고형분)로서는 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로는 5 내지 70질량％, 특히 25 내지 60질량％로 하는 것이 바람직하다.
상기 하드 코트층용 조성물에는, 하드 코트층의 경도를 높게 하거나, 경화 수축을 억제하거나, 굴절률을 제어하는 등의 목적에 따라, 종래 공지된 분산제, 계면 활성제, 대전 방지제, 실란 커플링제, 증점제, 착색 방지제, 착색제(안료, 염료), 소포제, 레벨링제, 난연제, 자외선 흡수제, 접착 부여제, 중합 금지제, 산화 방지제, 표면 개질제, 이활제 등을 첨가해도 좋다.
상기 레벨링제로서는, 예를 들어 실리콘 오일, 불소계 계면 활성제 등이, 하드 코트층이 버나드 셀 구조가 되는 것을 회피하는 점에서 바람직하다. 용제를 포함하는 수지 조성물을 도포 시공하고, 건조시키는 경우, 도막 내에 있어서 도막 표면과 내면에 표면 장력차 등을 발생시키고, 그에 의해 도막 내에 다수의 대류가 야기된다. 이 대류에 의해 발생하는 구조는 버나드 셀 구조라 불리며, 형성하는 하드 코트층에 오돌 도돌한 표면이나 도포 시공 결함과 같은 문제의 원인이 된다.
또한, 상기 버나드 셀 구조는, 하드 코트층의 표면의 요철이 너무 커져서 광학 적층체의 외관을 손상시킬 우려가 있다. 전술한 바와 같은 레벨링제를 사용하면, 이 대류를 방지할 수 있기 때문에, 결함이나 불균일이 없는 하드 코트층막이 얻어질 뿐만 아니라, 하드 코트층 표면의 요철 형상의 조정도 용이하게 된다.
상기 하드 코트층용 조성물의 제조 방법으로서는 각 성분을 균일하게 혼합할 수 있으면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 페인트 셰이커, 비즈 밀, 니더, 믹서 등의 공지된 장치를 사용하여 행할 수 있다.
상기 하드 코트층용 조성물을 광투과성 기재 상에 도포하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 스핀 코트법, 침지법, 스프레이법, 다이 코트법, 바 코트법, 롤 코터법, 메니스커스 코터법, 플렉소 인쇄법, 스크린 인쇄법, 피드 코터법 등의 공지된 방법을 들 수 있다.
상기 방법 중 어느 하나로 하드 코트층용 조성물을 도포한 후, 형성한 도막을 건조시키기 위해 가열된 영역에 반송하여 각종 공지된 방법으로 도막을 건조시켜 용제를 증발시킨다. 여기서 용제 상대 증발 속도, 고형분 농도, 도포액 온도, 건조 온도, 건조풍의 풍속, 건조 시간, 건조 영역의 용제 분위기 농도 등을 선정함으로써, 무기 산화물 미립자의 응집체의 분포 상태를 조정할 수 있다.
특히, 건조 조건의 선정에 의해 무기 산화물 미립자의 응집체의 분포 상태를 조정하는 방법이 간편하여 바람직하다. 구체적인 건조 온도로서는, 30 내지 120℃, 건조 풍속으로는 0.2 내지 50m/s인 것이 바람직하고, 이 범위 내에서 적절히 조정한 건조 처리를 1회 또는 복수회 행함으로써 무기 산화물 미립자의 응집체의 분포 상태를 원하는 상태로 조정할 수 있다.
또한, 상기 건조 후의 도막을 경화시킬 때의 전리 방사선의 조사 방법으로서는, 예를 들어 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크등, 블랙 라이트 형광등, 메탈 할라이드 램프등 등의 광원을 사용하는 방법을 들 수 있다.
또한, 자외선의 파장으로서는, 190 내지 380nm의 파장 영역을 사용할 수 있다. 전자선원의 구체예로서는, 콕크로프트 월턴형, 반데그라프트형, 공진 변압기형, 절연 코어 변압기형, 또는 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 각종 전자선 가속기를 들 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는, 전광선 투과율이 90％ 이상인 것이 바람직하다. 90％ 미만이면, 본 발명의 광학 적층체를 화상 표시 장치의 표면에 장착한 경우에 있어서, 색 재현성이나 시인성을 손상시킬 우려가 있다. 상기 전광선 투과율은 91％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 전광선 투과율은 헤이즈미터(무라카미 시끼사이 기쥬쯔 겡뀨쇼제, 제품 번호; HM-150)를 사용해서 JIS K-7361에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 적층체는, 헤이즈가 1％ 미만인 것이 바람직하다. 1％를 초과하면, 콘트라스트가 떨어지는 등, 본 발명의 광학 적층체를 화상 표시 표면에 설치했을 때의 시인성이 저하되는 경우가 있다. 바람직하게는 0.5％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.3％ 이하이다.
