KR101798354B1 - 광학 적층체 및 광학 적층체의 제조 방법 - Google Patents

광학 적층체 및 광학 적층체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

외경의 투영, 번쩍임 및 콘트라스트의 저하를 방지하고, 시인성 및 화상의 색 재현성이 우수한 광학 적층체를 제공한다. 광투과성 기재 상에 적어도 방현층을 갖는 광학 적층체이며, 상기 방현층은, 상기 광투과성 기재와 반대측 표면에 요철 형상을 갖고, 상기 요철 형상은, 상기 방현층을 구성하는 바인더 수지의 상분리에 의해 형성된 요철 형상 (A) 및 상기 방현층에 포함되는 내부 입자에 의해 형성된 요철 형상 (B)로 이루어지고, 또한, 10점 평균 거칠기(Rz)가 3㎛ 미만인 광학 적층체인 것을 특징으로 한다.

Description

광학 적층체 및 광학 적층체의 제조 방법{OPTICAL LAMINATE AND METHOD FOR PRODUCING OPTICAL LAMINATE}
본 발명은, 광학 적층체 및 광학 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이, 모니터, 터치 패널 등의 화상 표시 화면의 보호 필름으로서, 하드 코트성(내찰상성), 대전 방지성(먼지 부착 방지, 액정의 대전에 의한 배향의 교란 방지), 반사 방지성(시인성 향상), 방현성, 방오성(지문 부착 방지) 등의 성능을 갖는 기능층을 포함하는 광학 적층체가 알려져 있다.
상기 광학 적층체에 있어서, 특히 화상 표시면에 대한 외광의 반사나 외경(外景)의 투영에 의한 시인성의 저하를 개선하기 위해, 표면에 요철 형상을 갖는 방현층을 구비하는 것이 알려져 있다. 이러한 방현층을 갖는 광학 적층체는, 최근 주류가 되어 온 고정세 타입의 액정 디스플레이 등에 설치한 경우, 상기 요철 형상에 의해 영상광이 산란하여, 소위 번쩍임이 발생한다. 이 번쩍임을 방지하기 위해, 광학 적층체에 내부 산란성을 갖는 층을 별도로 1층 형성하여 2층 구조로 하는 것이 알려져 있다.
그러나, 최근에는 광학 적층체의 보다 박막화를 도모하기 위해, 1층 구조에 의한 번쩍임 방지 성능이 요구되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에서는, 투명 플라스틱 필름의 편면에 방현 하드 코트층을 형성한 방현 하드 코트 필름이며, 상기 방현 하드 코트층은, 2종의 수지와 안료를 포함하고, 방현 하드 코트층의 표면 헤이즈는 상기 2종의 수지의 상분리에 의해 형성되는 요철에 의해 발생시키고, 또한 내부 헤이즈는 상기 2종의 수지와 굴절률이 상이한 안료에 의한 내부 산란에 의해 발생시키는 것을 특징으로 한 것이 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, 방현층과 저굴절률의 수지층으로 구성된 방현성 필름이며, 표면에 요철 구조를 갖고 있으며, 입사광을 등방적으로 투과하여 산란하여, 특정한 산란각, 특정한 전광선 투과율, 헤이즈 및 선명도를 갖는 방현성 필름이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는, 기재 필름 상에, (A) 활성 에너지선 경화형 화합물의 경화물 및 (B) 열가소성 수지를 특정비로 포함하고, (A) 성분과 (B) 성분이 상분리 구조를 형성하고, 특정한 내부 헤이즈값을 갖는 하드 코트층을 갖는 하드 코트 필름이 개시되어 있다.
그러나, 이들 광학 적층체는, 특히 최근 개발되고 있는 고정세의 화상 패널에 사용하는 경우에 있어서, 방현성이나 번쩍임 방지성은 적절하게 부여되지만, 상분리 구조에 의해 형성된 요철 형상은 규칙적인 패턴이 되기 쉽기 때문에, 디스플레이의 화소의 격자 패턴과의 사이에 무아레(moire)가 발생하거나, 백색 흐려짐에 의해 콘트라스트가 저하된다는 문제가 있었다.
최근, 화상 표시 장치에 있어서는 반사 방지성이나 번쩍임 방지성을 비롯하여, 광택 흑색감(흑색 내지 회색의 계조가 양호하여, 동화상이 깨끗하게 보임)이 있는, 즉 무아레가 없고, 백색 흐려짐이 없는, 표시 성능의 향상 등이 요구되고 있다. 이것에 대응하기 위해, 방현성이나 번쩍임 방지성 외에 현행 유지되는 표면 성능을 열화시키지 않는 범위에서, 방현층의 요철 형상을 미세화하는 조정이나, 도막 내부에 내부 산란성을 부여시키는 구성이 더 요구되고 있다.
(특허문헌 1) 일본 특허 공개 제2008-299007호 공보
(특허문헌 2) 일본 특허 공개 제2006-103070호 공보
(특허문헌 3) 일본 특허 공개 제2009-29126호 공보
본 발명은, 상기 현 상황을 감안하여, 외경의 투영, 번쩍임 및 콘트라스트의 저하를 방지하여, 시인성 및 색 재현성이 우수한 광학 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1 본 발명은, 광투과성 기재 상에 적어도 방현층을 갖는 광학 적층체이며, 상기 방현층은, 상기 광투과성 기재와 반대측 표면에 요철 형상을 갖고, 상기 요철 형상은, 상기 방현층을 구성하는 바인더 수지의 상분리에 의해 형성된 요철 형상 (A) 및 상기 방현층에 포함되는 내부 입자에 의해 형성된 요철 형상 (B)로 이루어지고, 또한, 상기 요철 형상 (A)는, 볼록부가 섬 부분이며, 오목부가 바다 부분인 해도 구조를 구성하고, 상기 내부 입자는, 상기 방현층 중에서 상기 해도 구조의 바다 부분에 많이 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체이다.
또한, 제2 본 발명은, 광투과성 기재 상에 적어도 방현층을 갖는 광학 적층체이며, 상기 방현층은, 상기 광투과성 기재와 반대측 표면에 요철 형상을 갖고, 상기 요철 형상은, 상기 방현층을 구성하는 바인더 수지의 상분리에 의해 형성된 요철 형상 (A) 및 상기 방현층에 포함되는 내부 입자에 의해 형성된 요철 형상 (B)로 이루어지고, 또한, 10점 평균 거칠기(Rz)가 3㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 광학 적층체이다.
제2 본 발명에 있어서, 상기 방현층 표면의 요철 형상은, 10점 평균 거칠기(Rz)와 산술 평균 거칠기(Ra)의 비(Rz/Ra)가 12 미만인 것이 바람직하고, 거칠기 곡선의 첨도(Rku)가 4 이하인 것이 바람직하다.
또한, 제1 및 제2 본 발명에 있어서, 상기 내부 입자는, 방현층 표면의 요철 형상 (A)의 볼록부의 형성에 기여하는 수지 성분보다 오목부의 형성에 기여하는 수지 성분에 대한 친화성이 높은 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 광투과성 기재 상에 적어도 방현층을 갖는 광학 적층체의 제조 방법이며, 상기 광투과성 기재 상에, 서로 비상용인 2종 이상의 바인더 수지 및 내부 입자를 포함하는 방현층용 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정, 및 상기 도막을 경화시켜 방현층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 적층체의 제조 방법이기도 하다.
이하에, 본 발명을 상세하게 설명한다.
제1 및 제2 본 발명은, 광투과성 기재 상에 적어도 방현층을 갖고, 상기 방현층은, 광투과성 기재와 반대측 표면에 특정한 요철 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 적층체이다. 이로 인해, 제1 및 제2 본 발명의 광학 적층체를 고정세의 화상 패널에 설치했을 때에, 화상의 콘트라스트를 저하시키는 일이 없고, 외경의 투영이나 번쩍임이나 무아레의 발생을 방지할 수 있는 것이다.
