KR102034003B1

KR102034003B1 - 광학 필름, 이를 사용한 편광판 및 디스플레이 부재

Info

Publication number: KR102034003B1
Application number: KR1020180009059A
Authority: KR
Inventors: 유키오 마츠이
Original assignee: 가부시키가이샤 도판 도모에가와 옵티컬 필름
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2019-10-18
Also published as: CN108427150B; JP2018132592A; TWI677701B; CN108427150A; TW201830056A

Abstract

[과제] 내구성이 우수하고, 무지개 얼룩 및 간섭 줄무늬가 억제되어 시인성이 높으며, 또한 박형화가 가능한 광학 필름, 그리고 이를 사용한 편광판 및 디스플레이 부재를 제공한다.
[해결 수단] 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 투명 기재(2)의 적어도 한쪽면에, 프라이머층(3)과, 활성 에너지선 경화 수지를 포함하는 광학 기능층(4)을 형성한 광학 필름에 있어서, 투명 기재(2)의 면 내 리타데이션이 600㎚ 이하이며, 또한 두께 방향 리타데이션이 3000 내지 8000㎚이고, 프라이머층(3)의 두께가 60 내지 120㎚이며, 투명 기재(2)의 굴절률을 A라고 하고, 광학 기능층의 굴절률을 B라고 했을 때, 프라이머층(3)의 굴절률이, {(A+B)/2-0.02} 내지 {(A+B)/2+0.02}의 범위 내인 것을 특징으로 하는, 광학 필름.

Description

광학 필름, 이를 사용한 편광판 및 디스플레이 부재{OPTICAL FILM, POLARIZER AND DISPLAY ELEMENT USING THE SAME}

본 발명은 화상 표시 장치 등에 사용되는 광학 필름, 이를 사용한 편광판 및 디스플레이 부재에 관한 것이다.

액정 표시 패널이나 터치 패널 등의 디스플레이 부재에는, 하드 코팅 필름이나 반사 방지 필름, 방현 필름 등의 광학 필름이 사용된다. 광학 필름을 구성하는 투명 기재로서는, 투명성이나 광학 등방성이 우수한 트리아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 에스테르계 필름이 지금까지 다용되어 왔지만, 셀룰로오스 에스테르계 필름에는, 내구성, 특히 내습성 및 내열성이 충분하지 않다는 결점이 있다. 그래서, 셀룰로오스 에스테르계 필름 대신에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 투명 기재로서 사용하는 것이 다양하게 검토되고 있다. PET 필름에는, 투명성, 내습성, 내열성, 기계 강도가 우수하고, 또한 저렴하다는 이점이 있다.

단, 폴리에틸렌테레프탈레이트는, 그 분자 구조 중에 방향환을 갖기 때문에, PET 필름의 면 내에 복굴절률성이 발생하여, PET 필름을 투명 기재로서 사용한 광학 필름을 편광 필름 위에 겹치면 무지개와 같은 색 불균일(이하, 「무지개 얼룩」이라고 한다)이 발생한다.

투명 기재에 PET를 사용한 경우에 발생하는 무지개 얼룩을 해소하는 기술로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 특허문헌 1에서는, 면 내 리타데이션(Re)이 3000㎚ 이상인 폴리에스테르 기재를 사용함으로써, 표시 장치에 사용한 경우에 있어서의 무지개 얼룩을 개선하고 있다.

일본 특허 제5556926호 공보

최근의 디스플레이 장치 박형화 및 경량화에 수반하여, 광학 필름에도 박형화가 요구되고 있으며, 광학 필름에 사용하는 투명 기재의 박막화가 도모되고 있다. 그러나, PET 필름을 사용한 경우에 발생하는 무지개 얼룩을 억제하기 위하여, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 PET 필름의 면 내 리타데이션을 높이면, 필연적으로 PET 필름의 두께도 커진다. 즉, 고 리타데이션의 PET 필름을 투명 기재에 사용한 경우, 박형화가 곤란해진다.

또한, PET 필름을 투명 기재로서 사용한 경우에는, 투명 기재와 그 위에 형성하는 광학 기능층의 굴절률차가 커지기 쉬워, 이 굴절률차에 기인하여 간섭 줄무늬가 발생한다는 문제도 있다.