상기 헤이즈는 헤이즈미터(무라카미 시끼사이 기쥬쯔 겡뀨쇼제, 제품 번호; HM-150)를 사용해서 JIS K-7136에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 적층체는, 투과 화상 선명도가 0.125mm 빗에 있어서 75 내지 95％이고, 또한 2.0mm 빗에 있어서 95％ 이상인 것이 바람직하다. 0.125mm 빗에 있어서의 투과 화상 선명도가 75％ 미만이면, 화상을 표시시켰을 때의 화상의 선명성을 손상시켜 화질이 떨어질 우려가 있다. 95％를 초과하면, 간섭 줄무늬를 적절히 방지할 수 없을 우려가 있다. 0.125mm 빗에 있어서의 투과 화상 선명도는 80 내지 90％인 것이 보다 바람직하다. 또한, 2.0mm 빗에 있어서의 투과 화상 선명도가 95％ 미만이면, 화상의 선명성이 손상되고, 또한 외광의 확산 반사에 의한 백탁감이 발생할 우려가 있다.
상기 투과 화상 선명도는 사상성 측정기(스가 시껭끼제, 제품 번호; ICM-1T)를 사용하여, JIS K-7105의 상 선명도의 투과법에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 적층체는 주위로부터의 투영을 저감시키고, 투과율을 향상시킬 수 있는 점에서, 상기 하드 코트층의 광투과성 기재측과 반대측 표면에 저굴절률층을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광학 적층체가, 상기 저굴절률층을 상기 하드 코트층 상에 갖는 경우, 상기 저굴절률층은, 상기 하드 코트층측과 반대측 표면에, 상술한 하드 코트층의 표면에 형성된 특정 요철 형상에 추종한 요철 형상이 형성되어 있는 것이 필요하다. 또한, 상기 하드 코트층의 표면에 형성된 특정 요철 형상에 추종한 요철 형상이란, 상기 저굴절률층에 의해 형성된 요철 형상이 상술한 요철부의 평균 경사각 θa 및 요철의 커토시스 Kr의 조건을 만족시키고, 바람직하게는 상술한 요철의 산술 평균 거칠기 Ra 및 평균 파장 λa의 조건을 만족시키는 것을 의미한다.
상기 저굴절률층은, 외부로부터의 광(예를 들어 형광등, 자연광 등)이 광학 적층체의 표면에서 반사할 때, 그 반사율을 낮게 하는 역할을 하는 층이다.
상기 저굴절률층으로서는, 바람직하게는 1) 실리카, 불화 마그네슘 등의 저굴절률 입자를 함유하는 수지, 2) 저굴절률 수지인 불소계 수지, 3) 실리카 또는 불화 마그네슘을 함유하는 불소계 수지, 4) 실리카, 불화 마그네슘 등의 저굴절률 물질의 박막 등의 어느 하나로 구성된다. 불소계 수지 이외의 수지에 대해서는, 상술한 하드 코트층을 구성하는 바인더 수지와 마찬가지의 수지를 사용할 수 있다.
또한, 상술한 실리카는 중공 실리카 미립자인 것이 바람직하고, 이러한 중공 실리카 미립자는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2005-099778호 공보의 실시예에 기재된 제조 방법으로 제작할 수 있다.
이들 저굴절률층은, 그의 굴절률이 1.45 이하, 특히 1.42 이하인 것이 바람직하다.
또한, 저굴절률층의 두께는 한정되지 않지만, 통상적으로는 30nm 내지 1μm 정도의 범위 내에서 적절히 설정하면 좋다.
또한, 상기 저굴절률층은 단층으로 효과가 얻어지지만, 보다 낮은 최저 반사율, 혹은 보다 높은 최저 반사율을 조정할 목적으로, 저굴절률층을 2층 이상 설치하는 것도 적절히 가능하다. 상기 2층 이상의 저굴절률층을 설치하는 경우, 각각의 저굴절률층의 굴절률 및 두께에 차이를 두는 것이 바람직하다.
상기 불소계 수지로서는, 적어도 분자 중에 불소 원자를 포함하는 중합성 화합물 또는 그의 중합체를 사용할 수 있다. 중합성 화합물로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 전리 방사선으로 경화하는 관능기, 열경화하는 극성기 등의 경화 반응성의 기를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이들 반응성의 기를 동시에 겸비하는 화합물이어도 좋다. 이 중합성 화합물에 대하여, 중합체는 상기와 같은 반응성기 등을 일절 갖지 않는 것이다.