제1 및 제2 본 발명의 광학 적층체에 있어서, 방현층은, 광투과성 기재와 반대측 표면에 요철 형상을 갖고, 상기 요철 형상은, 상기 방현층을 구성하는 바인더 수지의 상분리에 의해 형성된 요철 형상 (A)와, 상기 방현층에 포함되는 내부 입자에 의해 형성된 요철 형상 (B)로 이루어진다.
종래에는, 방현층의 표면 요철 형상은, 오로지 안료, 필러 등의 유기 또는 무기 입자에 의하거나, 혹은, 수지 성분의 상분리에 의해 형성되어 있는 것이었다.
그러나, 방현층의 표면에, 입자에 의한 요철 형상을 갖는 광학 적층체는, 요철 형상이 비교적 크고, 첨도가 큰 것이며, 내부 산란성은 적절하게 부여되기는 하지만, 명실 콘트라스트가 저하되어, 소위 광택 흑색감이 불충분했다.
또한, 방현층의 표면에 바인더 수지의 상분리에 의한 요철 형상을 갖는 광학 적층체는, 요철 형상이 규칙적으로 존재하여, 디스플레이의 화소의 격자 패턴과의 간섭에 의한 무아레가 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.
한편, 제1 본 발명의 광학 적층체에서는, 방현층은, 바인더 수지의 상분리에 의해 형성된 요철 형상 (A)를 갖고, 또한, 첨가한 내부 입자에 의해 형성된 표면 요철 형상 (B)도 갖고, 또한, 상기 요철 형상 (A)는 볼록부가 섬 부분이며, 오목부가 바다 부분인 해도 구조를 구성하고, 상기 내부 입자는, 방현층 중에서 상기 해도 구조의 바다 부분에 많이 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이로 인해, 제1 본 발명의 광학 적층체의 표면 요철 형상은, 요철 형상이 랜덤하게 존재하는 형상으로 되고, 또한, 완만한 것으로 된다. 이러한 표면 요철 형상을 갖는 제1 본 발명의 광학 적층체는, 특정한 표면 헤이즈를 갖고, 외경의 투영이나 번쩍임의 방지뿐만 아니라, 디스플레이의 화소의 격자 패턴과의 사이에 무아레가 발생하거나 콘트라스트의 저하를 적절하게 방지하여, 시인성이나 화상의 색 재현성이 매우 우수한 것으로 되는 것이다.
상분리 구조에서는, 요철에 규칙성이 발생하기 쉬워, 디스플레이의 화소의 격자 패턴과의 간섭에 의한 무아레의 발생이 일어나지만, 제1 본 발명에서는, 상기 상분리 구조에 의한 요철 형상 (A)가 구성하는 해도 구조의 바다 부분(오목부)에 내부 입자가 많이 존재함으로써, 상기 바다 부분에 내부 입자에 의한 요철 형상 (B)가 형성되는 것이 되므로, 요철의 규칙성을 완화할 수 있다.
제1 본 발명의 광학 적층체에 있어서의 방현층의 표면 요철 형상은, 바인더 수지의 상분리를 이용함과 함께, 내부 입자도 이용하여 형성한 것이다. 이로 인해, 표면의 요철 형상을 적절하게 제어할 수 있고, 또한, 층 내부에 있어서의 광 산란성도 적절하게 제어할 수 있으므로, 상술한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
또한, 상기 방현층에 있어서의 내부 입자의 위치는, 제1 본 발명의 광학 적층체에 있어서의 방현층을, 광학 현미경에 의한 반사 관찰과 투과 관찰을 행함으로써, 용이하게 판별할 수 있다.
또한, 제1 본 발명의 광학 적층체에 있어서의 상기 방현층의 표면 요철 형상은, 상술한 바와 같이 완만한 것이지만, 구체적으로는, 후술하는 제2 본 발명의 광학 적층체에 있어서의 방현층의 표면 요철과 마찬가지의 요건을 충족하는 것이 바람직하다.
또한, 제2 본 발명의 광학 적층체에 있어서, 상기 요철 형상 (A) 및 요철 형상 (B)를 갖는 방현층의 표면 요철 형상은, 종래의 방현층과 비교하여 완만한 형상으로 제어되고 있다.
이로 인해, 제2 본 발명의 광학 적층체의 표면 요철 형상은, 완만함과 함께, 랜덤하게 존재하는 형상으로 된다. 이러한 표면 요철 형상을 갖는 제2 본 발명의 광학 적층체는, 특정한 표면 헤이즈를 갖고, 외경의 투영이나 번쩍임의 방지뿐만 아니라, 디스플레이의 화소의 격자 패턴과의 간섭에 의한 무아레의 발생이나 콘트라스트의 저하를 적절하게 방지하여, 시인성이나 화상의 색 재현성이 매우 우수한 것으로 되는 것이다.
상분리 구조에서는, 요철에 규칙성이 발생하기 쉬워, 디스플레이의 화소의 격자 패턴과의 간섭에 의한 무아레의 발생이 일어나므로, 상기 상분리 구조에 의한 요철 형상 (A)의 오목부에 내부 입자에 의한 요철 형상 (B)를 형성함으로써, 상기 규칙성을 완화하는 것이 바람직하다.
제2 본 발명의 광학 적층체에 있어서의 방현층의 표면 요철 형상은, 바인더 수지의 상분리를 이용함과 함께, 내부 입자도 이용하여 형성한 것이다. 이로 인해, 표면의 요철 형상을 적절하게 제어할 수 있고, 또한, 층 내부에 있어서의 광 산란성도 적절하게 제어할 수 있으므로, 상술한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
구체적으로는, 상기 방현층의 표면 요철 형상은, 10점 평균 거칠기(Rz)가 3㎛ 미만이다. 상기 10점 평균 거칠기(Rz)가 3㎛ 이상이면 광택 흑색감이나 콘트라스트가 저하된다. 상기 10점 평균 거칠기(Rz)는, 0.1㎛ 이상 2㎛ 이하인 것이 바람직하다.
이러한 표면 요철 형상을 가짐으로써, 우수한 광택 흑색감과 콘트라스트가 높은 화상 표시를 가능하게 한다.
제2 본 발명의 광학 적층체에 있어서, 상기 방현층의 표면 요철 형상은, 또한, 상기 Rz와 산술 평균 거칠기(Ra)의 비(Rz/Ra)가 12 미만인 것이 바람직하다. 산술 평균 거칠기(Ra)는, 요철 전체에 걸친 요철 높이의 평균값인 것에 반하여, 10점 평균 거칠기(Rz)는, 볼록부의 높이가 높은 곳에서 5점, 오목부의 높이가 낮은 곳에서 5점의 총 10점을 선택하여, 그 볼록부와 오목부의 높이의 차의 평균값이다. 따라서, 상기 비(Rz/Ra)가 크다는 것은, 전체적인 평균의 높이에 대하여 일부 볼록부(또는 오목부)가 보다 높은(또는 낮은) 것을 나타내고 있으며, 이것은, 볼록부(또는 오목부)의 높이가 일정하지 않아 편차가 큰 것을 나타내고 있다. 그 경우는, 큰 볼록부(또는 오목부)와 작은 볼록부(또는 오목부)가 혼재하게 되어, 큰 볼록부(또는 오목부)는 번쩍임에 대하여 불리하며, 작은 볼록부(또는 오목부)는 콘트라스트에 불리해지기 때문에, 번쩍임과 콘트라스트의 양립에 불리해질 우려가 있다. 제2 본 발명의 광학 적층체에 있어서, 상기 비(Rz/Ra)는, 12 미만인 것이 바람직하고, 10 미만인 것이 보다 바람직하다.