그 때문에, 본 발명은 내구성이 우수하고, 무지개 얼룩 및 간섭 줄무늬가 억제되어 시인성이 높으며, 또한 박형화가 가능한 광학 필름, 그리고 이를 사용한 편광판 및 디스플레이 부재를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 광학 필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 투명 기재의 적어도 한쪽면에, 프라이머층과, 활성 에너지선 경화 수지를 포함하는 광학 기능층을 형성한 광학 필름에 있어서, 투명 기재의 면 내 리타데이션이 600㎚ 이하이며, 또한 두께 방향 리타데이션이 3000 내지 8000㎚이고, 프라이머층의 두께가 60 내지 120㎚이며, 투명 기재의 굴절률을 A라고 하고, 광학 기능층의 굴절률을 B라고 했을 때, 프라이머층의 굴절률이 {(A+B)/2-0.02} 내지 {(A+B)/2+0.02}의 범위 내인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관한 편광판, 디스플레이 부재 및 표시 장치는, 각각 상기한 하드 코팅 필름을 구비하는 것이다.

본 발명에 따르면, 내구성이 우수하고, 무지개 얼룩 및 간섭 줄무늬가 억제되어 시인성이 높으며, 또한 박형화가 가능한 광학 필름, 그리고 이를 사용한 편광판 및 디스플레이 부재를 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 관한 광학 필름의 개략 단면도.

도 1은 실시 형태에 관한 광학 필름의 개략 단면도이다.

광학 필름(1)은, 투명 기재(2)의 한쪽면에 프라이머층(3) 및 광학 기능층(4)을 이 순서대로 적층한 것이다.

(투명 기재)

투명 기재(2)는, 광학 필름(1)의 기체가 되는 필름이다. 투명 기재(2)의 두께는 12 내지 40㎛인 것이 바람직하다. 투명 기재(2)의 두께가 12㎛를 하회하면, 투명 기재(2)가 너무 얇아져, 광학 기능층(4)의 경도 및 광학 필름(1)의 강도가 저하된다. 한편, 투명 기재(2)의 두께가 40㎛를 초과하면, 광학 필름(1)이 두꺼워지기 때문에, 광학 필름(1)을 사용한 디스플레이 부재의 박형화에 기여할 수 없게 된다.

투명 기재(2)로서는, 면 내 리타데이션(Re)이 600㎚ 이하이며, 또한 두께 방향 리타데이션이 3000 내지 8000㎚인 PET 필름을 사용한다. 면 내 리타데이션 및 두께 방향 리타데이션이 이 범위에 있는 PET 필름을 사용함으로써, 광학 필름(1)을 편광판에 겹쳤을 때, 혹은 광학 필름(1) 위에 편광자를 설치한 경우의 무지개 얼룩을 억제할 수 있으며, 또한 투명 기재(2)의 박막화를 실현할 수 있다. 면 내 리타데이션이 600㎚를 초과하는 경우 또는 두께 방향 리타데이션이 8000㎚를 초과하는 경우, 투명 기재(2)의 두께가 상술한 40㎛보다 두꺼워지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 두께 방향 리타데이션이 3000㎚ 미만인 경우, 광학 필름(1)을 구성했을 때의 광학 기능층(4) 표면의 경도 저하로 연결되기 때문에 바람직하지 않다.

또한, PET 필름은 저투습성(수증기 배리어성), 투명성, 내열성 및 기계 강도가 우수하기 때문에, 투명 기재(2)로서 사용함으로써 광학 필름(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, PET 필름은 저렴하기 때문에, 제조 비용면에서도 유리하다. 편광판에 사용되는 폴리비닐알코올(PVA) 필름은, 흡습성이 높고, 수분을 흡수함으로써 팽창되어 치수가 변화하기 때문에, 수분으로부터 보호하기 위하여 양면에 보호 필름을 접합하는 것이 일반적이다. 본 실시 형태에 관한 광학 필름(1)은, 투명 기재(2)로서 수증기 배리어성(저투습성)이 있는 PET 필름을 사용하고 있기 때문에, 편광판의 보호 필름으로서 특히 적합하다.

(프라이머층)

프라이머층(3)은, 투명 기재(2)에 대한 광학 기능층(4)의 밀착성을 향상시키는 접착 용이층으로서의 기능과, 투명 기재(2)와 광학 기능층(4)의 굴절률차를 저감시키는 기능을 갖는다. 프라이머층(3)은, 예를 들어 투명 기재(2)의 표면에 활성 에너지선 경화성 수지를 적어도 함유하는 프라이머층 형성용 조성물을 도공하여 경화시킴으로써 형성된다. 프라이머층(3)의 두께는 60 내지 120㎚로 한다. 프라이머층(3)의 두께가 이 범위를 벗어나면 광학 필름(1)을 화상 표시 장치에 사용한 경우에 간섭 줄무늬가 발생하여, 화상 표시 장치의 시인성을 저하시킨다. 프라이머층(3)의 두께는 80 내지 100㎚로 하는 것이 보다 바람직하고, 이 범위 내에 있는 경우, 간섭 줄무늬의 발생을 보다 억제할 수 있다.

