KR102668772B1 - 광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 및 광학 필름의 선정 방법 - Google Patents

광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 및 광학 필름의 선정 방법 Download PDF

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Abstract

나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 해소함과 함께, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성이 양호한, 광학 필름을 제공한다. 플라스틱 필름 상에 저굴절률 층을 갖고 이루어지고, 상기 플라스틱 필름은, 면 내에서 굴절률이 가장 큰 축인 지상축과, 상기 플라스틱 필름의 면 내에서 상기 지상축과 직교하는 축인 진상축을 갖고, 상기 저굴절률 층은 상기 광학 필름의 표면에 위치하는 광학 필름. 상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층과는 반대 측의 면으로부터 소정의 조건에서 직선 편광을 입사하고, 상기 직선 편광의 투과광을 L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, 각도가 상이한 11개의 측정점에서 측정한다. 11개의 측정점의 측정에 기초하여, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합을, 10개의 인접점에서 각각 산출한다. 상기 광학 필름은, 상기 합의 총합을 나타내는 ΣT가 소정의 범위를 나타내는 것이다.

Description

광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 및 광학 필름의 선정 방법
본 개시는 광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 및 광학 필름의 선정 방법에 관한 것이다.
화상 표시 장치 등의 광학 부재에는, 다양한 광학용의 플라스틱 필름이 사용되는 경우가 많다. 예를 들어, 표시 소자 상에 편광판을 갖는 화상 표시 장치에는, 편광판을 구성하는 편광자를 보호하기 위한 플라스틱 필름이 사용되고 있다. 본 명세서에 있어서, 「편광자를 보호하기 위한 플라스틱 필름」을 「편광자 보호 필름」이라고 칭하는 경우가 있다.
편광자 보호 필름 등으로서 사용되는 화상 표시 장치용의 플라스틱 필름은, 기계적 강도가 우수한 것이 바람직하다. 이 때문에, 화상 표시 장치용의 플라스틱 필름으로서는, 연신 플라스틱 필름이 바람직하게 사용되고 있다.
편광자 상에 연신 플라스틱 필름을 배치하는 경우, 편광자를 통과한 직선 편광의 편광 상태를 연신 플라스틱 필름이 흐트러뜨리는 것을 원인으로 하여, 무지개 모양의 불균일(rainbow pattern unevenness)이 관찰된다는 문제가 있다. 무지개 불균일의 문제를 해결하기 위해, 특허문헌 1 내지 3 등의 기술이 제안되어 있다. 이하, 본 명세서에 있어서, 「무지개 모양의 불균일(rainbow pattern unevenness)」을 「무지개 불균일(rainbow unevenness)」이라고 칭하는 경우가 있다.
특허문헌 1에는, 화상 표시 장치의 광원을 특정 백색 광원으로 하는 것, 연신 플라스틱 필름의 면내 위상차(리타데이션)를 3000nm 이상 30000nm 이하로 높게 하는 것, 및 편광자의 흡수축과 연신 플라스틱 필름의 지상축을 대략 45도로 배치함으로써, 편광 선글라스를 통해 화상을 시인했을 때의 무지개 불균일을 해소할 수 있는 액정 표시 장치가 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1의 수단은, 면내 위상차가 큰 연신 플라스틱 필름을 사용할 필요가 있다. 그리고, 면내 위상차가 큰 연신 플라스틱 필름은, 통상은 1축 연신이기 때문에, 연신 방향으로 찢어지기 쉬운 등의 문제가 있다.
특허문헌 2에는, 브루스터각에서의 반사율이 특정 범위인 편광판 보호 필름이 개시되어 있다. 특허문헌 3에는, 입사각 50도에서의 P파의 반사율과, S파의 반사율의 차가 20% 이하인 편광판 보호 필름이 개시되어 있다.
특허문헌 2 및 3의 편광판 보호 필름은, 화상 표시 장치의 내부로부터 시인자 측으로 향하는 광의 편광 성분인 P파와 S파의 반사율차를 작게 함으로써, 특허문헌 1과 같이 필름의 면내 위상차를 크게 하지 않고, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일 해소를 목표로 한 것이다.
특허문헌 2 및 3의 편광판 보호 필름은, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일은 어느 정도 개선할 수 있다. 그러나, 특허문헌 2 및 3의 편광판 보호 필름은, 시인하는 각도에 따라 색감이 변화한다는 문제가 있었다. 즉, 특허문헌 2 및 3의 편광판 보호 필름은, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 만족시킬 수 있는 것은 아니었다.
일본 특허 공개 제2011-107198호 공보 일본 특허 공개 제2009-14886호 공보 일본 특허 공개 제2010-204630호 공보
본 개시는, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 해소함과 함께, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성이 양호한, 광학 필름, 그리고, 상기 광학 필름을 사용한 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 개시는, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 해소함과 함께, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성이 양호한, 광학 필름의 선정 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 개시는, 이하의 [1] 내지 [12]를 제공한다.
[1] 플라스틱 필름 상에 저굴절률 층을 갖는 광학 필름이며,
상기 플라스틱 필름은, 면 내에서 굴절률이 가장 큰 축인 지상축과, 상기 플라스틱 필름의 면 내에서 상기 지상축과 직교하는 축인 진상축을 갖고,
상기 저굴절률 층은 상기 광학 필름의 표면에 위치하고,
상기 광학 필름은, 하기 측정 조건 1에서 산출한 ΣT가 0.04 초과 0.20 미만을 충족시키는 영역을 갖는, 광학 필름.
<측정 조건 1>
상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층과는 반대 측의 면으로부터 직선 편광을 입사한다. 상기 입사광인 직선 편광을 광 L1로 정의한다. 상기 광 L1이 상기 광학 필름을 투과한 투과광을 광 L2로 정의한다.
상기 광 L1은, 상기 지상축과 상기 광 L1의 진동 방향이 이루는 각을 45도로 고정한 후에, 상기 광학 필름의 평면을 기준으로 한 상기 광 L1의 진동 방향의 앙각이 50도 이상 70도 이하로 되는 각도로 상기 광학 필름에 대하여 입사시킨다. 상기 앙각을 50도 이상 70도 이하의 범위에서 2도 간격으로 변동시켜, 11가지의 앙각에 있어서 상기 광 L2를 측정한다. 전술한 측정에 의해, 11개의 측정점에 있어서 상기 광 L2가 측정된다.