제2 본 발명의 광학 적층체에 있어서의 상기 방현층의 표면 요철 형상은, 또한 거칠기 곡선의 크루토시스(Rku)(첨도)가 4 이하인 것이 바람직하다. 4를 초과하면, 요철의 첨예도가 높고, 그 때문에 국소적으로 경사 각도가 커져, 광 확산이 강해지기 때문에, 콘트라스트(흑색 광택감)가 손상될 우려가 있다. 상기 Rku는, 3 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 Rz, Rku 및 Ra는, 3차원 표면 형상 거칠기 측정기(자이고 코포레이션(Zygo Corporation)제 「New View 5000」)에 의해 구할 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 본 발명의 광학 적층체는, 상술한 특정한 표면 요철 형상을 가짐으로써, 외경의 투영이나 번쩍임, 무아레의 발생이나 콘트라스트의 저하를 적절하게 방지할 수 있는 것이다. 또한, 이러한 기능을 갖는 층을 1층으로 형성할 수 있는 것이기 때문에, 제조 공정이 간편해져 제조 비용을 삭감할 수 있다.
이하, 제1 및 제2 본 발명의 광학 적층체의 각 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
또한, 이하의 설명에서는, 제1 본 발명의 광학 적층체 및 제2 본 발명의 광학 적층체의 각 구성을 통합하여 「본 발명의 광학 적층체」라고 칭하여 설명한다.
본 발명의 광학 적층체는, 광투과성 기재를 갖는다.
상기 광투과성 기재로서는, 평활성, 내열성을 구비하고, 기계적 강도가 우수한 것이 바람직하다.
상기 광투과성 기재를 형성하는 재료의 구체예로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리프로필렌(PP), 시클로올레핀(COP), 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리메타크릴산메틸, 폴리카르보네이트, 또는 폴리우레탄 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 시클로올레핀 및 폴리프로필렌을 들 수 있다.
상기 광투과성 기재의 두께는, 20 내지 300㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 하한이 30㎛이며, 상한이 200㎛이다.
상기 광투과성 기재는, 그 위에 방현층 등을 형성하는 데 있어서, 접착성 향상을 위해 코로나 방전 처리, 산화 처리 등의 물리적인 처리 외에, 앵커제 또는 프라이머 등의 도료의 도포를 미리 행해도 좋다.
본 발명의 광학 적층체는, 상기 광투과성 기재 상에 적어도 방현층을 갖는다. 상기 방현층은, 상기 광투과성 기재 상과 반대측 표면에 요철 형상을 갖고, 상기 요철 형상은, 상기 방현층을 구성하는 바인더 수지의 상분리에 의해 형성된 요철 형상 (A) 및 상기 방현층에 포함되는 내부 입자에 의해 형성된 요철 형상 (B)로 이루어진다.
상기 방현층이 이러한 특정한 표면 요철 형상을 가지므로, 외광 반사에 의한 투영을 방지함과 함께, 번쩍임을 방지하고, 또한, 콘트라스트의 저하가 없어, 시인성 및 색 재현성이 우수한 광학 적층체로 할 수 있다.
상기 방현층을 구성하는 바인더 수지의 상분리에 의해 형성된 요철 형상 (A)란, 적어도 2종의 바인더 수지 성분을 포함하는 조성물이, 예를 들어 스피노달 분해 등에 의해 상분리됨으로써 형성된 요철 형상이며, 내부 입자를 포함하지 않는 것으로 한 경우에, 현미경으로 해도 구조로서 관찰된다. 이때, 섬 부분이 요철 형상의 볼록부이며, 바다 부분이 오목부로 된다. 또한 바다 부분의 면적이 섬 부분의 면적보다 더 넓다.
또한, 상기 내부 입자에 의해 형성된 요철 형상 (B)의 볼록부는, 상기 요철 형상 (A)의 상기 해도 구조의 바다 부분에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 요철 형상 (B)의 볼록부는, 방현층 표면에 내부 입자가 노출되지 않는 것이 바람직하다. 노출되면 볼록 형상이 매끄럽지 않게 되어 첨도가 올라가, 콘트라스트의 저하를 초래하기 때문이다.
상기 방현층은, 2종 이상의 바인더 수지 및 내부 입자를 포함하는 방현층용 조성물을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 2종 이상의 바인더 수지는, 서로 비상용성인 것이 바람직하다. 비상용성이 아니면, 상분리가 발생하지 않아, 원하는 표면 요철 형상 (A)를 형성하지 못할 우려가 있다.
또한, 상기 2종 이상의 바인더 수지는, 스피노달 분해하여 도막 표면에 요철 형상 (A)를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 2종 이상의 바인더 수지로서는, 단량체, 올리고머 및 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 조합인 경우를 들 수 있다.
상기 2종 이상의 바인더 수지로서는, 예를 들어 다관능성 단량체 등의 단량체, (메트)아크릴 수지, 올레핀 수지, 폴리에테르 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리실록산 수지, 폴리실란 수지, 폴리이미드 수지 또는 불소 수지를 골격 구조에 포함하는 수지 등을 사용할 수 있다. 이들 수지는, 저분자량인 소위 올리고머이어도 좋다.
상기 다관능성 단량체로서는, 예를 들어 다가 알코올과 (메트)아크릴레이트의 탈알코올 반응물, 구체적으로는 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 (메트)아크릴 수지를 골격 구조에 포함하는 수지로서는, (메트)아크릴 단량체를 중합 또는 공중합한 수지, (메트)아크릴 단량체와 다른 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 단량체를 공중합한 수지 등을 들 수 있다.
상기 올레핀 수지를 골격 구조에 포함하는 수지로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체, 아이오노머, 에틸렌·비닐알코올 공중합체, 에틸렌·염화비닐 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 폴리에테르 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는, 분자쇄 중에 에테르 결합을 포함하는 수지이며, 예를 들어 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등을 들 수 있다.
폴리에스테르 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는, 분자쇄 중에 에스테르 결합을 포함하는 수지이며, 예를 들어 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있다.
폴리우레탄 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는, 분자쇄 중에 우레탄 결합을 포함하는 수지이다. 폴리실록산 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는, 분자쇄 중에 실록산 결합을 포함하는 수지이다.
폴리실란 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는, 분자쇄 중에 실란 결합을 포함하는 수지이다.
폴리이미드 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는, 분자쇄 중에 이미드 결합을 포함하는 수지이다. 불소 수지를 골격 구조에 포함하는 수지는, 폴리에틸렌의 수소의 일부 또는 전부가 불소로 치환된 구조를 포함하는 수지이다.
올리고머 및 수지로서, 상기 골격 구조의 2종 이상으로 이루어지는 공중합체이어도 좋고, 상기 골격 구조와 그 이외의 단량체로 이루어지는 공중합체이어도 좋다.
본 발명에 있어서의 2종 이상의 바인더 수지는, 동종의 골격 구조를 포함하는 올리고머 또는 수지를 사용해도 좋고, 또한 서로 다른 골격 구조를 포함하는 올리고머 또는 수지를 사용해도 좋다. 또한, 2종 이상의 바인더 수지 중 어느 한쪽이 단량체이며, 다른 쪽이 올리고머 또는 수지이어도 좋다.