(광학 기능층)

광학 기능층(4)은, 광학 필름(1)에, 내찰상성, 저반사성, 방현성이라는 다양한 광학 기능과 표면 경도를 부여하는 층이다. 광학 기능층(4)은, 예를 들어 프라이머층(3)의 표면에 활성 에너지선 경화성 수지를 적어도 함유하는 광학 기능층 형성용 조성물을 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 광학 기능층(4)의 두께는 1 내지 20㎛인 것이 바람직하다. 광학 기능층(4)의 두께가 1㎛를 하회하면, 광학 기능층(4)의 경도가 부족하다. 한편, 광학 기능층(4)의 두께가 20㎛를 초과하면, 광학 필름(1)의 두께가 두꺼워지기 때문에, 광학 필름(1)을 사용한 디스플레이 부재의 박형화에 기여할 수 없게 된다.

또한, 광학 기능층(4)에는, 그 기능에 따라, 각종 무기 미립자나 유기 미립자(필러)가 포함되어 있어도 된다. 예를 들어, 광학 기능층(4)에 하드 코팅성을 부여하는 경우, 광학 기능층(4)에는 콜로이달 실리카 등의 무기 미립자가 함유되어 있어도 된다. 이 경우, 콜로이달 실리카로서는, 평균 입자 직경이 80㎚ 이하인 것을 사용한다. 콜로이달 실리카의 평균 입자 직경이 80㎚를 초과하면, 광학 필름의 투명성이 저하된다. 콜로이달 실리카의 평균 입자 직경의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 평균 입자 직경이 5㎚ 이상인 것을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 콜로이달 실리카의 첨가량은, 하드 코팅층 형성용 조성물 중에 포함되는 전체 고형분의 20 내지 50질량％로 한다. 콜로이달 실리카의 첨가량이 수지 고형분의 20질량％를 하회하면, 하드 코팅층의 경도가 불충분해진다. 한편, 콜로이달 실리카의 첨가량이 수지 고형분의 50질량％를 초과하면, 광학 기능층이 깨지기 쉬워지기 때문에, 결과적으로 경도가 저하된다.

여기서, 투명 기재(2), 프라이머층(3) 및 광학 기능층(4)의 굴절률의 관계를 설명한다. 이하, 투명 기재(2)의 굴절률을 A라고 하고, 광학 기능층(4)의 굴절률을 B라고 하고, 프라이머층(3)의 굴절률을 C라고 하자. 본 발명에 관한 광학 필름(1)에 있어서는, 프라이머층(3)의 굴절률 C는 이하의 조건 (1)을 만족한다.

(A+B)/2-0.02≤C≤(A+B)/2+0.02…(1)

프라이머층의 두께를 60 내지 120㎛의 범위 내로 하고, 굴절률 C를 상기 조건 (1)의 범위 내로 함으로써, 투명 기재(2)와 광학 기능층(4)의 굴절률차에 기인하는 간섭 줄무늬의 발생을 억제할 수 있다. 프라이머층의 굴절률 C가 상기 조건 (1)의 하한을 하회하면, 투명 기재(2)와 프라이머층(3)의 굴절률차가, 광학 기능층(4)과 프라이머층(3)의 굴절률차와 비교하여 커져, 프라이머층의 굴절률 C가 상기 조건 (1)의 상한을 초과하면, 광학 기능층(4)과 프라이머층(3)의 굴절률차가, 투명 기재(2)와 프라이머층(3)의 굴절률차와 비교하여 커지기 때문에, 어느 경우든 프라이머층(3)에 의한 간섭 줄무늬의 억제 작용이 저하된다.

일례로서, 투명 기재(2)로서 사용하는 PET 필름의 굴절률을 1.62 내지 1.66의 범위 내로 하고, 광학 기능층(4)의 굴절률을 1.46 내지 1.56의 범위 내로 하고, 프라이머층(3)의 굴절률을 1.53 내지 1.62의 범위 내로 할 수 있다.

또한, 프라이머층(3) 및 광학 기능층(4)에 사용하는 활성 에너지선 경화성 수지는, 자외선, 전자선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해 중합하여 경화하는 수지이며, 예를 들어 단관능, 2관능 또는 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트 단량체를 사용할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「(메트)아크릴레이트」는, 아크릴레이트와 메타크릴레이트의 양쪽의 총칭이며, 「(메트)아크릴로일」은, 아크릴로일과 메타크릴로일의 양쪽의 총칭이다.