상기 전리 방사선으로 경화하는 관능기를 갖는 중합성 화합물로서는, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 불소 함유 단량체를 널리 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 플루오로올레핀류(예를 들어 플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로부타디엔, 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔 등)을 예시할 수 있다. (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 것으로서는, 2,2,2-트리플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로부틸)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로헥실)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로옥틸)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로데실)에틸(메트)아크릴레이트, α-트리플루오로메타크릴산메틸, α-트리플루오로메타크릴산에틸과 같은, 분자 중에 불소 원자를 갖는 (메트)아크릴레이트 화합물; 분자 중에, 불소 원자를 적어도 3개 갖는 탄소수 1 내지 14의 플루오로알킬기, 플루오로시클로알킬기 또는 플루오로알킬렌기와, 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 불소 함유 다관능 (메트)아크릴산 에스테르 화합물 등도 있다.
상기 열경화하는 극성기로서 바람직한 것은, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기 등의 수소 결합 형성기이다. 이들은 도막과의 밀착성뿐만 아니라, 실리카 등의 무기 초미립자와의 친화성도 우수하다. 열경화성 극성기를 갖는 중합성 화합물로서는, 예를 들어 4-플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체; 플루오로에틸렌-탄화수소계 비닐에테르 공중합체; 에폭시, 폴리우레탄, 셀룰로오스, 페놀, 폴리이미드 등의 각 수지의 불소 변성품 등을 들 수 있다.
상기 전리 방사선으로 경화하는 관능기와 열경화하는 극성기를 겸비하는 중합성 화합물로서는, 아크릴 또는 메타크릴산의 부분 및 완전 불소화 알킬, 알케닐, 아릴에스테르류, 완전 또는 부분 불소화 비닐에테르류, 완전 또는 부분 불소화 비닐에스테르류, 완전 또는 부분 불소화 비닐케톤류 등을 예시할 수 있다.
또한, 불소계 수지로서는, 예를 들어 다음과 같은 것을 들 수 있다.
상기 전리 방사선 경화성기를 갖는 중합성 화합물의 불소 함유 (메트)아크릴레이트 화합물을 적어도 1종류 포함하는 단량체 또는 단량체 혼합물의 중합체; 상기 불소 함유 (메트)아크릴레이트 화합물의 적어도 1종류와, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트와 같은 분자 중에 불소 원자를 포함하지 않는 (메트)아크릴레이트 화합물과의 공중합체; 플루오로에틸렌, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 3,3,3-트리플루오로프로필렌, 1,1,2-트리클로로-3,3,3-트리플루오로프로필렌, 헥사플루오로프로필렌과 같은 불소 함유 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체 등. 이들 공중합체에 실리콘 성분을 함유시킨 실리콘 함유 불화 비닐리덴 공중합체도 사용할 수 있다. 이 경우의 실리콘 성분으로서는, (폴리)디메틸실록산, (폴리)디에틸실록산, (폴리)디페닐실록산, (폴리)메틸페닐실록산, 알킬 변성 (폴리)디메틸실록산, 아조기 함유 (폴리)디메틸실록산, 디메틸실리콘, 페닐메틸실리콘, 알킬·아르알킬 변성 실리콘, 플루오로실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘, 지방산 에스테르 변성 실리콘, 메틸 수소 실리콘, 실라놀기 함유 실리콘, 알콕시기 함유 실리콘, 페놀기 함유 실리콘, 메타크릴 변성 실리콘, 아크릴 변성 실리콘, 아미노 변성 실리콘, 카르복실산 변성 실리콘, 카르비놀 변성 실리콘, 에폭시 변성 실리콘, 머캅토 변성 실리콘, 불소 변성 실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘 등이 예시된다. 그 중에서도 디메틸실록산 구조를 갖는 것이 바람직하다.
나아가, 이하와 같은 화합물을 포함하여 이루어지는 비중합체 또는 중합체도 불소계 수지로서 사용할 수 있다. 즉, 분자 중에 적어도 1개의 이소시아네이토기를 갖는 불소 함유 화합물과, 아미노기, 히드록실기, 카르복실기와 같은 이소시아네이토기와 반응하는 관능기를 분자 중에 적어도 1개 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 화합물; 불소 함유 폴리에테르 폴리올, 불소 함유 알킬 폴리올, 불소 함유 폴리에스테르 폴리올, 불소 함유 ε-카프로락톤 변성 폴리올과 같은 불소 함유 폴리올과, 이소시아네이토기를 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 화합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기한 불소 원자를 갖는 중합성 화합물이나 중합체와 함께, 상기 하드 코트층에 기재한 바와 같은 각 바인더 수지를 혼합하여 사용할 수도 있다. 또한, 반응성기 등을 경화시키기 위한 경화제, 도포 시공성을 향상시키거나 방오성을 부여시키기 위한 각종 첨가제, 용제를 적절히 사용할 수 있다.