또한 본 발명에 있어서의 2종 이상의 바인더 수지는 각각, 서로 반응하는 관능기를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 관능기를 서로 반응시킴으로써, 방현층용 조성물에 의해 얻어지는 방현층의 내성을 높일 수 있다. 이러한 관능기의 조합으로서, 예를 들어 활성 수소를 갖는 관능기(수산기, 아미노기, 티올기, 카르복실기 등)와 에폭시기, 활성 수소를 갖는 관능기와 이소시아네이트기, 에틸렌성 불포화기와 에틸렌성 불포화기(에틸렌성 불포화기의 중합이 발생한다), 실라놀기와 실라놀기(실라놀기의 축중합이 발생한다), 실라놀기와 에폭시기, 활성 수소를 갖는 관능기와 활성 수소를 갖는 관능기, 활성 메틸렌과 아크릴로일기, 옥사졸린기와 카르복실기 등을 들 수 있다. 또한, 여기에 말하는 「서로 반응하는 관능기」란, 포함되는 제1 성분 및 제2 성분만을 혼합한 것만으로는 반응이 진행되지 않지만, 촉매 또는 경화제를 합하여 혼합함으로써 서로 반응하는 것도 포함된다. 여기서 사용할 수 있는 촉매로서, 예를 들어 광 개시제, 라디칼 개시제, 산·염기 촉매, 금속 촉매 등을 들 수 있다. 사용할 수 있는 경화제로서, 예를 들어 멜라민 경화제, (블록)이소시아네이트 경화제, 에폭시 경화제 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 2종 이상의 바인더 수지로서, (메트)아크릴 수지를 골격 구조에 포함하는 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 2종 이상의 바인더 수지는, 분자량(상기 2종 이상의 바인더 수지가 수지인 경우는, 중량 평균 분자량)이 100 내지 100000인 것이 바람직하다.
상기 2종 이상의 바인더 수지에 포함되는 제1 성분의 SP값과 제2 성분의 SP값(solubility parameter: 용해 파라미터)의 차는 0.5 이상인 것이 바람직하다. 0.5 미만이면 서로의 수지의 상용성이 충분히 낮지 않아, 방현층용 조성물의 도포 후에 제1 성분과 제2 성분의 상분리가 충분히 행해지지 않아, 원하는 요철 형상을 얻지 못할 우려가 있다. 상기 SP값의 차는 0.8 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 SP값은, 예를 들어 다음의 방법에 의해 실측할 수 있다[참고 문헌: SUH, CLARKE, J.P.S.A-1, 5, 1671 내지 1681(1967)].
측정 온도: 20℃
샘플: 수지 0.5g을 100ml 비이커에 칭량하여, 양용매 10ml을 홀 피펫을 사용하여 첨가하고, 마그네틱 스터러에 의해 용해한다.
양용매: 디옥산, 아세톤 등
빈용매: n-헥산, 이온 교환수 등
탁점 측정: 50ml 뷰렛을 사용하여 빈용매를 적하하여, 혼탁이 발생한 점을 적하량으로 한다.
수지의 SP값(δ)은 다음 식에 의해 부여된다.
δ=(Vml 1/2δml+Vmh 1/2δmh)/(Vml 1/2+Vmh 1/2)
Vm=V1V2/(φ1V2+φ2V1)
δm=φ1δ1+φ2δ2
Vi: 용매의 분자 용적(ml/mol)
φi: 탁점에 있어서의 각 용매의 체적분율
δi: 용매의 SP값
ml: 저SP 빈용매 혼합계
mh: 고SP 빈용매 혼합계
본 발명에 있어서의 상기 2종 이상의 바인더 수지로서는, 상술한 성질을 갖고 상분리가 가능한 2종 이상의 수지를 적절히 조합하여 사용하면 되지만, 그 중에서도, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 및 이소보르닐(메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서는, 상기 2종 이상의 바인더 수지에 포함되는 제1 성분 및 제2 성분 중 어느 한쪽이, 방현층용 조성물 도포 시의 환경 온도보다 낮은 유리 전이 온도(Tg)를 갖고, 다른 쪽이 상기 방현층용 조성물 도포 시의 환경 온도보다 높은 Tg를 갖는 것이 바람직하다.
이 경우, 환경 온도보다 높은 Tg를 갖는 수지는, 그 환경 온도에서는 분자 운동이 제어된 유리 상태이기 때문에, 도포 후에 도막 중에서 응집하고, 그에 의해 상기 2종 이상의 바인더 수지의 상분리가 초래된다고 생각된다.
상기 유리 전이 온도(Tg)는, 통상의 동적 점탄성에 의한 Tg의 측정 방법과 마찬가지의 방법에 의해 얻을 수 있다. 이 Tg는, 예를 들어 레오비브론 모델(RHEOVIBRON MODEL) RHEO2000, 3000(상품명, 오리엔테크사제) 등을 사용하여 측정할 수 있다.
상기 2종 이상의 바인더 수지는, 포함되는 제1 성분의 표면 장력과 제2 성분의 표면 장력의 차가 1 내지 70dyn/cm인 것이 바람직하다. 상기 제1 성분의 표면 장력과 제2 성분의 표면 장력의 차가 1 내지 70dyn/cm인 경우에는, 보다 높은 표면 장력을 갖는 수지가 응집하는 경향이 있고, 그에 의해 조성물의 도포 후에 2종 이상의 바인더 수지의 상분리가 초래된다고 생각된다. 상기 표면 장력의 차는, 5 내지 30dyn/cm인 것이 보다 바람직하다.
상기 표면 장력은, 빅케미사제 다이노미터를 사용하여 윤환법으로 측정한 정적 표면 장력을 구함으로써 측정할 수 있다.
상기 바인더 수지 중, 방현층 표면의 요철 형상의 볼록부의 형성에 기여하는 수지 (a)와 오목부의 형성에 기여하는 수지 (b)의 혼합비 [(a)/(b)]는, 고형분 질량비로, 0.5/100 내지 20/100인 것이 바람직하다. 0.5/100 미만이면 요철이 형성되지 않아 방현성을 얻지 못할 우려가 있다. 20/100을 초과하면, 요철 형상이 지나치게 커져, 번쩍임이 악화될 우려가 있다. 상기 혼합비는, 1/100 내지 10/100인 것이 보다 바람직하다. 상기 수지 (a) 및 상기 수지 (b)는, 상술한 2종 이상의 바인더 수지로부터 적절히 선택된다.
상기 내부 입자는, 방현층 표면의 요철 형상 (A)의 볼록부의 형성에 기여하는 수지 성분보다 오목부의 형성에 기여하는 수지 성분에 대한 친화성이 높은 것이 바람직하다. 이러한 내부 입자를 선택함으로써, 본 발명의 원하는 표면 요철 형상을 형성할 수 있다.
상기 내부 입자는 또한, 상기 내부 입자 주위에 존재하고 있는 상기 바인더 수지의 경화물과의 굴절률차가 0.01 이상인 것이 바람직하다. 0.01 미만이면 외광 및 광투과성 기재측으로부터 투과하는 내광에 대하여 내부 산란성을 충분히 발휘하지 못할 우려가 있다.
상기 굴절률차는, 0.02 내지 0.15인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 바인더 수지의 경화물과 내부 입자의 굴절률차는, 예를 들어 NTT어드밴스 테크놀러지사제의 투과형 위상 시프트 레이저 현미 간섭 계측 장치 PLM-OPT를 사용하여, 이하와 같이 하여 구할 수 있다.
즉, 본 발명의 광학 적층체를 적당한 크기로 잘라내고, 클로로포름 중에 하루 밤낮 정도 침지시킴으로써 기재로부터 상기 방현층을 박리시켜, 건조시킨다. 이것을 슬라이드 글래스에 놓고, 바인더 수지의 경화물과 동일 정도의 굴절률(약 1.52)을 갖는 오일(예를 들어, 모리테크스사제의 카길 표준 굴절액)에 침지하고 그 위에 커버 글래스를 놓는다. 이와 같이 함으로써, 상기 방현층의 두께 방향에 대하여, 바인더 수지의 경화물의 표면 요철을 광학적으로 평탄화함으로써 내부 입자 이외의 위상차가 발생하는 요인을 제거할 수 있다. 이렇게 하여 얻어진 샘플을 상기 투과형 위상 시프트 레이저 현미 간섭 계측 장치(측정 조건: 측정 파장 633nm, 측정 배율 200배)로 광의 입사 방향을 샘플의 두께 방향으로 하여 측정하고, 바인더 수지의 경화물뿐인 부분과 내부 입자가 있는 부분의 위상차를 측정하고, 또한, 광학 현미경으로 내부 입자의 입경을 측정함으로써 이하의 식으로부터 바인더 수지의 경화물과 내부 입자의 굴절률차를 구할 수 있다.