상기 광 L2를, C 광원 및 시야각 2도의 조건으로 환산한다. 11개의 측정점 중 n번째의 측정점의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n 및 b*n으로 정의한다. 또한, 11개의 측정점 중 n+1번째의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n1 및 b*n1로 정의한다.
상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합을 산출한다. 상기 합을 10개의 인접점에서 각각 산출하고, 상기 합의 총합을 나타내는 ΣT를 산출한다. 상기 ΣT는 하기 식 1로 표시할 수 있다.
ΣT=Σ[{a*n-a*n1}2+{b*n-b*n1}2] (식 1)
[2] 상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, a*의 최댓값을 a*max, a*의 최솟값을 a*min, b*의 최댓값을 b*max, b*의 최솟값을 b*min으로 정의했을 때, 하기 식 2-1 및 식 2-2를 충족시키는, [1]에 기재된 광학 필름.
a*max-a*min≤0.250 (식 2-1)
b*max-b*min≤0.350 (식 2-2)
[3] 상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합을 산출한다. 상기 합을 S로 정의했을 때, S는 하기 식 3으로 표시할 수 있다. S를 10개의 인접점에서 각각 산출하고, 10점의 S의 최댓값을 SMAX로 정의했을 때, SMAX가 0.010 이상 0.050 이하인, [1] 또는 [2]에 기재된 광학 필름.
S={a*n-a*n1}2+{b*n-b*n1}2 (식 3)
[4] 상기 광학 필름의 시감 반사율 Y값을 R(%)로 정의했을 때, 상기 R과 상기 ΣT의 곱이 0.05 이상 0.25 이하인, [1] 내지 [3] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.
[5] 상기 저굴절률 층의 평균 굴절률을 n1, 상기 저굴절률 층에 인접하는 층의 평균 굴절률을 n2로 정의했을 때, n2/n1가 1.23 미만인, [1] 내지 [4] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.
[6] 상기 저굴절률 층의 평균 굴절률을 n1, 상기 저굴절률 층에 인접하는 층의 평균 굴절률을 n2로 정의했을 때, n2/n1가 1.05 이상 1.23 미만인, [1] 내지 [4] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.
[7] 상기 플라스틱 필름의 면내 위상차가 2500nm 이하인, [1] 내지 [6] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.
[8] 상기 플라스틱 필름이 하기의 조건 A를 충족시키는, [1] 내지 [7] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.
<조건 A>
상기 플라스틱 필름으로부터 세로 50mm×가로 50mm의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 중앙부의 1개소 및 상기 샘플의 네 구석으로부터 각각 상기 중앙부를 향해 10mm 진행한 4개소의 합계 5개소를, 측정 개소로 한다.
상기 샘플의 상기 5개소에서 지상축의 방향을 측정한다. 상기 샘플의 임의의 1변과, 각 측정 개소의 지상축의 방향이 이루는 각도를, 각각 D1, D2, D3, D4, D5로 정의한다. D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값의 차가 1.5도 이상을 나타낸다.
[9] 상기 플라스틱 필름과 상기 저굴절률 층 사이에, 하드 코트층 및 방현층에서 선택되는 1종 이상의 층을 갖는 [1] 내지 [8] 중 어느 것에 기재된 광학 필름.
[10] 편광자와, 상기 편광자의 한쪽 측에 위치하는 제1 투명 보호판과, 상기 편광자의 다른 쪽 측에 위치하는 제2 투명 보호판을 갖는 편광판이며, 상기 제1 투명 보호판 및 상기 제2 투명 보호판 중 적어도 한쪽이 [1] 내지 [9] 중 어느 것에 기재된 광학 필름이며, 상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층 측의 면이 상기 편광자와는 반대 측을 향하여 이루어지는, 편광판.
[11] 표시 소자와, 상기 표시 소자의 광 출사면 측에 배치되어 이루어지는 편광자 및 광학 필름을 갖는 화상 표시 장치이며, 상기 광학 필름이 [1] 내지 [7] 중 어느 것에 기재된 광학 필름이며, 또한 상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층 측의 면이 상기 표시 소자와는 반대 측을 향하여 이루어지는, 화상 표시 장치.
[12] 표시 소자의 광 출사면 상에, 편광자 및 광학 필름을 갖고 이루어지는 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법이며, 하기 (1) 내지 (4)의 판정 조건을 충족시키는 광학 필름 X를 상기 광학 필름으로서 선정하는, 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법.
(1) 플라스틱 필름 상에 저굴절률 층을 갖는 광학 필름 X인 것;
(2) 상기 플라스틱 필름은, 면 내에서 굴절률이 가장 큰 축인 지상축과, 상기 플라스틱 필름의 면 내에서 상기 지상축과 직교하는 축인 진상축을 갖는 것;
(3) 상기 저굴절률 층이 상기 광학 필름 X의 표면에 위치하여 이루어지는 것; 및
(4) 상기 광학 필름 X가, 상기 측정 조건 1에서 산출한 ΣT가 0.04 초과 0.20 미만을 충족시키는 영역을 갖는 것.
본 개시의 광학 필름, 그리고, 상기 광학 필름을 사용한 편광판 및 화상 표시 장치는, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 해소함과 함께, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 양호하게 할 수 있다. 본 개시의 광학 필름의 선정 방법은, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 해소함과 함께, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 양호하게 할 수 있는 광학 필름을 효율적으로 선정할 수 있다.
도 1은 본 개시의 광학 필름의 일 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 측정 조건 1에서 실시하는 측정의 일 예를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 개시의 편광판의 일 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 개시의 화상 표시 장치의 일 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 샘플로부터 면내 위상차 등을 산출할 때에 있어서의, 샘플 내의 5개소의 측정 위치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 연속 접음 시험의 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 이로전율의 측정 장치의 개략 단면도이다.
도 8은 분사부에서 분사한 순수 및 구형 실리카를 포함하는 시험액에 의해, 플라스틱 필름이 마모되는 상태의 이미지 도면이다.
이하, 본 개시의 광학 필름의 실시 형태를 설명한다.
[광학 필름]
본 개시의 광학 필름은, 플라스틱 필름 상에 저굴절률 층을 갖고 이루어지고, 상기 플라스틱 필름은, 면 내에서 굴절률이 가장 큰 축인 지상축과, 상기 플라스틱 필름의 면 내에서 상기 지상축과 직교하는 축인 진상축을 갖고, 상기 저굴절률 층은 상기 광학 필름의 표면에 위치하고, 상기 광학 필름은 하기 측정 조건 1에서 산출한 ΣT가 0.04 초과 0.20 미만을 충족시키는 영역을 갖는 것이다.