단관능의 (메트)아크릴레이트 화합물의 예로서는, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 아크릴로일모르폴린, N-비닐피롤리돈, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 이소데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 트리데실(메트)아크릴레이트, 세틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메트)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메트)아크릴레이트, 에틸카르비톨(메트)아크릴레이트, 인산(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 인산(메트)아크릴레이트, 페녹시(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 페녹시(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 페녹시(메트)아크릴레이트, 노닐페놀(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 노닐페놀(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 노닐페놀(메트)아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸-2-히드록시프로필프탈레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸하이드로겐프탈레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시프로필하이드로겐프탈레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시프로필헥사히드로하이드로겐프탈레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시프로필테트라히드로하이드로겐프탈레이트, 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 트리플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 헥사플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 옥타플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 2-아다만탄, 아다만탄디올로부터 유도되는 1가의 모노(메트)아크릴레이트를 갖는 아다만틸아크릴레이트 등의 아다만탄 유도체 모노(메트)아크릴레이트, 에톡시화o-페닐페놀아크릴레이트 등을 들 수 있다.

2관능의 (메트)아크릴레이트 화합물의 예로서는, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 부탄디올디(메트)아크릴레이트, 헥산디올디(메트)아크릴레이트, 노난디올디(메트)아크릴레이트, 에톡시화 헥산디올디(메트)아크릴레이트, 프로폭시화 헥산디올디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 에톡시화 네화 트틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 디(메트)아크릴레이트, 9,9-비스[4-[2-아크릴로일옥시에톡시]페닐]플루오렌, 2,2-비스[4-(메타크릴옥시에톡시)페닐]프로판 등을 들 수 있다.

3관능 이상의 (메트)아크릴레이트 화합물의 예로서는, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 프로폭시화 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리스2-히드록시에틸이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트, 글리세린트리(메트)아크릴레이트 등의 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트 등의 3관능의 (메트)아크릴레이트 화합물이나, 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판헥사(메트)아크릴레이트 등의 3관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물이나, 이들 (메트)아크릴레이트의 일부를 알킬기나 ε-카프로락톤으로 치환한 다관능 (메트)아크릴레이트 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 활성 에너지선 경화성 수지로서, 우레탄(메트)아크릴레이트도 사용할 수 있다. 우레탄(메트)아크릴레이트로서는, 예를 들어 폴리에스테르폴리올에 이소시아네이트 단량체, 혹은 예비중합체를 반응시켜 얻어진 생성물에 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체를 반응시킴으로써 얻어지는 것을 들 수 있다.

우레탄(메트)아크릴레이트의 예로서는, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트우레탄 예비중합체, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트우레탄 예비중합체, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트톨루엔디이소시아네이트우레탄 예비중합체, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트톨루엔디이소시아네이트우레탄 예비중합체, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트이소포론디이소시아네이트우레탄 예비중합체, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트이소포론디이소시아네이트우레탄 예비중합체 등을 들 수 있다.

상술한 활성 에너지선 경화성 수지는 1종을 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 또한, 상술한 활성 에너지선 경화성 수지는, 프라이머층 형성용 조성물 또는 하드 코팅층 형성용 조성물 중에서 단량체여도 되고, 일부가 중합된 올리고머여도 된다.

프라이머층 형성용 조성물 또는 광학 기능층 형성용 조성물에는, 광중합 개시제를 첨가해도 된다. 광중합 개시제의 예로서는, 2,2-에톡시아세토페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 디벤조일, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, p-클로로벤조페논, p-메톡시벤조페논, 미힐러케톤, 아세토페논, 2-클로로티오크산톤 등을 들 수 있다. 이들을 단독, 혹은 2종류 이상 합하여 사용해도 된다.

또한, 프라이머층 형성용 조성물 또는 광학 기능층 형성용 조성물에는, 적절히 용제를 첨가해도 된다. 용제의 예로서는, 디부틸에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 프로필렌옥시드, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 1,3,5-트리옥산, 테트라히드로푸란, 아니솔 및 페네톨, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 등의 에테르류, 또한 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 디이소부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논 및 메틸시클로헥사논 등의 케톤류, 또한 포름산에틸, 포름산프로필, 포름산n-펜틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 아세트산n-펜틸 및 γ-부티로락톤 등의 에스테르류, 또한 메틸셀로솔브, 셀로솔브, 부틸셀로솔브, 셀로솔브아세테이트 등의 셀로솔브류를 들 수 있다. 이들을 단독, 혹은 2종류 이상 합하여 사용해도 된다.