Δn =Δφ·λ/(2π·d)
(Δn: 바인더와 내부 입자의 굴절률차
Δφ: 바인더뿐인 부분과 내부 입자가 있는 부분의 위상차
λ: 측정 파장
d : 내부 입자의 입경)
상기 내부 입자로서는, 상술한 수지와의 친화성과 굴절률의 관계를 만족하는 것이면, 특별히 한정되지 않지만, 금속 산화물 또는 유기 수지 비즈인 것이 바람직하고, 유기 수지 비즈인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 내부 입자는, 수지에 대한 친화성의 개선을 위하여 표면 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.
상기 금속 산화물로서는, 실리카가 바람직하다. 상기 실리카로서는, 특별히 한정되지 않고 결정성, 졸 상태, 겔 상태 중 어느 상태이든 좋고, 부정형, 구형이어도 좋다.
상기 실리카의 시판품으로서는, 습식 합성 부정형 실리카(사이리시아(상품명), 후지 시리시아 가가꾸사제), 퓸드 실리카(아에로질(상품명), 데구사사제), 콜로이드 실리카(MEK-ST(상품명), 닛산 가가꾸 고교사제) 등을 들 수 있다.
상기 금속 산화물은, 수지에 대한 친화성을 조정하기 위하여 표면 처리가 실시되어 있어도 좋다.
상기 유기 수지 비즈로서는, 아크릴 비즈(굴절률 1.49 내지 1.53), 폴리에틸렌 비즈(굴절률 1.50), 폴리스티렌 비즈(굴절률 1.60), 스티렌-아크릴 공중합체 비즈(굴절률 1.54 내지 1.56), 폴리카르보네이트 비즈(굴절률 1.57), 폴리염화비닐 비즈(굴절률 1.60), 멜라민 비즈(굴절률 1.57), 벤조구아나민-포름알데히드 축합체 비즈(굴절률 1.66), 멜라민-포름알데히드 축합체 비즈(굴절률 1.66), 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합체 비즈(굴절률 1.66) 및 벤조구아나민-멜라민 축합체 비즈(굴절률 1.66)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이들은, 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 또한, 상기 금속 산화물과 상기 유기 수지 비즈를 병용해도 좋다.
상기 유기 수지 비즈는, 수지에 대한 친화성을 조정하기 위하여 표면 처리가 실시되어 있어도 좋다.
상기 내부 입자는, 이소프로판올 중에 있어서의 제타 전위의 절대값이 20mV 이상인 것이 바람직하다. 20mV 이상이면 이소프로판올 중에서의 분산성이 좋고, 후술하는 방현층용 조성물의 용제로서 이소프로판올 등의 알코올류를 사용한 경우, 바다 성분이 되는 바인더 수지에 대한 친화성이 좋아진다. 그로 인해, 내부 입자에 의해 형성되는 요철 형상 (B)가, 요철 형상 (A)에 의한 해도 구조의 바다 부분에 형성되기 때문에 바람직하다. 20mV 미만이면 바다 성분이 되는 바인더 수지와의 친화성이 나쁘기 때문에, 요철 형상 (A)에 의한 해도 구조의 섬 부분에 내부 입자가 모여, 방현층의 표면 요철 형상이 지나치게 커져, 번쩍임이 악화될 우려가 있다. 상기 제타 전위의 절대값은, 30mV 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 제타 전위는, 오쯔까 덴시사제의 제타 전위계에 의해 측정하여 얻어지는 값이다.
상기 내부 입자의 평균 입경은, 상기 방현층의 막 두께에 대하여 1 내지 100%의 크기인 것이 바람직하다. 1% 미만이면 방현 효과가 저하할 우려가 있다. 100%를 초과하면, 요철 형상의 제어가 불가능하게 되어, 방현성이 저하될 우려가 있다. 상기 평균 입경은, 상기 방현층의 막 두께에 대하여 10 내지 70%의 크기인 것이 보다 바람직하다.
또한 상기 평균 입경은, 광학 현미경 사진에서 1㎟의 면적 내에 있는 각 단독 분산 및/또는 응집 입자의 크기를 측정하여 얻어진 수 평균값이다.
상기 내부 입자의 방현층 중의 함유량은, 상기 방현층 표면의 요철 형상의 오목부의 형성에 기여하는 수지 성분의 고형분 100질량부에 대하여 1 내지 20질량부인 것이 바람직하다. 1질량부 미만이면 방현 효과를 충분히 얻지 못할 우려가 있다. 20질량부를 초과하면, 광학 특성에 악영향을 미칠 우려가 있다.
상기 함유량은, 2 내지 15질량부인 것이 보다 바람직하다.
상기 방현층은, 상술한 성분 외에, 본 발명의 효과를 손상시키지 않을 정도로 필요에 따라 다른 첨가물을 포함하는 것이어도 좋다.
상기 첨가물로서는, 중합체, 열 중합 단량체, 열 중합 개시제, 자외선 흡수제, 광 중합 개시제, 광 안정화제, 레벨링제, 가교제, 경화제, 중합 촉진제, 점도 조정제, 대전 방지제, 산화 방지제, 오염 방지제, 슬립제, 굴절률 조정제, 분산제 등을 들 수 있다. 이들은 공지의 것을 사용할 수 있다.
상기 방현층은, 상기 2종 이상의 바인더 수지, 내부 입자 및 필요에 따라 상기 첨가물을, 용제와 함께 혼합·분산하여 제조하여 얻어진 방현층용 조성물을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 용제로서는, 바인더 수지의 종류 및 용해성에 따라서 적절히 선택하면 되는데, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 메틸글리콜, 메틸글리콜아세테이트, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디아세톤알코올 등의 케톤류; 포름산메틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 락트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류; 니트로메탄, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 질소 함유 화합물; 디이소프로필에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산, 디옥솔란 등의 에테르류, 염화메틸렌, 클로로포름, 트리클로로에탄, 테트라클로로에탄 등의 할로겐화 탄화수소; 톨루엔, 디메틸술폭시드, 탄산프로필렌 등; 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 그 중에서도, 바람직한 용제로서는, 시클로헥사논, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 이소프로판올, 이소부탄올 중 적어도 1종을 들 수 있다.
상기 방현층용 조성물의 제조는, 각 성분을 균일하게 혼합할 수 있으면 되고, 페인트 셰이커, 비즈 밀, 니이더 등의 공지의 장치를 사용하여 혼합하면 된다.
상기 방현층은, 상기 방현층용 조성물을, 예를 들어 상기 광투과성 기재 상에 도포하여 도막을 형성하고, 필요에 따라 건조시킨 후, 상기 도막을 가열 또는 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 형성된다.
상기 도막을 형성하는 방법으로서는, 스핀 코트법, 침지법, 스프레이법, 다이 코트법, 바 코트법, 롤 코터법, 메니스커스 코터법, 플렉소 인쇄법, 스크린 인쇄법, 비드 코터법 등의 공지의 각종 방법을 들 수 있다.
상기 도막을 건조하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고 공지의 방법을 적용할 수 있지만, 30 내지 120℃에서 0.1 내지 5분간 건조시키는 것이 바람직하다.
상기 도막에 자외선을 조사하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고 일반적인 자외선원을 사용하여 공지의 방법으로 행하면 된다.
상기 자외선원의 구체예로서는, 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크등, 블랙 라이트 형광등, 메탈 할라이드 램프등 등의 광원을 들 수 있다. 자외선의 파장으로서는, 190 내지 380nm의 파장 영역을 사용할 수 있다. 전자선원의 구체예로서는, 코크로프트 월턴형, 반데그라프트형, 공진 변압기형, 절연 코어 변압기형, 또는 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 각종 전자선 가속기를 들 수 있다.
상기 자외선의 조사는, 산소를 제거하면서 행하는 것이 바람직하다.