<측정 조건 1>
상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층과는 반대 측의 면으로부터 직선 편광을 입사한다. 상기 입사광인 직선 편광을 광 L1로 정의한다. 상기 광 L1이 상기 광학 필름을 투과한 투과광을 광 L2로 정의한다.
상기 광 L1은, 상기 지상축과 상기 광 L1의 진동 방향이 이루는 각을 45도로 고정한 후에, 상기 광학 필름의 평면을 기준으로 한 상기 광 L1의 진동 방향의 앙각이 50도 이상 70도 이하로 되는 각도로 상기 광학 필름에 대하여 입사시킨다. 상기 앙각을 50도 이상 70도 이하의 범위에서 2도 간격으로 변동시켜, 11가지의 앙각에 있어서 상기 광 L2를 측정한다. 전술한 측정에 의해, 11개의 측정점에 있어서 상기 광 L2가 측정된다.
상기 광 L2를, C 광원 및 시야각 2도의 조건으로 환산한다. 11개의 측정점 중 n번째의 측정점의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n 및 b*n으로 정의한다. 또한, 11개의 측정점 중 n+1번째의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n1 및 b*n1로 정의한다.
상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합을 산출한다. 상기 합을 10개의 인접점에서 각각 산출하고, 상기 합의 총합을 나타내는 ΣT를 산출한다. 상기 ΣT는 하기 식 1로 표시할 수 있다.
ΣT=Σ[{a*n-a*n1}2+{b*n-b*n1}2] (식 1)
본 명세서에 있어서, 상기 측정 조건 1에서의 측정, 그리고, 후술하는 측정(면내 위상차, 두께 방향의 위상차, 지상축의 방향, 시감 반사율 Y값 등의 측정)은 특별히 정함이 없는 한, 온도 23℃±5℃, 상대 습도 40% 이상 65% 이하의 분위기에서 실시하는 것으로 한다. 또한, 각 측정 전에, 상기 분위기에 측정 샘플을 30분 이상 60분 이하 노출하는 것으로 한다.
본 명세서에 있어서, a*값 및 b*값은, 1976년에 국제 조명 위원회(CIE)에 의해 규격화된 L*a*b* 표색계에 기초한 것이다. L*a*b* 표색계는, JIS Z8781-4:2013에 있어서 채용되고 있다.
도 1은 본 개시의 광학 필름(100)의 실시 형태를 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 개시의 광학 필름(100)은 플라스틱 필름(10) 상에 저굴절률 층(30)을 갖고 있다.
본 개시의 광학 필름(100)은 플라스틱 필름(10) 및 저굴절률 층(30) 이외의 층을 갖고 있어도 된다. 플라스틱 필름(10) 및 저굴절률 층(30) 이외의 층으로서는, 하드 코트층, 방현층 및 고굴절률 층 등을 들 수 있다. 도 1의 광학 필름(100)은 플라스틱 필름(10)과 저굴절률 층(30) 사이에 하드 코트층(20)을 갖고 있다.
본 명세서에 있어서, 「플라스틱 필름의 면 내」란, 특별히 정함이 없는 한, 「플라스틱 필름의 두께 방향과 직교하는 방향의 면 내」를 의미한다. 도 1의 경우, 플라스틱 필름의 XY면이, 플라스틱 필름의 면 내에 상당한다.
《측정 조건 1에 대하여》
도 2는 측정 조건 1에서 실시하는 측정의 일 예를 나타내는 모식도이다.
조건 1에서는, 광학 필름의 저굴절률 층과는 반대 측의 면으로부터 직선 편광인 광 L1을 입사한다. 도 2의 (a)에서는, 광원 A1과 검출기 A2 사이에 광학 필름(100)을 배치하고 있다. 그리고, 도 2의 (a)에서는, 광원으로부터 직선 편광인 광 L1을 출사하고, 광학 필름(100)의 저굴절률 층(30)과는 반대 측의 면에 상기 광 L1을 입사하고 있다.
검출기 A2는, 광 L1의 정투과광을 검출할 수 있는 것을 사용한다.
측정 조건 1에 있어서는, 광 L1은, 플라스틱 필름의 지상축과 광 L1의 진동 방향이 이루는 각을 45도로 고정한 후에, 광학 필름(100)에 입사한다. 도 2의 (b)는 플라스틱 필름의 지상축인 「S」와, 광 L1의 진동 방향인 「V」를, 도 2의 (a)를 XY면 방향에서 시인했을 때의 도면이다. 도 2의 (b)에 있어서, θ1은, 플라스틱 필름의 지상축인 「S」와, 광 L1의 진동 방향인 「V」가 이루는 각을 나타내고 있다. 측정 조건 1에서는, θ1을 45도로 고정하고 있다. 또한, 광 L1의 진동 방향인 「V」는, 실제로는 Z축 방향으로 기울어져 있다.
측정 조건 1에 있어서는, θ1을 45도로 고정한 후에, 광학 필름의 평면을 기준으로 한 광 L1의 진동 방향의 앙각이 50도 이상 70도 이하로 되는 각도로, 상기 광학 필름에 대하여 광 L1을 입사시킨다. 도 2의 (a)에 있어서, θ2는, 광학 필름의 평면을 기준으로 한 광 L1의 진동 방향인 「V」의 앙각을 나타내고 있다(광학 필름의 평면을, 기준인 0도로 함.). 도 2의 (a)에 있어서, 「F」는, 광학 필름의 진상축을 나타내고 있다. 도 2의 (a)에 있어서, 진상축인 「F」는, 도 2의 (a)의 Y축 방향으로 연신되어 있다.
측정 조건 1에서는, 상기 앙각을 50도 이상 70도 이하의 범위에서 2도 간격으로 변동시켜, 11가지의 앙각에 있어서 광 L2를 측정한다. 전술한 측정에 의해, 11개의 측정점에 있어서 상기 광 L2가 측정된다. 상기 앙각을 50도 이상 70도 이하의 범위에서 2도 간격으로 변동시키는 수단으로서는, 예를 들어 진상축인 「F」를 선회 중심으로 하여 광학 필름(100)을 기울이는 수단을 들 수 있다.