또한, 프라이머층 형성용 조성물 또는 광학 기능층 형성용 조성물에는, 필요에 따라, 방오제, 표면 조정제, 레벨링제, 굴절률 조정제, 광 증감제, 도전 재료 등의 첨가제를 첨가해도 된다.

본 실시 형태에 관한 광학 필름(1)은, 롤·투·롤로, 투명 기재(2)의 적어도 한쪽면에, 상술한 프라이머층 형성용 조성물의 도액을 웨트 코팅법에 의해 도포하고, 도막에 전자선이나 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하여, 활성 에너지선 경화성 수지를 경화시킨 뒤, 프라이머층(3) 위에 상술한 광학 기능층 형성용 조성물의 도액을 웨트 코팅법에 의해 도포하고, 도막에 전자선이나 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하여, 활성 에너지선 경화성 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 웨트 코팅법으로서는, 플로우 코팅법, 스프레이 코팅법, 롤 코팅법, 그라비아 롤 코팅법, 에어 닥터 코팅법, 블레이드 코팅법, 와이어 닥터 코팅법, 나이프 코팅법, 리버스 코팅법, 트랜스퍼 롤 코팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 키스 코팅법, 캐스트 코팅법, 슬롯 오리피스 코팅법, 캘린더 코팅법, 다이 코팅법 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다. 또한, 자외선 조사에 의해 도막을 경화시킨 경우, 자외선 조사의 경우, 고압 수은 램프, 할로겐 램프, 크세논 램프, 퓨전 램프 등을 사용할 수 있다. 자외선 조사량은, 통상 100 내지 800mJ/㎠ 정도이다.

본 실시 형태에 관한 광학 필름(1)에서는, 투명 기재(2)로서 PET 필름을 사용하고 있기 때문에, 트리아세틸셀룰로오스 등의 아세틸셀룰로오스계 필름과 비교하여 투습도가 낮아, 수증기 배리어성이 우수하다. 또한, PET 필름은, 내열성 및 기계 강도도 우수하기 때문에, 투명 기재(2)로서 사용함으로써 광학 필름(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, PET 필름은, 투명성이 높고, 저렴하기 때문에, 화상 표시 장치 등에 사용하는 광학 필름으로서 적합하다.

일반적으로, PET 필름을 투명 기재(2)로 한 광학 필름을 화상 표시 장치에 사용하면, PET 자체의 복굴절성에 기인하는 무지개 얼룩이나, 투명 기재(2)와 광학 기능층(4)의 굴절률차에 기인하는 간섭 줄무늬가 발생하기 쉽다. 이들 무지개 얼룩이나 간섭 줄무늬는, 화상 표시 장치의 시인성을 저하시키는 요인이 된다. 그러나, 본 실시 형태에 관한 광학 필름(1)에 있어서는, 면 내 리타데이션이 600㎚ 이하이며, 또한 두께 방향 리타데이션이 3000 내지 8000㎚인 PET 필름을 투명 기재(2)로서 사용함으로써, 무지개 얼룩의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 프라이머층(3)의 굴절률 C를 상술한 범위 내로 함으로써, 투명 기재(2)와 광학 기능층(4)의 굴절률차에 기인하는 간섭 줄무늬를 억제할 수 있다.

(그 밖의 변형예)