상기 저굴절률층의 형성에 있어서는, 상술한 재료를 첨가하여 이루어지는 저굴절률층용 조성물의 점도를 바람직한 도포성이 얻어지는 0.5 내지 5mPa·s(25℃), 바람직하게는 0.7 내지 3mPa·s(25℃)의 범위의 것으로 하는 것이 바람직하다. 가시광선의 우수한 반사 방지층을 실현할 수 있고, 또한 균일하고 도포 불균일이 없는 박막을 형성할 수 있고, 또한 밀착성이 특히 우수한 저굴절률층을 형성할 수 있다.
수지의 경화 수단은, 상술한 하드 코트층에서 설명한 것과 마찬가지여도 좋다. 경화 처리를 위해 가열 수단이 이용되는 경우에는, 가열에 의해, 예를 들어 라디칼을 발생시켜 중합성 화합물의 중합을 개시시키는 열 중합 개시제가 불소계 수지 조성물에 첨가되는 것이 바람직하다.
저굴절률층의 층 두께(nm) dA는 하기 식(1):
Figure 112019041041217-pat00003
(상기 식 중,
nA는 저굴절률층의 굴절률을 나타내고,
m은 양의 홀수를 나타내고, 바람직하게는 1을 나타내고,
λ는 파장이고, 바람직하게는 480 내지 580nm의 범위의 값임)
을 만족시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 저굴절률층은 하기 식(2):
Figure 112019041041217-pat00004
를 만족시키는 것이 저반사율화의 면에서 바람직하다.
본 발명의 광학 적층체는, 콘트라스트비가 80％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90％ 이상이다. 80％ 미만이면, 본 발명의 광학 적층체를 디스플레이 표면에 장착한 경우에 있어서, 암실 콘트라스트가 떨어져 시인성을 손상시킬 우려가 있다. 또한, 본 명세서에 있어서의 상기 콘트라스트비는 이하의 방법에 의해 측정된 값이다.
즉, 백라이트 유닛으로서 냉음극관 광원에 확산판을 설치한 것을 사용하고, 측정 샘플과 2장의 편광판(삼성사제 AMN-3244TP)을 사용하고, 상기 측정 샘플을 최표면에 설치하고, 상기 편광판을 패러렐 니콜로 설치했을 때에 통과하는 광의 휘도 Lmax를, 크로스 니콜로 설치했을 때에 통과하는 광의 휘도 Lmin으로 나눈 값(Lmax/Lmin)을 콘트라스트로 하고, 측정 샘플이 광학 적층체(광투과성 기재+하드 코트층 등)일 때의 콘트라스트(L1)를, 측정 샘플이 광투과성 기재일 때의 콘트라스트(L2)로 나눈 값(L1/L2)×100(％)을 콘트라스트비로 한다.
또한, 상기 휘도의 측정은 암실 하에서 행한다. 상기 휘도의 측정에는, 색채 휘도계(탑콘사제 BM-5A)를 사용하고, 색채 휘도계의 측정각은 1°로 설정하고, 샘플 상의 시야 φ5mm에서 측정한다. 또한, 백라이트의 광량은 샘플을 설치하지 않은 상태에서, 2장의 편광판을 패러렐 니콜로 설치했을 때의 휘도가 3600cd/m2가 되도록 설치한다.
본 발명의 광학 적층체는, 광투과성 기재 상에, 예를 들어 무기 산화물 미립자, 바인더 수지의 단량체 성분 및 용제를 함유하는 하드 코트층용 조성물을 사용하여 하드 코트층을 형성함으로써 제조할 수 있다.
상기 하드 코트층용 조성물 및 하드 코트층의 형성 방법에 대해서는, 상술한 하드 코트층의 형성 방법으로서 설명한 것과 마찬가지의 재료, 방법을 들 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는, 편광 소자의 표면에, 본 발명에 따른 광학 적층체를 상기 광학 적층체에 있어서의 하드 코트층이 존재하는 면과 반대의 면에 설치함으로써 편광판으로 할 수 있다. 이러한 편광판도 또한 본 발명의 하나이다.
상기 편광 소자로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 요오드 등에 의해 염색하여 연신한 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체계 비누화 필름 등을 사용할 수 있다. 상기 편광 소자와 본 발명의 광학 적층체의 라미네이트 처리에 있어서는, 광투과성 기재(트리아세틸셀룰로오스 필름)에 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 비누화 처리에 의해, 접착성이 양호해져 대전 방지 효과도 얻을 수 있다.