측정 조건 1에 있어서, 앙각을 50도 이상 70도 이하로 하고 있는 것은, 폴리에스테르 필름 등의 플라스틱 필름의 브루스터각을 고려했기 때문이다. 플라스틱 필름의 나안의 무지개 불균일은, 브루스터각의 근방에서 강하게 시인되기 쉽다.
측정 조건 1에서는, 광 L2를, C 광원 및 시야각 2도의 조건으로 환산한다. 상기 환산에 의해, 얻어지는 a*값 및 b*값으로부터 광원의 영향을 배제할 수 있다.
11개의 측정점 중 n번째의 측정점의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n 및 b*n으로 정의한다. 또한, 11개의 측정점 중 n+1번째의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n1 및 b*n1로 정의한다. a*n, b*n, a*n1 및 b*n1은, 상기 환산 후의 광 L2로부터 산출한 것이다.
이상의 측정 및 산출은, 예를 들어 니혼 분코사(JASCO Corporation)의 분광 광도계의 품번 「V-7100」로 실시할 수 있다.
측정 조건 1에서는, 상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합을 산출한다. 상기 합을 10개의 인접점에서 각각 산출하고, 상기 합의 총합을 나타내는 ΣT를 산출한다. 상기 ΣT는 하기 식 1로 표시할 수 있다.
ΣT=Σ[{a*n-a*n1}2+{b*n-b*n1}2] (식 1)
본 개시의 광학 필름은, 상기 ΣT가 0.04 초과 0.20 미만을 충족시키는 영역을 갖는 것을 요건으로 하고 있다.
상기 ΣT는, 광학 필름을 50도 이상 70도 이하의 각도에서 시인했을 때의, 투과 색상의 변동량을 나타내고 있다. 본 발명자들은, 상기 ΣT는, 플라스틱 필름 상에 저굴절률 층을 갖는 광학 필름에서의 무지개 불균일의 보이기 쉬움의 지표가 되는 것을 밝혀냈다. 또한, 본 발명자들은, 플라스틱 필름 상에 저굴절률 층을 갖는 광학 필름의 반사율을 낮게 할수록, 상기 ΣT가 작아져, 무지개 불균일이 보이기 어려워지는 경향이 있는 것을 밝혀냈다. 무지개 불균일은 투과광에 기초한 것이다.
상술한 본 발명자들의 지견에 기초하면, 상기 ΣT를 작게 할수록 시인성을 양호하게 할 수 있다고 생각된다. 그러나, 본 발명자들은, 상기 ΣT를 작게 할수록, 비스듬하게 시인했을 때 색감이 변화하기 쉬워져, 색감의 균일성이 저하되는 문제가 생기는 것을 밝혀냈다. 또한, 본 발명자들은, 색감의 균일성이 저하되는 주원인이, 투과광이 아니라 반사광에 있는 것을 밝혀냈다. 그리고, 본 발명자들은, 상기 ΣT를 소정의 범위로 함으로써, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 해소함과 함께, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 양호하게 할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 상기 ΣT를 소정의 값 이상으로 하는 것은, 저굴절률 층을 갖는 광학 필름의 반사율을 높게 함을 의미한다. 즉, 본 발명자들은, 저굴절률 층을 갖는 광학 필름의 반사율을 굳이 높게 함으로써, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 해소함과 함께, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 양호하게 하는 과제를 해결할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 상기 ΣT를 소정의 값 이상으로 함으로써, 저굴절률 층을 갖는 광학 필름의 반사광의 간섭이 억제되어, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다고 생각된다. (ΣT가 커지면, 저굴절률 층의 굴절률이 높아지기 쉽다. 그리고, 저굴절률 층의 굴절률이 높아지면, 저굴절률 층과 저굴절률 층에 접하는 층의 굴절률차가 작아지기 쉬워지기 때문에, 광학 필름의 반사광의 간섭이 억제된다. 그 결과, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다고 생각된다.)
ΣT가 0.04 이하인 경우, 반사광의 간섭이 강해져, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 양호하게 할 수 없다. ΣT가 0.20 이상인 경우, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 해소할 수 없다. 전술한 바와 같이, 무지개 불균일은 투과광에 기초한 것이다. 따라서, ΣT를 0.04 초과 0.20 미만으로 함으로써, 투과광 및 반사광의 양쪽의 영향을 억제할 수 있어, 시인성을 극히 양호하게 할 수 있다.
ΣT는 0.05 이상인 것이 바람직하고, 0.06 이상인 것이 보다 바람직하다. ΣT는 0.15 이하인 것이 바람직하고, 0.10 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.09 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 개시의 광학 필름에 있어서, 상기 ΣT의 바람직한 범위는, 0.04 초과 0.15 이하, 0.04 초과 0.10 이하, 0.04 초과 0.09 이하, 0.05 이상 0.20 미만, 0.05 이상 0.15 이하, 0.05 이상 0.10 이하, 0.05 이상 0.09 이하, 0.06 이상 0.20 미만, 0.06 이상 0.15 이하, 0.06 이상 0.10 이하, 0.06 이상 0.09 이하 등을 들 수 있다.
저굴절률 층의 굴절률을 높게 하면, ΣT는 커지는 경향이 있다. 저굴절률 층의 굴절률을 낮게 하면, ΣT는 작아지는 경향이 있다. 저굴절률 층의 굴절률을 낮게 하면, 저굴절률 층의 기계적 강도가 저하되는 경향이 있다. 저굴절률 층의 굴절률을 높게 하면, 광학 필름의 반사율이 높아지기 쉽다. 광학 필름의 반사율을 적절한 범위로 하고, 또한 저굴절률 층의 기계적 강도를 양호하게 하기 위해, 상기 ΣT는, 0.05 이상 0.09 이하인 것이 바람직하다.
상기 ΣT는, 「플라스틱 필름의 면내 위상차를 낮게 하는 것」 및 「굴절률에 관한 파라미터인 n2/n1를 작게 하는 것」 등에 의해, 상기 범위로 하기 쉽게 할 수 있다. 플라스틱 필름과 저굴절률 층 사이에 하드 코트층을 갖는 경우, 하드 코트층을 형성하는 전리 방사선 경화성 화합물로서, 소정 범위의 분자량의 다관능성 (메트)아크릴레이트 올리고머를 사용함으로써, 상기 ΣT를 상기 범위로 하기 쉽게 할 수 있다.