상기 도막을 가열하여 경화시키는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고 사용하는 바인더 수지의 종류에 따라 적절히 선택하여, 공지의 방법으로 행할 수 있다.
상기 방현층의 막 두께는, 원하는 특정 등에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 일반적으로 0.5 내지 50㎛인 것이 바람직하고, 2 내지 20㎛인 것이 보다 바람직하다.
상기 막 두께는, 단면을 전자 현미경(SEM, TEM, STEM)으로 관찰하여, 측정한 값이다.
상기 광학 적층체는, 상술한 광투과성 기재와 방현층 이외에, 임의의 층을 가져도 된다. 상기 임의의 층으로서는, 대전 방지층, 저굴절률층, 오염 방지층, 고굴절률층, 중굴절률층, 하드 코트층 등을 들 수 있다. 이들은, 공지의 대전 방지제, 저굴절률제, 고굴절률제, 오염 방지제 등과 수지 및 용제 등을 혼합하여, 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다.
*본 발명의 광학 적층체는, 경도가, JIS K5600-5-4(1999)에 의한 연필 경도 시험(하중 4.9N)에 있어서, H 이상인 것이 바람직하고, 2H 이상인 것이 보다 바람직하고, 3H 이상인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 광학 적층체는, 전광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하다. 80% 미만이면 디스플레이 표면에 장착한 경우에 있어서, 색 재현성이나 시인성을 손상시킬 우려가 있다. 상기 전광선 투과율은, 85% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
상기 전광선 투과율은, 헤이즈 미터(무라카미 색채 기술 연구소제, 제품 번호; HM-150)를 사용하여 JIS K-7361에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는, 표면 헤이즈가 0.1 내지 10%인 것이 바람직하다. 0.1% 미만이면 방현성이 불충분해질 우려가 있고, 10%를 초과하면, 콘트라스트의 저하 등, 색 재현성이 저하될 우려가 있다. 상기 표면 헤이즈는, 0.1 내지 5%인 것이 보다 바람직하고, 0.1 내지 3%인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 광학 적층체는, 내부 헤이즈가 1 내지 20%인 것이 바람직하다. 1% 미만이면 번쩍임이 악화될 우려가 있다. 20%를 초과하면, 암실 하에서의 콘트라스트가 저하될 우려가 있다. 상기 내부 헤이즈는, 2 내지 10%인 것이 보다 바람직하다.
상기 표면 헤이즈 및 내부 헤이즈는, 이하와 같이 하여 구할 수 있다. 즉, 상기 광학 적층체 최표면의 요철 상에 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 등의 수지(단량체 또는 올리고머 등의 수지 성분을 포함함)를 톨루엔 등으로 희석하여 고형분 60%로 한 것을 와이어 바에 의해 건조 층 두께가 8㎛로 되도록 도포한다. 이에 의해, 방현층의 표면 요철이 무너져, 평탄한 층으로 된다. 단, 광학 적층체를 형성하는 조성물 중에 레벨링제 등이 포함되어 있음으로써, 재코팅제가 반발하기 쉬워 젖기 어려운 경우에는, 미리 광학 적층체를 비누화 처리(2mol/l의 NaOH(또는 KOH) 용액, 55℃, 3분 침지한 후, 수세하여, 킴와이프에 의해 물방울을 완전히 제거한 후, 50℃ 오븐에서 1분 건조)에 의해, 친수 처리를 실시하면 된다.
표면을 평탄하게 한 광학 적층체는, 표면 요철에 의한 헤이즈를 갖지 않고, 내부 헤이즈만을 갖는 상태로 되어 있다. 이 헤이즈를, 내부 헤이즈로서 구할 수 있다. 그리고, 내부 헤이즈를, 원래의 광학 적층체의 헤이즈(전체 헤이즈)로부터 차감한 값이, 표면 요철에만 기인하는 헤이즈(표면 헤이즈)로서 구해진다.
또한, 헤이즈값은, JIS K-7136에 따라 측정할 수 있다. 측정에 사용하는 기기로서는, 반사·투과율계 HM-150(무라카미 색채 기술 연구소제)을 들 수 있다. 헤이즈는, 도포 시공면을 광원을 향하게 하여 측정한다.
본 발명의 광학 적층체를 제조하는 방법으로서는, 광투과성 기재 상에 방현층용 조성물을 도포하여 도막을 형성하고, 상기 도막을 경화시켜 방현층을 형성하는 방법을 들 수 있다.
상기 방현층용 조성물은, 서로 비상용인 2종 이상의 바인더 수지 및 내부 입자를 포함한다. 이러한 광학 적층체를 제조하는 방법도 또한, 본 발명의 하나이다.
상기 광투과성 기재 및 방현층용 조성물로서는, 상술한 것과 마찬가지의 것을 들 수 있다. 상기 방현층용 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 방법 및 상기 도막을 경화시켜 방현층을 형성하는 방법으로서는, 상술한 방현층을 형성하는 방법과 마찬가지의 방법을 들 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는, 편광 소자의 표면에, 상기 광학 적층체의, 광투과성 기재의 방현층이 존재하는 면과 반대측의 면측을 설치함으로써, 편광판으로 할 수 있다.
상기 편광 소자로서는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 요오드 등에 의해 염색하고, 연신한 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체계 비누화 필름 등을 사용할 수 있다. 상기 편광 소자와 상기 광학 적층체의 라미네이트 처리에 있어서는, 광투과성 기재에 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 비누화 처리에 의해, 접착성이 양호해져 대전 방지 효과도 얻을 수 있다. 또한, 점착제를 사용하여 접착시켜도 좋다. 상기 점착제로서는, 예를 들어 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제, 또는, 수계 점착제 등을 들 수 있다.
본 발명의 광학 적층체 및 상기 편광판은, 화상 표시 장치의 최표면에 구비할 수 있다.
상기 화상 표시 장치는, LCD 등의 비자발광형 화상 표시 장치이어도 좋고, PDP, FED, ELD(유기 EL, 무기 EL), CRT 등의 자발광형 화상 표시 장치이어도 좋다.
상기 비자발광형의 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, 상기 광학 적층체 또는 상기 편광판이 형성되어 이루어지는 것이다.
본 발명의 광학 적층체를 갖는 액정 표시 장치의 경우, 광원 장치의 광원은 광학 적층체의 광투과성 기재측으로부터 조사된다. 또한, STN형의 액정 표시 장치에는, 액정 표시 소자와 편광판 사이에, 위상차판이 삽입되어도 좋다. 이 액정 표시 장치의 각 층간에는 필요에 따라 접착제층이 형성되어도 좋다.
상기 자발광형 화상 표시 장치인 PDP는, 표면 유리 기판(표면에 전극을 형성)과 당해 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 그 전방면판(유리 기판 또는 필름 기판)에 상술한 광학 적층체를 구비하는 것이기도 하다.
상기 자발광형 화상 표시 장치는, 전압을 인가하면 발광하는 황화아연, 디아민류 물질: 발광체를 유리 기판에 증착하고, 기판에 인가하는 전압을 제어하여 표시를 행하는 ELD 장치, 또는, 전기 신호를 광으로 변환하여, 인간의 눈으로 보이는 상을 발생시키는 CRT 등의 화상 표시 장치이어도 좋다. 이 경우, 상기와 같은 각 표시 장치의 최표면 또는 그 전방면판의 표면에 상술한 광학 적층체를 구비하는 것이다.
본 발명의 광학 적층체는, 어떤 경우든 텔레비전, 컴퓨터, 워드프로세서 등의 디스플레이 표시에 사용할 수 있다. 특히, CRT, 액정 패널, PDP, ELD, FED 등의 고정세 화상용 디스플레이의 표면에 적절하게 사용할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는, 상기 구성으로 이루어지므로, 외경의 투영, 번쩍임, 무아레의 발생 및 콘트라스트의 저하를 적절하게 방지할 수 있는 것이다. 이로 인해, 본 발명의 광학 적층체는, 음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(ELD), 필드 에미션 디스플레이(FED) 등에 적절하게 적용할 수 있다.