본 발명은 상기 광학 적층체 또는 상기 편광판을 구비하여 이루어지는 화상 표시 장치이기도 하다.
상기 화상 표시 장치는 LCD, PDP, FED, ELD(유기 EL, 무기 EL), CRT, 태블릿PC, 터치 패널, 전자 페이퍼 등의 화상 표시 장치여도 좋다.
상기의 대표적인 예인 LCD는, 투과성 표시체와, 상기 투과성 표시체를 배면으로부터 조사하는 광원 장치를 구비하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치가 LCD인 경우, 이 투과성 표시체의 표면에 본 발명의 광학 적층체 또는 본 발명의 편광판이 형성되어 이루어지는 것이다.
본 발명이 상기 광학 적층체를 갖는 액정 표시 장치인 경우, 광원 장치의 광원은 광학 적층체의 하측으로부터 조사된다. 또한, 액정 표시 소자와 편광판 사이에 위상차판이 삽입되어도 좋다. 이 액정 표시 장치의 각 층 사이에는 필요에 따라 접착제층이 설치되어도 좋다.
상기 화상 표시 장치인 PDP는, 표면 유리 기판(표면에 전극을 형성)과 상기 표면 유리 기판에 대향하여 사이에 방전 가스가 봉입되어 배치된 배면 유리 기판(전극 및 미소한 홈을 표면에 형성하고, 홈 내에 적색, 녹색, 청색의 형광체층을 형성)을 구비하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치가 PDP인 경우, 상기 표면 유리 기판의 표면, 또는 그의 전방면판(유리 기판 또는 필름 기판)에 상술한 광학 적층체를 구비하는 것이기도 하다.
상기 화상 표시 장치는, 전압을 걸면 발광하는 황화아연, 디아민류 물질: 발광체를 유리 기판에 증착하고, 기판에 거는 전압을 제어하여 표시를 행하는 ELD 장치, 또는 전기 신호를 광으로 변환하고, 인간의 눈에 보이는 상을 발생시키는 CRT 등의 화상 표시 장치여도 좋다. 이 경우, 상기와 같은 각 표시 장치의 최표면 또는 그의 전방면판의 표면에 상술한 광학 적층체를 구비하는 것이다.
본 발명의 화상 표시 장치는 어느 경우도, 텔레비전, 컴퓨터, 전자 페이퍼, 터치 패널, 태블릿 PC 등의 디스플레이 표시에 사용할 수 있다. 특히 CRT, 액정 패널, PDP, ELD, FED, 터치 패널 등의 고정세(高精細) 화상용 디스플레이의 표면에 적절히 사용할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는 상술한 구성을 포함하는 것이기 때문에, 백탁감을 발생시키지 않고 간섭 줄무늬 및 컬의 발생을 충분히 억제하면서, 하드 코트층의 박막화를 도모할 수 있고, 제조 비용이 높아지는 것을 방지할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 광학 적층체는 음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로루미네센스 디스플레이(ELD), 필드에미션 디스플레이(FED), 전자 페이퍼 등에 적절히 적용할 수 있다.
도 1은 θa의 측정 방법의 설명도이다.
본 발명의 내용을 하기의 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명의 내용은 이들 실시 양태에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 특별히 언급이 없는 한, 「부」 및 「％」는 질량 기준이다.
(실시예 1)
광투과성 기재(두께 60μm 트리아세틸셀룰로오스 수지 필름, 후지 필름사제, TD60UL)를 준비하고, 상기 광투과성 기재의 편면에, 하기에 나타낸 조성의 하드 코트층용 조성물을 도포하여, 도막을 형성하였다. 계속해서, 형성한 도막에 대하여 0.2m/s의 유속으로 70℃의 건조 공기를 15초간 유통시킨 후, 추가로 10m/s의 유속으로 70℃의 건조 공기를 30초간 유통시켜 건조시킴으로써 도막 중의 용제를 증발시키고, 자외선 조사 장치(퓨전 UV 시스템 재팬사제, 광원 H 밸브)를 사용하여, 자외선을 질소 분위기(산소 농도 200ppm 이하) 하에서 적산 광량이 100mJ/cm2가 되도록 조사해서 도막을 경화시킴으로써, 4μm 두께(경화 시)의 하드 코트층을 형성하여, 실시예 1에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(하드 코트층용 조성물)
퓸드 실리카(옥틸실란 처리; 평균 입자 직경 12nm, 닛본 아에로질사제)
1질량부
펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETTA)(제품명: PETA, 다이셀·사이텍사제)
60질량부
우레탄 아크릴레이트(제품명: UV1700B, 닛본 고세이 가가꾸사제)
40질량부
이르가큐어 184(바스프(BASF) 재팬사제) 5질량부
폴리에테르 변성 실리콘(TSF4460, 모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈사제)
0.025질량부
톨루엔 105질량부
이소프로필알코올 30질량부
시클로헥사논 15질량부
또한, 퓸드 실리카는 옥틸기를 갖는 실란 화합물(예를 들어, 옥틸실란)에 의해, 실라놀기를 옥틸실릴기로 치환하여 소수화 처리된 것이다.