광학 필름 내에 있어서, ΣT가 0.04 초과 0.20 미만을 충족시키는 영역의 비율은, 50% 이상인 것이 바람직하고, 70% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 100%인 것이 보다 더 바람직하다.
마찬가지로, ΣT 이외의 각종 파라미터(식 2-1, 식 2-2, 면내 위상차, 두께 방향의 위상차 등)를 충족시키는 영역의 비율도, 광학 필름 내에 있어서, 50% 이상인 것이 바람직하고, 70% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 100%인 것이 보다 더 바람직하다.
본 개시의 광학 필름은, 상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, a*의 최댓값을 a*max, a*의 최솟값을 a*min, b*의 최댓값을 b*max, b*의 최솟값을 b*min으로 정의했을 때, 하기 식 2-1 및 식 2-2를 충족시키는 것이 바람직하다.
a*max-a*min≤0.250 (식 2-1)
b*max-b*min≤0.350 (식 2-2)
식 2-1 및 식 2-2를 충족시킴으로써, 50도 이상 70도 이하의 범위에서의 투과 색상의 변화를 보다 느끼기 어렵게 할 수 있다. 이 때문에, 식 2-1 및 식 2-2를 충족시킴으로써, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 보다 해소하기 쉽게 할 수 있다.
ΣT가 너무 작아지면, 식 2-1 및 식 2-2의 좌변이 커지는 경향이 있다. 이 원인은, ΣT가 작아지면, 색 변화는 저굴절률 층의 광학 거리의 변화가 지배적이 되기 때문이라고 생각된다. 보다 구체적으로는, 저굴절률 층의 광학 거리는 각도에 따라 리니어하게 변화하기 때문에, a*값 및 b*값이 단조 증가 또는 단조 감소하기 때문이라고 생각된다. 이 때문에, 식 2-1 및 식 2-2를 충족시킴으로써, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성도 양호하게 하기 쉬워지는 경향이 있다.
식 2-1의 a*max-a*min은, 0.230 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.210 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.200 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 식 2-1의 a*max-a*min의 하한은 특별히 제한되지는 않지만, 0.070 정도이다. a*max-a*min을 0.070 이상으로 함으로써, ΣT가 너무 커지는 것을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
식 2-2의 b*max-b*min은, 0.300 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.250 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.230 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.210 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.200 이하인 것이 보다 바람직하다. 식 2-2의 b*max-b*min의 하한은 특별히 제한되지는 않지만, 0.070 정도이다. b*max-b*min을 0.070 이상으로 함으로써, ΣT가 너무 커지는 것을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
식 2-1의 a*max-a*min의 바람직한 범위는, 0.070 이상 0.250 이하, 0.070 이상 0.230 이하, 0.070 이상 0.210 이하, 0.070 이상 0.200 이하 등을 들 수 있다.
식 2-2의 b*max-b*min의 바람직한 범위는, 0.070 이상 0.350 이하, 0.070 이상 0.300 이하, 0.070 이상 0.250 이하, 0.070 이상 0.230 이하, 0.070 이상 0.210 이하, 0.070 이상 0.200 이하 등을 들 수 있다.
식 2-1 및 식 2-2는 「플라스틱 필름의 면내 위상차를 낮게 하는 것」 및 「굴절률에 관한 파라미터인 n2/n1를 작게 하는 것」 등에 의해, 충족시키기 쉽게 할 수 있다. 플라스틱 필름과 저굴절률 층 사이에 하드 코트층을 갖는 경우, 하드 코트층을 형성하는 전리 방사선 경화성 화합물로서, 소정 범위의 분자량의 다관능성 (메트)아크릴레이트 올리고머를 사용함으로써, 식 2-1 및 식 2-2를 충족시키기 쉽게 할 수 있다.
a*max는, -1.0 이상 0 이하가 바람직하고, -0.8 이상 -0.1 이하가 보다 바람직하다.
b*max는, 0 이상 2.0 이하가 바람직하고, 0.2 이상 1.8 이하가 보다 바람직하다.
본 개시의 광학 필름은, 하기의 구성을 충족시키는 것이 바람직하다.
상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합을 산출한다. 상기 합을 S로 정의했을 때, S는 하기 식 3으로 표시할 수 있다. S를 10개의 인접점에서 각각 산출하고, 10점의 S의 최댓값을 SMAX로 정의했을 때, SMAX가 0.010 이상 0.050 이하인 것이 바람직하다.
S={a*n-a*n1}2+{b*n-b*n1}2 (식 3)
SMAX를 0.050 이하로 함으로써, 50도 이상 70도 이하의 범위에서의 투과 색상의 변화를 보다 느끼기 어렵게 할 수 있다. 이 때문에, SMAX를 0.050 이하로 함으로써, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 보다 해소하기 쉽게 할 수 있다.
저굴절률 층을 갖는 광학 필름의 반사율이 낮아지면, SMAX가 작아지는 경향이 있다. 즉, SMAX를 너무 작게 하면, 저굴절률 층을 갖는 광학 필름의 반사광의 간섭이 억제되기 어려워지는 경향이 있다. 이 때문에, SMAX를 0.010 이상으로 함으로써, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 보다 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
SMAX는, 하한이 0.011 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.012 이상인 것이 더욱 바람직하다. SMAX는, 상한이 0.040 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.030 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.025 이하인 것이 보다 더 바람직하다.
SMAX의 바람직한 범위는, 0.010 이상 0.040 이하, 0.010 이상 0.030 이하, 0.010 이상 0.025 이하, 0.011 이상 0.050 이하, 0.011 이상 0.040 이하, 0.011 이상 0.030 이하, 0.011 이상 0.025 이하, 0.012 이상 0.050 이하, 0.012 이상 0.040 이하, 0.012 이상 0.030 이하, 0.012 이상 0.025 이하 등을 들 수 있다.
SMAX를 0.010 이상 0.040 이하로 함으로써, b*가 커지는 것을 억제하여, 화상 표시 장치의 고급감이 손상되는 것을 억제할 수 있다.
SMAX는, 「플라스틱 필름의 면내 위상차를 낮게 하는 것」, 「굴절률에 관한 파라미터인 n2/n1를 작게 하는 것」 등에 의해, 상기 범위로 하기 쉽게 할 수 있다. 플라스틱 필름과 저굴절률 층 사이에 하드 코트층을 갖는 경우, 하드 코트층을 형성하는 전리 방사선 경화성 화합물로서, 소정 범위의 분자량의 다관능성 (메트)아크릴레이트 올리고머를 사용함으로써, SMAX를 상기 범위로 하기 쉽게 할 수 있다.