또한, 본 실시 형태에 관한 광학 필름(1)을 사용하여, 편광판을 구성해도 된다. 구체적으로는, PVA 필름에 요오드나 염료를 흡착·배향시킴으로써 편광 필름을 형성하고, 이 편광 필름의 양면에 본 실시 형태에 관한 광학 필름(1)을 보호 필름으로서 접합함으로써 편광판을 구성할 수 있다. 혹은, 도 1에 도시한 광학 필름(1)의 투명 기재(2)의 다른 쪽면(광학 기능층(4)이 형성되어 있지 않은 면)에, 공지된 방법으로 편광층을 형성함으로써, 편광판을 구성해도 된다. 이 경우, 편광층 위에 또한 광학 필름(1) 또는 그 밖의 보호 필름을 접합해도 된다. 편광층은, 예를 들어 PVA 필름에 요오드나 염료를 흡착·배향시킴으로써 형성할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 광학 필름(1)은, 하드 코팅 필름 이외에도, 화상 표시 장치에 사용하는 반사 방지 필름이나 방현성 필름 등의 디스플레이 부재를 구성하기 위하여 이용할 수 있다. 반사 방지 필름은, 도 1에 도시한 광학 기능층(4) 위에 굴절률이 상이한 복수의 층을 적층하여 이루어지는 반사 방지층을 형성함으로써 구성할 수 있다. 반사 방지 필름의 구성예로서는, 투명 기재(2) 위에 광학 기능층(4), 고굴절률층, 고굴절률층보다 굴절률이 낮은 저굴절률층을 순서대로 적층하는 것을 들 수 있다. 광학 기능층(4)과 고굴절률층 사이에, 고굴절률층보다 굴절률이 낮고, 저굴절률층보다 굴절률이 높은 중굴절률층을 더 형성해도 된다. 또한, 방현성 필름은, 도 1에 도시한 광학 기능층(4)에 필러를 배합하여, 광학 기능층(4)의 표면에 미세한 요철을 발현시킴으로써 형성할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 광학 필름(1)은, 액정 패널 등과 조합하여 표시 장치를 구성하기 위하여 이용할 수 있다. 표시 장치의 구성예로서는, 관찰측부터 순서대로 본 실시 형태에 관한 하드 코팅 필름을 사용한 반사 방지 필름, 편광판과, 액정 패널과, 편광판과, 백라이트 유닛을 이 순서대로 적층하는 것을 들 수 있다. 또한, 터치 센서를 더 적층하여, 터치 센서 부착 표시 장치를 구성할 수도 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 광학 필름(1)은, 스마트폰이나 태블릿 컴퓨터, 노트북형 컴퓨터 등의 표시 장치나 터치 센서 부착 표시 장치(터치 패널)에 사용되는 광학 필름으로서 이용할 수 있다. 광학 필름으로서는, 하드 코팅 필름 이외에도, 상술한 편광판이나 반사 방지 필름, 방현성 필름 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 광학 필름(1)은, 액정 표시 장치 등의 표시 패널의 최표면에 설치되는 필름으로서, 혹은 온셀 방식 또는 인셀 방식의 터치 패널의 최표면에 설치되는 필름으로서 또는 다이렉트 본딩 방식이나 에어 갭 방식으로 조립되는 터치 패널에 있어서, 터치 센서와 표시 패널 사이에 설치되는 중간 필름으로서 이용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 투명 기재(2)의 한쪽면에 프라이머층(3) 및 광학 기능층(4)을 형성한 예를 설명했지만, 투명 기재(2)의 양면에 프라이머층(3) 및 광학 기능층(4)을 형성한 광학 필름을 구성해도 된다.

<실시예>

이하, 본 발명을 구체적으로 실시한 실시예를 설명한다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예에서는, 광학 필름의 일례로서 하드 코팅 필름(즉, 광학 기능층이 하드 코팅층)을 제작했지만, 본 발명에 관한 광학 필름은, 하드 코팅 필름에 한정되는 것은 아니다.

<프라이머층 형성용 조성물>

이하의 재료를 표 1에 기재된 비율로 혼합하여 프라이머층 형성용 조성물 1 내지 7(각각, 도액 P1 내지 P7이라고 한다)을 조정했다. 표 1에 나타내는 각 재료의 배합비의 단위는, 「질량부」이다. 또한, 표 1에, 프라이머층 형성용 조성물 1 내지 7의 경화 후의 굴절률을 아울러 나타낸다.

·수지 재료 1

상품명: UF8001G(무황변 타입 올리고 우레탄아크릴레이트), 교에이샤 가가꾸 가부시키가이샤

·수지 재료 2

상품명: A-LEN-10(에톡시화o-페닐페놀아크릴레이트), 신나카무라 가가꾸 고교 가부시키가이샤

·수지 재료 3

상품명: A-BPEF(9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌), 신나카무라 가가꾸 고교 가부시키가이샤

·중합 개시제

상품명: 이르가큐어(등록 상표) 184(1-히드록시시클로헥실페닐케톤), BASF

·용제

메틸에틸케톤(MEK)

폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르(PGME)

<하드 코팅층 형성용 조성물>

이하의 재료를 표 2에 기재된 비율로 혼합하여 하드 코팅층 형성용 조성물 1 내지 3(각각, 도액 H1 내지 H3이라고 한다)을 조정했다. 표 2에 나타내는 각 재료의 배합비의 단위는 「질량부」이다. 또한, 표 2에 하드 코팅층 형성용 조성물 1 내지 3의 경화 후의 굴절률을 아울러 나타낸다.