(실시예 2)
퓸드 실리카의 배합량을 1.5질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 실시예 2에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(실시예 3)
퓸드 실리카의 배합량을 0.5질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 실시예 3에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(실시예 4)
퓸드 실리카의 배합량을 2.5질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 실시예 4에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(실시예 5)
광투과성 기재(두께 60μm 트리아세틸셀룰로오스 수지 필름, 후지 필름사제, TD60UL)를 준비하고, 상기 광투과성 기재의 편면에, 하기에 나타낸 조성의 하드 코트층용 조성물을 도포하여, 도막을 형성하였다. 계속해서, 형성한 도막에 대하여 0.2m/s의 유속으로 70℃의 건조 공기를 15초간 유통시킨 후, 추가로 10m/s의 유속으로 70℃의 건조 공기를 30초간 유통시켜 건조시킴으로써 도막 중의 용제를 증발시키고, 자외선 조사 장치(퓨전 UV 시스템 재팬사제, 광원 H 밸브)를 사용하여, 자외선을 질소 분위기(산소 농도 200ppm 이하) 하에서 적산 광량이 50mJ/cm2가 되도록 조사하여 도막을 경화시킴으로써, 4μm 두께(경화 시)의 하드 코트층을 형성하였다.
(하드 코트층용 조성물)
퓸드 실리카(옥틸실란 처리; 평균 입자 직경 12nm, 닛본 아에로질사제)
1질량부
펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETTA)(제품명: PETA, 다이셀·사이텍사제)
60질량부
우레탄 아크릴레이트(제품명: UV1700B, 닛본 고세이 가가꾸사제)
40질량부
이르가큐어 184(바스프 재팬사제) 5질량부
폴리에테르 변성 실리콘(TSF4460, 모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈사제)
0.025질량부
톨루엔 105질량부
이소프로필알코올 30질량부
시클로헥사논 15질량부
또한, 퓸드 실리카는 옥틸기를 갖는 실란 화합물(예를 들어, 옥틸실란)에 의해, 실라놀기를 옥틸실릴기로 치환하여 소수화 처리된 것이다.
계속해서, 형성한 하드 코트층의 표면에, 하기 조성의 저굴절률층용 조성물을, 건조 후(40℃×1분)의 막 두께가 0.1μm가 되도록 도포하고, 자외선 조사 장치(퓨전 UV 시스템 재팬사제, 광원 H 밸브)를 사용하여, 질소 분위기(산소 농도 200ppm 이하) 하에서, 적산 광량 100mJ/cm2로 자외선 조사를 행하여 경화시켜 저굴절률층을 형성하여, 실시예 5에 따른 광학 적층체를 제조하였다.
(저굴절률층용 조성물)
중공 실리카 미립자(상기 실리카 미립자의 고형분: 20질량％, 용액; 메틸이소부틸케톤, 평균 입경: 50nm) 40질량부
펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)(다이셀·사이텍사제)
10질량부
중합 개시제(이르가큐어 127; 바스프 재팬사제) 0.35질량부
변성 실리콘 오일(X22164E; 신에쯔 가가꾸 고교사제)
0.5질량부
MIBK 320질량부
PGMEA 161질량부
(실시예 6)
퓸드 실리카의 배합량을 1.5질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 실시예 6에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(실시예 7)
퓸드 실리카의 배합량을 0.5질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 실시예 7에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(실시예 8)
퓸드 실리카의 배합량을 2.5질량부로 한 것 이외에는 실시예 5와 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 실시예 8에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(비교예 1)
퓸드 실리카를 배합하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 비교예 1에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(비교예 2)
하기에 나타낸 조성의 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 도포하여, 도막을 형성하였다. 계속해서, 형성한 도막에 대하여 0.2m/s의 유속으로 70℃의 건조 공기를 15초간 유통시킨 후, 추가로 10m/s의 유속으로 70℃의 건조 공기를 30초간 유통시켜 건조시킴으로써 도막 중의 용제를 증발시키고, 자외선 조사 장치(퓨전 UV 시스템 재팬사제, 광원 H 밸브)를 사용하여, 자외선을 질소 분위기(산소 농도 200ppm 이하) 하에서 적산 광량이 100mJ/cm2가 되도록 조사하여 도막을 경화시킴으로써, 10μm 두께(경화 시)의 하드 코트층을 형성하여, 비교예 2에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(하드 코트층용 조성물)
펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)(제품명: PET30, 닛본 가야꾸사제)