본 개시의 광학 필름은, 광학 필름의 시감 반사율 Y값을 R(%)로 정의했을 때, 상기 R과 상기 ΣT의 곱이 0.05 이상 0.25 이하인 것이 바람직하다.
상기 곱을 0.05 이상 0.25 이하로 함으로써, 상기 ΣT에 기초한 효과를 보다 발휘하기 쉽게 할 수 있다.
상기 곱은, 0.06 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.07 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 곱은, 0.19 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.13 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.11 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 특히, 상기 곱이 0.11 이하이면, 화상 표시 장치의 고급감을 양호하게 하기 쉽다.
상기 곱의 바람직한 범위는, 0.05 이상 0.19 이하, 0.05 이상 0.13 이하, 0.05 이상 0.11 이하, 0.06 이상 0.25 이하, 0.06 이상 0.19 이하, 0.06 이상 0.13 이하, 0.06 이상 0.11 이하, 0.07 이상 0.25 이하, 0.07 이상 0.19 이하, 0.07 이상 0.13 이하, 0.07 이상 0.11 이하 등을 들 수 있다.
<플라스틱 필름>
플라스틱 필름에 포함되는 수지 성분으로서는, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리메타크릴산메틸, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 및 비정질 올레핀(Cyclo-Olefin-Polymer: COP) 등을 들 수 있다.
플라스틱 필름은, 브루스터각이 50도 이상 70도 이하인 것이 바람직하고, 55도 이상 65도 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 개시의 광학 필름은, 측정 조건 1의 앙각이 50도 이상 70도 이하이다. 따라서, 플라스틱 필름의 브루스터각을 50도 이상 70도 이하로 함으로써, 본 개시의 효과를 발휘하기 쉽게 할 수 있다.
브루스터각이 50도 이상 70도 이하인 수지로서는, 폴리메타크릴산메틸 등의 아크릴, 폴리에스테르, TAC 및 COP 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리에스테르는, 기계적 강도를 양호하게 하기 쉬운 점에서 바람직하다.
폴리에스테르로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 고유 복굴절이 낮고 면내 위상차를 낮게 하기 쉬운 점에서, PET가 바람직하다.
플라스틱 필름은, 자외선 흡수제, 광안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 난연제, 겔화 방지제, 무기 입자, 유기 입자, 안료, 염료, 방오제, 가교제 및 계면 활성제 등의 첨가제를 함유해도 된다.
플라스틱 필름은, 기계적 강도를 양호하게 하기 위해, 연신 필름인 것이 바람직하고, 2축 연신 필름인 것이 보다 바람직하다. 2축 연신 필름은, 1축 연신 필름에 비하여, 내인열성이 양호한 점에서도 바람직하다. 따라서, 플라스틱 필름은, 2축 연신 플라스틱 필름이 바람직하다.
본 명세서에서는, 플라스틱 필름의 바람직한 실시 형태로서, 「면내 위상차」, 「두께 방향의 위상차」, 「D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값의 차」 등의 다양한 실시 형태를 들어 있다. 본 개시의 광학 필름은, 플라스틱 필름이 2축 연신 플라스틱 필름인 경우에 있어서, 면내 위상차 등의 바람직한 실시 형태를 충족시키는 것이 보다 바람직하다.
무지개 불균일을 억제하기 쉽게 하기 위해, 플라스틱 필름의 면내 위상차는 2500nm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 플라스틱 필름의 면내 위상차를 작게 하면, 상기 ΣT를 작게 하기 쉽게 할 수 있다.
플라스틱 필름의 면내 위상차는, 2000nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 1500nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 1400nm 이하가 보다 바람직하고, 1250nm 이하가 보다 바람직하고, 1150nm 이하가 보다 바람직하고, 1100nm 이하가 보다 바람직하고, 1000nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 950nm 이하가 보다 바람직하고, 850nm 이하가 보다 바람직하고, 600nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 플라스틱 필름의 면내 위상차를 2000nm 이하로 함으로써, 상기 ΣT를 작게 하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 플라스틱 필름의 지상축 방향과 진상축 방향으로 굴절률이 다르면, 광학 필름의 반사율이 지상축 방향과 진상축 방향으로 다르게 된다. 방향에 따른 반사율의 차이를 억제하기 위해서는, 플라스틱 필름의 지상축 방향과 진상축 방향의 굴절률차를 작게 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 플라스틱 필름의 면내 위상차는 1250nm 이하인 것이 바람직하다.
플라스틱 필름은, 기계적 강도를 양호하게 하기 위해, 면내 위상차가 20nm 이상인 것이 바람직하다. 플라스틱 필름의 면내 위상차는, 100nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 300nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 400nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 520nm 이상인 것이 보다 바람직하다.
플라스틱 필름의 면내 위상차의 바람직한 범위는, 20nm 이상 2000nm 이하, 20nm 이상 1500nm 이하, 20nm 이상 1400nm 이하, 20nm 이상 1250nm 이하, 20nm 이상 1150nm 이하, 20nm 이상 1100nm 이하, 20nm 이상 1000nm 이하, 20nm 이상 950nm 이하, 20nm 이상 850nm 이하, 20nm 이상 600nm 이하, 100nm 이상 2000nm 이하, 100nm 이상 1500nm 이하, 100nm 이상 1400nm 이하, 100nm 이상 1250nm 이하, 100nm 이상 1150nm 이하, 20nm 이상 1100nm 이하, 100nm 이상 1000nm 이하, 100nm 이상 950nm 이하, 100nm 이상 850nm 이하, 100nm 이상 600nm 이하, 300nm 이상 2000nm 이하, 300nm 이상 1500nm 이하, 300nm 이상 1400nm 이하, 300nm 이상 1250nm 이하, 300nm 이상 1150nm 이하, 300nm 이상 1100nm 이하, 300nm 이상 1000nm 이하, 300nm 이상 950nm 이하, 300nm 이상 850nm 이하, 300nm 이상 600nm 이하, 400nm 이상 2000nm 이하, 400nm 이상 1500nm 이하, 400nm 이상 1400nm 이하, 400nm 이상 1250nm 이하, 400nm 이상 1150nm 이하, 400nm 이상 1100nm 이하, 400nm 이상 1000nm 이하, 400nm 이상 950nm 이하, 400nm 이상 850nm 이하, 400nm 이상 600nm 이하, 520nm 이상 2000nm 이하, 520nm 이상 1500nm 이하, 520nm 이상 1400nm 이하, 520nm 이상 1250nm 이하, 520nm 이상 1150nm 이하, 520nm 이상 1100nm 이하, 520nm 이상 1000nm 이하, 520nm 이상 950nm 이하, 520nm 이상 850nm 이하, 520nm 이상 600nm 이하를 들 수 있다.