·수지 재료 4

상품명: A-TMM-3L(펜타에리스리톨트리아크릴레이트), 신나카무라 가가꾸 고교 가부시키가이샤

·수지 재료 5

상품명: BPE-80N(2,2-비스[4-(메타크릴옥시에톡시)페닐]프로판), 신나카무라 가가꾸 고교 가부시키가이샤

·무기 미립자

상품명: MEK-ST(콜로이달 실리카, 평균 입경 15㎚), 닛산 가가꾸 고교 가부시키가이샤

·중합 개시제

·용제

메틸에틸케톤(MEK)

폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르(PGME)

(실시예 1 내지 21 및 비교예 2 내지 8)

투명 기재로서, 표 3에 나타내는 면 내 리타데이션, 두께 방향 리타데이션 및 두께를 갖는 PET 필름을 사용했다. 투명 기재의 한쪽면에, 표 3에 나타내는 프라이머층 형성용 조성물의 도액을 바 코팅법에 의해 도포하여 건조시킨 후, 메탈 할라이드 램프를 사용하여 조사선량 200mJ/㎡로 자외선을 조사하여 도막을 경화시켜, 프라이머층을 형성했다. 또한, 프라이머층 형성용 조성물의 도액 도공량은, 경화막의 두께가 표 3에 나타내는 값이 되도록 조절했다.

이어서, 형성된 프라이머층 위에 표 3에 나타내는 하드 코팅층 형성용 조성물의 도액을 바 코팅법에 의해 도포하여 건조시킨 후, 메탈 할라이드 램프를 사용하여 조사선량 200mJ/㎡로 자외선을 조사하여 도막을 경화시켜, 하드 코팅층을 형성했다. 또한, 하드 코팅층 형성용 조성물의 도액 도공량은, 경화막의 두께가 표 3에 나타내는 값이 되도록 조절했다.

(비교예 1)

투명 기재로서, 표 3에 나타내는 면 내 리타데이션, 두께 방향 리터데이션 및 두께를 갖는 트리아세틸셀룰로오스 필름을 사용했다. 투명 기재의 한쪽면에, 프라이머층을 형성하지 않고, 표 3에 나타내는 하드 코팅층 형성용 조성물의 도액을 바 코팅법에 의해 도포하여 건조시킨 후, 메탈 할라이드 램프를 사용하여 조사선량 200mJ/㎡로 자외선을 조사하여 도막을 경화시켜, 하드 코팅층을 형성했다. 또한, 하드 코팅층 형성용 조성물의 도액 도공량은, 경화막의 두께가 표 3에 나타내는 값이 되도록 조절했다.

실시예 1 내지 21 및 비교예 1 내지 8에서 얻어진 하드 코팅 필름에 대하여, 무지개 얼룩의 정도, 간섭 줄무늬의 정도, 투습도 및 연필 경도를 평가했다. 평가 방법 및 평가 기준은 이하와 같다.

<무지개 얼룩>

각 실시예 및 각 비교예에 관한 하드 코팅 필름을 2매의 편광판 사이에 끼우고, 무지개 얼룩의 정도를 눈으로 관찰하여, 이하의 기준으로 평가했다.

◎: 무지개 얼룩이 확인되지 않는다.

○: 무지개 얼룩이 약간 확인되지만, 충분히 억제되어 있다.

△: 무지개 얼룩이 확인된다.

×: 무지개 얼룩이 현저하게 확인된다.

<간섭 줄무늬>

각 실시예 및 각 비교예에 관한 하드 코팅 필름의 투명 기재의 표면(프라이머층 및 하드 코팅층이 적층되어 있지 않은 면)에 소광 흑색 도료를 도포한 후, 삼파장 형광등의 바로 아래에서 저굴절률층 표면의 간섭 줄무늬의 정도를 눈으로 관찰하여, 이하의 기준으로 평가했다.

◎: 간섭 줄무늬가 확인되지 않는다.

○: 간섭 줄무늬가 약간 확인되지만, 충분히 억제되어 있다.

△: 간섭 줄무늬가 확인된다.

×: 간섭 줄무늬가 현저하게 확인된다.

<투습도(수증기 투과도)>

각 실시예 및 각 비교예에 관한 하드 코팅 필름에 대하여, 온도 40℃, 상대 습도 90％RH의 환경 하에 있어서의 수증기 투과도를 JIS-Z208에 준거하여 측정했다. 측정된 수증기 투과도가 80g/㎡/day 이하인 경우에, 수증기 배리어성이 충분하다고 판정했다.

<연필 경도>

JIS K5600(4.9N하중)에 기초하여, 연필 스크래치 시험기(HA-301, 테스터 산교 가부시키가이샤)를 사용하여, 하드 코팅층 표면의 연필 경도를 측정했다. 측정한 연필 경도가 2H 이상인 경우에 표면 경도가 충분하다고 판정했다.