도 1은 실시예 1의 광학 적층체의 표면의 반사 관찰에 의한 광학 현미경 사진이다.
도 2는 비교예 1의 광학 적층체의 표면의 반사 관찰에 의한 광학 현미경 사진이다.
도 3은 비교예 2의 광학 적층체의 표면의 반사 관찰에 의한 광학 현미경 사진이다.
도 4는 비교예 3의 광학 적층체의 표면의 반사 관찰에 의한 광학 현미경 사진이다.
도 5는 실시예 1의 광학 적층체의 도 6과 동일 개소의 표면 요철 형상의 반사 관찰에 의한 광학 현미경 사진이다.
도 6은 실시예 1의 광학 적층체의 도 5와 동일 개소의 표면 요철 형상의 투과 관찰에 의한 광학 현미경 사진이다.
이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 및 비교예에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 기재 중, 부 또는 %로 되어 있는 것은 특별히 언급하지 않는 한, 질량 기준이다.
실시예 1
단분산 수산기 함유 스티렌-아크릴 입자(입경 2.5㎛, 굴절률 n=1.56) 5부
이소보르닐메타크릴레이트를 포함하는 올리고머 3부
펜타에리트리톨트리아크릴레이트 70부
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 30부
이르가큐어 184(시바 재팬사제) 5부
이소프로판올 120부
메틸이소부틸케톤(MIBK) 50부
상기 재료를 적절히 첨가하여 충분히 혼합하여 조성물을 제조했다. 얻어진 이 조성물을 구멍 직경 30㎛의 폴리프로필렌산 필터로 여과하여, 도공액을 얻었다. 이 도공액을 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 기재 필름(TD80U 후지 필름사제) 상에 드라이 막 두께가 4㎛로 되도록 메이어 바에 의해 도포하고, 질소 퍼지 하(산소 농도 200ppm 이하)에서, 자외선을 조사선량이 100mj로 되도록 조사하여 도막을 경화시켜, 방현층을 형성하여, 광학 적층체를 얻었다.
실시예 2
단분산 수산기 함유 스티렌-아크릴 입자(입경 2.5㎛, 굴절률 n=1.56) 5부
이소보르닐메타크릴레이트를 포함하는 올리고머 6부
펜타에리트리톨트리아크릴레이트 70부
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 30부
이르가큐어 184(시바 재팬사제) 5부
이소프로판올 120부
메틸이소부틸케톤(MIBK) 50부
상기 재료를 적절히 첨가하여 충분히 혼합하여 조성물을 제조했다. 얻어진 이 조성물을 구멍 직경 30㎛의 폴리프로필렌산 필터로 여과하여, 도공액을 얻었다. 이 도공액을 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 기재 필름(TD80U 후지 필름사제) 상에 드라이 막 두께가 4㎛로 되도록 메이어 바에 의해 도포하고, 질소 퍼지 하(산소 농도 200ppm 이하)에서, 자외선을 조사선량이 100mj로 되도록 조사하여 도막을 경화시켜, 방현층을 형성하여, 광학 적층체를 얻었다.
비교예 1
단분산 스티렌-아크릴 입자(입경 2.5㎛, 굴절률 n=1.56) 　5부
펜타에리트리톨트리아크릴레이트 100부
폴리메틸메타크릴레이트(분자량 75000) 10부
이르가큐어 184(시바 재팬사제) 5부
실리콘계 레벨링제 0.1부
톨루엔 120부
시클로헥사논 50부
상기 재료를 적절히 첨가하여 충분히 혼합하여 조성물을 제조했다. 이 조성물을 구멍 직경 30㎛의 폴리프로필렌산 필터로 여과하여, 도공액을 얻었다. 이 도공액을 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 기재 필름(TD80U 후지 필름사제) 상에 드라이 막 두께가 4㎛로 되도록 메이어 바에 의해 도포하고, 질소 퍼지 하(산소 농도 200ppm 이하)에서, 자외선을 조사선량이 100mj로 되도록 조사하여 도막을 경화시켜, 방현층을 형성하여, 광학 적층체를 얻었다.
비교예 2
이소보르닐메타크릴레이트를 포함하는 올리고머 4부
펜타에리트리톨트리아크릴레이트 70부
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 30부
이르가큐어 184(시바 재팬사제) 5부
이소프로판올 120부
MIBK 50부
상기 재료를 적절히 첨가하여 충분히 혼합하여 조성물을 제조했다. 이 조성물을 구멍 직경 30㎛의 폴리프로필렌산 필터로 여과하여, 도공액을 얻었다. 이 도공액을 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 기재 필름(TD80U 후지 필름사제) 상에 드라이 막 두께가 4㎛로 되도록 메이어 바에 의해 도포하고, 질소 퍼지 하(산소 농도 200ppm 이하)에서, 자외선을 조사선량이 100mj로 되도록 조사하여 도막을 경화시켜, 방현층을 형성하여, 광학 적층체를 얻었다.
비교예 3
단분산 스티렌-아크릴 입자(수산기 비함유)(입경 2.5㎛, 굴절률 n=1.56) 5부
이소보르닐메타크릴레이트를 포함하는 올리고머 3부
펜타에리트리톨트리아크릴레이트 70부
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 30부
이르가큐어 184(시바 재팬사제) 5부
이소프로판올 120부
MIBK 50부
상기 재료를 적절히 첨가하여 충분히 혼합하여 조성물을 제조했다. 이 조성물을 구멍 직경 30㎛의 폴리프로필렌산 필터로 여과하여, 도공액을 얻었다. 이 도공액을 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(TD80U 후지 필름사제) 상에 드라이 막 두께가 4㎛로 되도록 메이어 바에 의해 도포하고, 질소 퍼지 하(산소 농도 200ppm 이하)에서, 자외선을 조사선량이 100mj로 되도록 조사하여 도막을 경화시켜, 방현층을 형성하여, 광학 적층체를 얻었다.
얻어진 각 광학 적층체를 하기의 항목에 있어서 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 실시예 1, 비교예 1 내지 3의 광학 적층체의 표면의 반사 관찰에 의한 광학 현미경 사진을 도 1 내지 4에 나타냈다. 또한, 실시예 1의 광학 적층체에 대해서, 동일 개소의 반사 관찰에 의한 광학 현미경 사진과 투과 관찰에 의한 광학 현미경 사진을, 각각 도 5, 도 6에 나타냈다. 도 5의 반사 관찰에서는 표면 요철을 모두 관찰할 수 있다. 한편, 도 6의 투과 관찰에서는 내부 입자(도 6 중에서 검은 원점으로 보임)만을 관찰할 수 있다.
도 5와 도 6의 비교로부터 명백해진 바와 같이, 실시예 1의 광학 적층체는, 내부 입자가 존재하지 않는 개소에 요철(즉 상분리에 의해 형성된 요철 형상 (A))이 관찰되고, 또한, 내부 입자는 상분리의 해도 구조의 바다 부분에 많이 존재하고, 요철(즉 요철 형상 (B))이 형성되어 있었다.
또한, 실시예 2의 광학 적층체는 도시하지 않았으나, 실시예 1의 광학 적층체와 마찬가지이었다.
비교예 1의 광학 적층체의 방현층은, 상분리에 의한 요철 형상 (A)는 형성되지 않고, 내부 입자에 의한 요철 형상 (B)가 형성되어 있었다.
비교예 2의 광학 적층체의 방현층은, 상분리에 의한 요철 형상 (A)가 형성되어 있었다.
비교예 3의 광학 적층체의 방현층은, 상분리에 의한 요철 형상 (A)의 볼록부(도 부분)에 많이 존재하는 내부 입자에 의해 요철 형상이 형성되어 있었다.