플라스틱 필름의 면내 위상차를 상기 범위로 하기 위해서는, 세로 방향(흐름 방향)의 연신 배율과, 가로 방향(폭 방향)의 연신 배율을 근사하게 하는 것이 바람직하다.
플라스틱 필름의 면내 위상차가 520nm 이상 1400nm 이하인 범위에서는, 무지개 불균일의 억제 및 상기 ΣT의 저감을 실현하기 쉽고, 또한 플라스틱 필름의 기계적 강도를 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 플라스틱 필름의 면내 위상차가 1250nm 이하에서는, 방향에 따른 반사율의 차이를 억제하기 쉽게 할 수 있다.
플라스틱 필름의 면내 위상차를 50nm 이상으로 함으로써, 블랙아웃을 억제하기 쉽게 할 수 있다. 이 원인은, 면내 위상차의 평균이 50nm 미만인 플라스틱 필름은, 직선 편광을 거의 흐트러뜨릴 수 없고, 직선 편광을 그대로 투과해 버리는 한편, 면내 위상차의 평균이 50nm 이상인 플라스틱 필름은, 직선 편광을 흐트러뜨릴 수 있기 때문이다. 블랙아웃이란, 편광자 및 플라스틱 필름을 이 순으로 통과한 광을 편광 선글라스를 통해 시인했을 때, 전체면이 어두워지는 현상을 의미한다.
플라스틱 필름은, 두께 방향의 위상차(Rth)가 2000nm 이상인 것이 바람직하고, 3000nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 4000nm 이상인 것이 더욱 바람직하고, 5000nm 이상인 것이 보다 더 바람직하다. Rth의 상한은 10000nm 정도이고, 바람직하게는 8000nm 이하, 보다 바람직하게는 7000nm 이하이다. Rth를 상기 범위로 함으로써, 무지개 불균일을 보다 억제하기 쉽게 할 수 있다. 무지개 불균일을 억제하기 위해서는, 특히 Rth가 5000nm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 플라스틱 필름의 연필 경도를 양호하게 하기 위해서는, Rth가 5000nm 이상인 것이 바람직하다. 플라스틱 필름의 파단을 억제하기 쉽게 하기 위해서는, Rth가 10000nm 이하인 것이 바람직하다.
플라스틱 필름의 Rth의 바람직한 범위는, 2000nm 이상 10000nm 이하, 2000nm 이상 8000nm 이하, 2000nm 이상 7000nm 이하, 3000nm 이상 10000nm 이하, 3000nm 이상 8000nm 이하, 3000nm 이상 7000nm 이하, 4000nm 이상 10000nm 이하, 4000nm 이상 8000nm 이하, 4000nm 이상 7000nm 이하, 5000nm 이상 10000nm 이하, 5000nm 이상 8000nm 이하, 5000nm 이상 7000nm 이하를 들 수 있다.
플라스틱 필름의 Rth를 상기 범위로 하기 위해서는, 세로 방향(흐름 방향) 및 가로 방향(폭 방향)의 연신 배율을 크게 하는 것이 바람직하다. 흐름 방향 및 폭 방향의 연신 배율을 크게 함으로써, 플라스틱 필름의 두께 방향의 굴절률이 작아지기 때문에, Rth를 크게 하기 쉽게 할 수 있다.
면내 위상차 및 두께 방향의 위상차를 상기 범위로 함으로써, 플라스틱 필름의 연신의 정도를 균등한 이축성에 근사하게 하여, 플라스틱 필름의 기계적 강도를 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
플라스틱 필름의 면내 위상차(Re) 및 두께 방향의 위상차(Rth)는 지상축 방향의 굴절률을 nx, 진상축 방향의 굴절률을 ny, 플라스틱 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz, 플라스틱 필름의 두께를 T[nm]로 정의했을 때, 하기 식 i 및 식 ii에 의해 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 굴절률, 면내 위상차 및 두께 방향의 위상차는, 파장 590nm에서의 값을 의미하는 것으로 한다.
Re=(nx-ny)×T[nm] (식 i)
Rth=((nx+ny)/2-nz)×T[nm] (식 ii)
지상축의 방향, 면내 위상차 및 두께 방향의 위상차는, 예를 들어 오츠카 덴시사(Otsuka Electronics Co., Ltd.)의 상품명 「RETS-100」에 의해 측정할 수 있다.
오츠카 덴시사(Otsuka Electronics Co., Ltd.)의 상품명 「RETS-100」을 사용하여 면내 위상차 등을 측정하는 경우에는, 이하의 수순 (A1) 내지 (A4)를 따라 측정의 준비를 하는 것이 바람직하다.
(A1) 먼저, RETS-100의 광원을 안정시키기 위해, 광원을 켜고 나서 60분 이상 방치한다. 그 후, 회전 검광자법을 선택함과 함께, θ모드(각도 방향 위상차 측정 및 Rth 산출의 모드)를 선택한다. 이 θ모드를 선택함으로써, 스테이지는 경사 회전 스테이지가 된다.
(A2) 이어서, RETS-100에 이하의 측정 조건을 입력한다.
(측정 조건)
· 리타데이션 측정 범위: 회전 검광자법
· 측정 스폿 직경: φ5mm
· 경사 각도 범위: 0°
· 측정 파장 범위: 400nm 이상 800nm 이하
· 플라스틱 필름의 평균 굴절률. 예를 들어, PET 필름의 경우에는, N=1.617로 한다. 또한, 플라스틱 필름의 평균 굴절률 N은, nx, ny 및 nz에 기초하여, (N=(nx+ny+nz)/3)의 식으로 산출할 수 있다.
· 두께: SEM 또는 광학 현미경으로 별도 측정한 두께
(A3) 이어서, 이 장치에 샘플을 설치하지 않고, 백그라운드 데이터를 얻는다. 장치는 폐쇄계로 하고, 광원을 점등시킬 때마다 이를 실시한다.