100질량부
이르가큐어 184(바스프 재팬사제) 5질량부
폴리에테르 변성 실리콘(TSF4460, 모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈사제)
0.025질량부
메틸에틸케톤(MEK) 80질량부
메틸이소부틸케톤(MIBK) 35질량부
(비교예 3)
유기 미립자(친수화 처리 아크릴-스티렌 공중합체 입자, 평균 입자 직경 2.0μm, 굴절률 1.55, 세키스이 가세이힌 고교사제)를 3질량부 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 비교예 3에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(비교예 4)
유기 미립자(친수화 처리 아크릴-스티렌 공중합체 입자, 평균 입자 직경 2.0μm, 굴절률 1.515, 세키스이 가세이힌 고교사제)를 1.5질량부 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 비교예 4에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(비교예 5)
퓸드 실리카의 배합량을 4질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 비교예 5에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(비교예 6)
퓸드 실리카를 배합하지 않은 것 이외에는 실시예 5와 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 비교예 6에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(비교예 7)
하기에 나타낸 조성의 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 도포하여, 도막을 형성하였다. 계속해서, 형성한 도막에 대하여 0.2m/s의 유속으로 70℃의 건조 공기를 15초간 유통시킨 후, 추가로 10m/s의 유속으로 70℃의 건조 공기를 30초간 유통시켜 건조시킴으로써 도막 중의 용제를 증발시키고, 자외선 조사 장치(퓨전 UV 시스템 재팬사제, 광원 H 밸브)를 사용하여, 자외선을 질소 분위기(산소 농도 200ppm 이하) 하에서 적산 광량이 50mJ/cm2가 되도록 조사하여 도막을 경화시킴으로써, 10μm 두께(경화 시)의 하드 코트층을 형성하고, 그 후, 실시예 5와 마찬가지로 저굴절률층을 설치하여, 비교예 7에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(하드 코트층용 조성물)
펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)(제품명: PET30, 닛본 가야꾸사제)
100질량부
이르가큐어 184(바스프 재팬사제) 5질량부
폴리에테르 변성 실리콘(TSF4460, 모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈사제)
0.025질량부
메틸에틸케톤(MEK) 80질량부
메틸이소부틸케톤(MIBK) 35질량부
(비교예 8)
유기 미립자(친수화 처리 아크릴-스티렌 공중합체 입자, 평균 입자 직경 2.0μm, 굴절률 1.55, 세키스이 가세이힌 고교사제)를 3질량부 첨가한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 비교예 8에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(비교예 9)
유기 미립자(친수화 처리 아크릴-스티렌 공중합체 입자, 평균 입자 직경 2.0μm, 굴절률 1.515, 세키스이 가세이힌 고교사제)를 1.5질량부 첨가한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 비교예 9에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
(비교예 10)
퓸드 실리카의 배합량을 4질량부로 한 것 이외에는 실시예 5와 마찬가지로 하여 하드 코트층용 조성물을 제조하고, 상기 하드 코트층용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 비교예 10에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
얻어진 실시예 및 비교예에 따른 광학 적층체를 하기 항목에 대하여 평가하였다.
모든 결과를 표 1에 나타내었다.
(요철부의 평균 경사각(θa), 요철의 커토시스(Kr), 요철의 산술 평균 거칠기(Ra))
표면 거칠기 측정기: SE-3400/가부시끼가이샤 고사까 겡뀨쇼제를 사용하여, JIS B 0601-1994에 준거하고, 또한 이하의 조건에서 거칠기 곡선을 측정하여, θa, Kr 및 Ra를 측정하였다.
(1) 표면 거칠기 검출부의 촉침:
형식 번호/SE2555N(2μ 촉침), 가부시끼가이샤 고사까 겡뀨쇼제
(선단 곡률 반경 2μm/꼭지각: 90도/재질: 다이아몬드)
(2) 표면 거칠기 측정기의 측정 조건:
기준 길이(거칠기 곡선의 컷 오프값 λc): 2.5mm
평가 길이(기준 길이(컷 오프값 λc)×5): 12.5mm
촉침의 이송 속도: 0.5mm/s
예비 길이: (컷 오프값 λc)×2
세로 배율: 2000배
가로 배율: 10배
또한, 통상 컷 오프값은 0.8mm가 사용되는 경우가 많지만, 본 발명에 있어서는, 컷 오프값을 2.5mm로 설정하여 측정을 행하였다.