실시예 1 내지 21 및 비교예 1 내지 8에 관한 하드 코팅 필름에 사용한 재료 및 그 물성값, 그리고 무지개 얼룩, 간섭 줄무늬, 투습도 및 연필 경도의 평가값을 아울러 나타낸다.

실시예 1 내지 21에 관한 하드 코팅 필름은, 무지개 얼룩 및 간섭 줄무늬가, 화상 표시 장치에 사용한 경우의 화상 시인성을 손상시키지 않을 정도로 충분히 억제되어 있으며, 수증기 배리어성 및 표면 경도도 우수했다. 또한, 프라이머층의 두께가 80 내지 100㎚의 범위 내에 있는 실시예 1 내지 3, 6 내지 11, 20 및 21에 관한 하드 코팅 필름은, 다른 실시예와 비교하여 간섭 줄무늬가 한층 저감되어 있어, 눈으로 확인할 수 없었다.

이에 반하여, 비교예 1에 관한 하드 코팅 필름은, 투명 기재에 트리아세틸셀룰로오스를 사용한 점에서 수증기 배리어성이 낮았다.

비교예 2에 관한 하드 코팅 필름은, 고리타데이션(면 내 리타데이션이 10000㎚) PET 필름을 투명 기재로서 사용했기 때문에, 무지개 얼룩은 억제되었지만, 실시예 1 내지 21과 비교하여 투명 기재가 두꺼워졌다. 따라서, 비교예 2에 관한 하드 코팅 필름은, 박형화에는 적합하지 않음이 확인되었다.

비교예 3에 관한 하드 코팅 필름은, 두께 방향 리타데이션이 3000㎚ 미만인 PET 필름을 투명 기재로서 사용했기 때문에, 하드 코팅층의 표면 경도가 저하되었다.

비교예 4에 관한 하드 코팅 필름은, 면 내 리타데이션이 비교적 낮은 PET 필름을 투명 기재로서 사용했지만, PET 필름의 면 내 리타데이션이 600㎚를 초과하기 때문에, 무지개 얼룩을 충분히 억제할 수 없었다.

비교예 5 및 6에 관한 하드 코팅 필름은, 프라이머층의 두께가 60 내지 120㎚의 범위 밖이기 때문에, 간섭 줄무늬를 충분히 억제할 수 없었다.

비교예 7 및 8에 관한 하드 코팅 필름은, 프라이머층의 굴절률이 상술한 조건 (1)의 범위 밖이기 때문에, 투명 기재 및 프라이머층의 굴절률차 또는 하드 코팅층 및 프라이머층의 굴절률차를 저감할 수 없어, 이 결과, 간섭 줄무늬를 충분히 억제할 수 없었다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 내구성이 우수하고, 무지개 얼룩 및 간섭 줄무늬가 억제되어 시인성이 높으며, 또한 박형화가 가능한 광학 필름을 제공할 수 있음이 확인되었다.

<산업상 이용가능성>

본 발명에 관한 광학 필름은, 하드 코팅 필름, 저반사 필름, 방현성 필름, 편광판의 보호 필름 등, 화상 표시 장치에 사용하는 필름으로서 이용할 수 있다.

1: 광학 필름
2: 투명 기재
3: 프라이머층
4: 광학 기능층

Claims

폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 투명 기재의 적어도 한쪽면에, 프라이머층과, 활성 에너지선 경화 수지를 포함하는 광학 기능층을 형성한 광학 필름에 있어서,
상기 투명 기재의 면 내 리타데이션이 600㎚ 이하이며, 또한 두께 방향 리타데이션이 3000 내지 8000㎚이고,
상기 프라이머층의 두께가 60 내지 120㎚이며,
상기 투명 기재의 굴절률을 A라고 하고, 상기 광학 기능층의 굴절률을 B라고 했을 때, 상기 프라이머층의 굴절률이, {(A+B)/2-0.02} 내지 {(A+B)/2+0.02}의 범위 내인 것을 특징으로 하는, 광학 필름.
제1항에 있어서, 상기 광학 기능층의 두께가 1 내지 20㎛이며,
상기 광학 기능층의 굴절률 B가 1.46 내지 1.56인 것을 특징으로 하는, 광학 필름.
제1항에 있어서, 상기 광학 기능층의 연필 경도가 2H 이상인 것을 특징으로 하는, 광학 필름.
제2항에 있어서, 상기 광학 기능층의 연필 경도가 2H 이상인 것을 특징으로 하는, 광학 필름.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 갖는, 편광판.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 갖는, 디스플레이 부재.