표면 헤이즈, 내부 헤이즈, Rz, Rz/Ra, Rku
표면 헤이즈 및 내부 헤이즈는, 상술한 방법에 의해 측정했다.
거칠기 곡선의 첨도(Rku), 10점 평균 거칠기(Rz), 10점 평균 거칠기(Rz)와 산술 평균 거칠기(Ra)의 비(Rz/Ra)는, 3차원 표면 형상 거칠기 측정기(자이고 코포레이션사제 「New View 5000」)를 사용하여 하기의 측정 조건에 있어서 측정했다.
측정 조건: 대물 렌즈 10배, ZOOM 렌즈 2배로 시야 555㎛ 사방을 측정하고, 전체 형상(굴곡)을 보정하기 위하여 원기둥 표면 보정을 행했다. 또한 노이즈가 거칠기 파라미터에 끼치는 영향을 제거하기 위하여 스파이크 제거 처리(각 점에 있어서 주위 3×3의 점으로부터 계산한 RMS(2승 평균 제곱근)의 2배보다 높을 때는 제거)를 행했다.
광택 흑색감의 측정법
얻어진 각 광학 적층체의 방현층면과 반대측면(기재 측면)을, 크로스니콜의 편광판에 맞댄 후, 30W의 3파장 형광 하(방현층면에 45° 방향으로부터 조사)에서 관능 평가(광학 적층체의 방현층면으로부터 50cm 상방, 약 45°의 각도로부터 육안 관찰)를 행하고, 흑색 재현성(흑색이 검게 보이는지)을 하기 기준에 의해 상세하게 평가했다. 그 때, 흑색의 기준 샘플로서 크로스니콜 편광판을 사용하여, 흑색의 비교를 행했다.
평가 기준
평가 ◎: 흑색을 재현할 수 있었다.
평가 ○: 약간의 유백색감이 있었지만 신경쓰이지 않고, 흑색을 거의 재현할 수 있었다.
평가×: 유백색감이 있어, 흑색을 재현할 수 없었다.
번쩍임 평가 방법
하쿠바(HAKUBA)제 뷰어(라이트 뷰어 7000PRO) 상에, 0.7mm 두께의 유리에 형성된 블랙 매트릭스 패턴판(140ppi, 100ppi)을, 패턴면을 아래로 가게 두고, 그 위에 얻어진 광학 적층체를, 방현층면을 공기측으로 하여 놓고, 광학 적층체가 뜨지 않도록 광학 적층체의 가장자리를 손가락으로 가볍게 누르면서, 암실에서 번쩍임을 육안으로 관찰하여, 하기의 기준으로 평가했다.
평가 기준
평가 ◎: 140ppi에서 번쩍임을 인식할 수 없었다.
평가 ○: 105ppi에서는 번쩍임이 인식되지 않았지만, 140ppi에서는 인식되었다.
평가 ×: 105ppi에서 번쩍임이 인식되었다.
무아레 평가 방법
하쿠바제 뷰어(라이트 뷰어 7000PRO) 상에, 0.7mm 두께의 유리에 형성된 블랙 매트릭스 패턴판(105ppi)을, 패턴면을 아래로 가게 두고, 그 위에 얻어진 광학 적층체를, 요철면을 공기측으로 하여 놓고, 광학 적층체가 뜨지 않도록 광학 적층체의 가장자리를 손가락으로 가볍게 누르면서, 암실에서 무아레를 육안으로 관찰하여, 하기의 기준으로 평가했다.
*평가 기준
평가 ◎: 무아레를 인식할 수 없고, 휘도 유니포미티 불균일도 검지되지 않았다.
평가 ○: 무아레를 인식할 수 없고, 휘도 유니포미티 불균일이 조금 검지되었지만, 신경쓰이지 않았다.
평가 ×: 무아레가 인식되었다.
Figure 112016129145621-pat00001
표 1로부터, 실시예 1 및 실시예 2에서는 상분리와 내부 입자에 의해 요철 형상이 형성되어 있고, 내부 입자는, 상분리에 의한 요철 형상 (A)의 오목부(바다 성분)에 많이 존재하고 있기 때문에 양호한 특성을 나타내고 있었다. 또한, 실시예 2에서는 Rz가 약간 크기 때문에, 광택 흑색감, 무아레, 번쩍임이 양호하지만 실시예 1보다 약간 떨어진다.
비교예 1에서는 입자에 의한 요철 형상 (B)만이 방현층의 표면에 형성되어 있었기 때문에, Rz/Ra나 Rku가 커져 광택 흑색감이 손상되어 있었다. 비교예 2에서는 상분리에 의해서만 요철 형상 (A)가 방현층의 표면에 형성되어 있었기 때문에, 요철 형상이 규칙적인 패턴이 되어 무아레가 발생하였다. 비교예 3에서는 실시예 1과 마찬가지로 상분리와 내부 입자에 의해 요철 형상이 형성되어 있었지만, 내부 입자와 바다 성분을 구성하는 바인더 수지의 친화성이 낮았기 때문에, 내부 입자가 상분리에 의한 요철 형상 (A)의 볼록부(섬 부분)에 모여, 응집 덩어리가 커지고, Rz가 커져 번쩍임이 손상되어 있었다.
<산업상 이용가능성>
본 발명의 광학 적층체는, 음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(ELD), 필드 에미션 디스플레이(FED) 등에 적절하게 적용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 광투과성 기재 상에 적어도 방현층을 갖는 광학 적층체이며,
    상기 방현층은, 상기 광투과성 기재와 반대측 표면에 요철 형상을 갖고,
    상기 요철 형상은, 상기 방현층을 구성하는 바인더 수지의 상분리에 의해 형성된 요철 형상 (A) 및 상기 방현층에 포함되는 내부 입자에 의해 형성된 요철 형상 (B)로 이루어지고, 또한,
    상기 요철 형상 (A)는, 볼록부가 섬 부분이며, 오목부가 바다 부분인 해도 구조를 구성하고,
    상기 내부 입자는, 상기 방현층 중에서 상기 해도 구조의 바다 부분에 많이 존재하고 있고,
    상기 내부 입자는 단분산 수산기 함유 스티렌-아크릴 입자인 것을 특징으로 하는, 광학 적층체.
  2. 광투과성 기재 상에 적어도 방현층을 갖는 광학 적층체이며,
    상기 방현층은, 상기 광투과성 기재와 반대측 표면에 요철 형상을 갖고,
    상기 요철 형상은, 상기 방현층을 구성하는 바인더 수지의 상분리에 의해 형성된 요철 형상 (A) 및 상기 방현층에 포함되는 내부 입자에 의해 형성된 요철 형상 (B)로 이루어지고, 또한,
    10점 평균 거칠기(Rz)가 3㎛ 미만이고,
    상기 내부 입자는 단분산 수산기 함유 스티렌-아크릴 입자인 것을 특징으로 하는, 광학 적층체.
  3. 제2항에 있어서, 방현층 표면의 요철 형상은, 10점 평균 거칠기(Rz)와 산술 평균 거칠기(Ra)의 비(Rz/Ra)가 12미만인, 광학 적층체.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 방현층 표면의 요철 형상은, 거칠기 곡선의 첨도(Rku)가 4 이하인, 광학 적층체.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 입자는, 방현층 표면의 요철 형상 (A)의 볼록부의 형성에 기여하는 수지 성분보다 오목부의 형성에 기여하는 수지 성분에 대한 친화성이 높은, 광학 적층체.
  6. 광투과성 기재 상에 적어도 방현층을 갖는 광학 적층체의 제조 방법이며,
    상기 광투과성 기재 상에, 서로 비상용인 2종 이상의 바인더 수지 및 내부 입자를 포함하는 방현층용 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정, 및
    상기 도막을 경화시켜 방현층을 형성하는 공정을 갖고,
    상기 내부 입자는 단분산 수산기 함유 스티렌-아크릴 입자인 것을 특징으로 하는, 광학 적층체의 제조 방법.
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