또한, λa=2π×(Ra/tan(θa))의 식에 의해 λa를 산출하였다.
(헤이즈)
JIS K7136에 준거하고, 헤이즈미터 HM-150(무라카미 시끼사이 기쥬쯔 겡뀨쇼제)을 사용하여, 얻어진 광학 적층체의 헤이즈를 측정하였다.
(투과 화상 선명도)
JIS K7105에 준거하고, 사상성 측정기 ICM-1T(스가 시껭끼제)를 사용하여, 투과 측정에 의해, 얻어진 광학 적층체의 0.125mm 빗 및 2.0mm 빗에 있어서의 투과 화상 선명도를 측정하였다.
(간섭 줄무늬)
실시예 및 비교예에서 얻어진 각 광학 적층체의 하드 코트층과 반대의 면(광투과성 기재면)을, 투명 점착제를 개재하여 이면 반사를 방지하기 위한 흑색 아크릴판에 붙이고, 하드 코트층의 면으로부터 각 광학 적층체에 나트륨 램프를 조사하고, 육안으로 관찰하여, 간섭 줄무늬의 발생 유무를 이하의 기준에 의해 평가하였다.
◎: 간섭 줄무늬의 발생은 전혀 없었음
○: 간섭 줄무늬의 발생이 약간 있지만, 문제없는 수준이었음
×: 간섭 줄무늬의 발생이 있었음
(백탁감)
실시예 및 비교예에서 얻어진 각 광학 적층체의 하드 코트층과 반대의 면(광투과성 기재면)을, 투명 점착제를 개재하여 흑색 아크릴판에 붙이고, 암실에서 탁상 스탠드(3 파장 형광등관) 아래에서 백탁감을 관찰하고, 이하의 기준에 의해 평가하였다.
○: 흼이 관찰되지 않았음
×: 흼이 관찰되었음
(컬)
광학 적층체의 컬의 정도는, 실시예 및 비교예에 따른 광학 적층체를 10cm×10cm로 자른 샘플편을 수평한 대(평면) 상에 두고, 하드 코트층의 단부점 간의 거리를 측정했을 때의 상기 거리의 평균값(mm)을 이하와 같이 나타내었다.
○: 80mm 이상
×: 80mm 미만
Figure 112019041041217-pat00005
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예에 따른 광학 적층체는 간섭 줄무늬, 백탁감, 컬의 모든 평가에 있어서 양호하였다.
한편, 비교예 1, 6에 따른 광학 적층체는, 하드 코트층 또는 저굴절률층 표면의 평균 경사각이 너무 작기 때문에, 간섭 줄무늬를 방지할 수 없었다. 비교예 2, 7에 따른 광학 적층체는, 하드 코트층용 조성물로서 광투과성 기재를 팽윤시키는 MEK를 사용하고, 또한 하드 코트층 막 두께를 10μm가 되도록 도포량을 많게 함으로써, 하드 코트층과 광투과성 기재의 계면으로부터의 반사광을 저감시킴으로써 간섭 줄무늬를 방지하고 있지만, 컬의 평가가 떨어지는 것이었다. 비교예 3 내지 5, 8 내지 10에 따른 광학 적층체는, 평균 경사각 또는 커토시스의 한쪽 혹은 양쪽이 너무 커서, 백탁감이 떨어지는 것이었다.
본 발명의 광학 적층체는 음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로루미네센스 디스플레이(ELD), 필드 에미션 디스플레이(FED), 터치 패널, 전자 페이퍼, 태블릿 PC 등에 적절히 적용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 광투과성 기재의 한쪽 면 상에 하드 코트층을 갖는 광학 적층체이며,
    상기 하드 코트층은 표면에 요철 형상을 갖고, 상기 요철 형상은, 요철부의 평균 경사각을 θa로 하고, 요철의 커토시스를 Kr로 했을 때, 상기 θa 및 Kr이 이하의 식을 만족시키고,
    상기 하드 코트층은, 무기 산화물 미립자 및 바인더 수지를 함유하며,
    하드 코트층의 광투과성 기재측과 반대측 표면에 저굴절률층을 갖고, 상기 저굴절률층은, 상기 하드 코트층측과 반대측 표면에, 상기 하드 코트층의 표면에 형성된 요철 형상에 추종한 요철 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
    0.01°≤θa≤0.09°
    1≤Kr≤3
  2. 제1항에 있어서,
    헤이즈가 0.5% 이하인, 광학 적층체.
  3. 편광 소자를 구비하여 이루어지는 편광판이며,
    상기 편광판은, 편광 소자 표면에 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 적층체를 구비하는 것을 특징으로 하는, 편광판.
  4. 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 적층체를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  5. 제3항에 기재된 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
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