(A4) 그 후, 장치 내의 스테이지 상에 샘플을 설치하여, 측정한다.
면내 위상차 및 두께 방향의 위상차, 그리고, 지상축의 방향은, 플라스틱 필름으로부터 세로 50mm×가로 50mm의 크기의 샘플을 잘라내고, 상기 샘플의 5개소의 측정값의 평균값으로 하는 것이 바람직하다. 5개의 측정 개소는, 샘플의 중앙부의 1개소 및 샘플의 네 구석으로부터 각각 샘플의 중앙부를 향해 10mm 진행한 4개소이다(도 5의 검은 원의 5개소).
상기 샘플의 5개소에서 측정한 면내 위상차를 각각 Re1, Re2, Re3, Re4 및 Re5로 정의하고, 상기 샘플의 5개소에서 측정한 두께 방향의 위상차를 각각 Rth1, Rth2, Rth3, Rth4 및 Rth5로 정의한다.
플라스틱 필름은, Re1/Rth1, Re2/Rth2, Re3/Rth3, Re4/Rth4 및 Re5/Rth5의 평균이 0.20 이하인 것이 바람직하다.
면내 위상차와 두께 방향의 위상차의 비(Re/Rth)가 작은 것은, 플라스틱 필름의 2축 연신이 균등한 이축성에 근사하는 것을 의미한다. 따라서, Re/Rth를 0.20 이하로 함으로써, 플라스틱 필름의 기계적 강도를 양호하게 할 수 있다. Re/Rth는 0.18 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.16 이하인 것이 더욱 바람직하다. Re/Rth의 하한은 0.01 정도이다.
완전한 일축성의 연신 플라스틱 필름의 Re/Rth는 2.0이다. 범용의 1축 연신 플라스틱 필름은, 흐름 방향으로도 약간 연신되어 있다. 이 때문에, 범용의 1축 연신 플라스틱 필름의 Re/Rth는 1.0 정도이다.
Re1/Rth1, Re2/Rth2, Re3/Rth3, Re4/Rth4 및 Re5/Rth5는, 각각 0.20 이하인 것이 바람직하고, 0.18 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.16 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이들 비의 하한은 0.01 정도이다.
플라스틱 필름 상에, 면내 위상차 및 두께 방향의 위상차의 값에 영향을 주는 층 및 필름을 갖는 경우에는, 이들 층 및 필름을 박리한 후에, 플라스틱 필름의 면내 위상차 및 두께 방향의 위상차를 측정하면 된다. 또한, 코팅에 의해 형성되는 층은, 통상은, 면내 위상차 및 두께 방향의 위상차의 값에 영향을 주지 않는다.
면내 위상차 및 두께 방향의 위상차의 값에 영향을 주는 층 및 필름을 박리하는 수단으로서는, 하기의 수단을 들 수 있다.
<박리의 수단>
한 변이 5cm 이상인 정사각형의 샘플을, 80℃ 이상 90℃ 이하의 온수에 5분 침지시킨다. 그 후, 온수로부터 샘플을 꺼내어, 실온에서 10분 이상 방치한다. 그 후, 또한 5분 온수에 침지시킨다. 온수로부터 샘플을 꺼낸다. 샘플에 커터 등으로 벤 자국을 낸다. 그리고, 벤 자국을 계기로 하여, 층 및 필름을 박리하는 수단을 들 수 있다.
상기의 수단에 있어서, 샘플의 에지를 금속 프레임 등에 첩부한 상태에서, 샘플을 온수에 침지시키는 것이 바람직하다.
플라스틱 필름은, 하기의 조건 A를 충족시키는 것이 바람직하다.
<조건 A>
상기 샘플의 5개소에서 지상축의 방향을 측정한다. 상기 샘플의 임의의 1변과, 각 측정 개소의 지상축의 방향이 이루는 각도를, 각각 D1, D2, D3, D4, D5로 정의했을 때, D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값의 차가 1.5도 이상.
플라스틱 필름의 지상축이 깨끗하게 배향되어 있으면, 상기 ΣT가 커지기 쉬워져, 무지개 불균일이 시인되기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 플라스틱 필름의 지상축에 변동을 부여하면, 무지개 불균일이 희미해져서 시인되기 어려워진다. 이 때문에, 조건 A를 충족시킴으로써, 나안으로 무지개 불균일이 시인되는 것을 억제하기 쉽게 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 조건 A를 충족시킴으로써, 상기 ΣT가 상기 범위를 충족시키기 쉽게 할 수 있다.
범용의 연신 플라스틱 필름은, 지상축의 방향이 어긋나지 않도록 설계되어 있다. 그러나, 상기한 바와 같이, 굳이 플라스틱 필름의 지상축의 방향을 어긋나게 함으로써, 무지개 불균일을 억제하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 큰 영역에서 지상축이 변동되어도 무지개 불균일의 억제 효과는 작지만, 세로 50mm×가로 50mm라는 비교적 작은 영역에 있어서 지상축이 변동됨으로써, 무지개 불균일을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 「상기 ΣT를 산출할 때의 지상축의 방향」은, 「상기 샘플의 5개소에서 지상축의 방향의 평균」을 의미한다.
조건 A에 있어서, 지상축의 방향과 이루는 각의 기준이 되는 샘플의 임의의 1변은, D1 내지 D5에서 모두 동일한 변을 기준으로 하는 한, 샘플의 세로 및 가로의 어느 변이어도 된다.
또한, 조건 A를 충족시키는 플라스틱 필름은, 플라스틱 필름의 내 접음 구부림성을 양호하게 할 수 있다는 점에서 바람직하다.
한편, 조건 A를 충족시키지 않고 지상축이 정렬되어 있는 범용의 배향 필름은, 굴곡 시험 후에 필름이 파단되거나, 굽힘 성질이 강하게 남거나 해 버린다. 구체적으로는, 특허문헌 1과 같은 1축 연신 필름은, 지상축을 따라 굴곡 시험한 경우에는 파단되어 버리고, 지상축과 직교하는 방향으로 굴곡 시험한 경우에는 굽힘 성질이 강하게 남아 버린다. 또한, 범용의 2축 연신 필름은, 지상축과 직교하는 방향으로 굴곡 시험한 경우에는 굽힘 성질이 강하게 남아 버린다.
조건 A를 충족시키는 플라스틱 필름은, 접어 구부림의 방향에 관계없이, 굴곡 시험 후에 굽힘 성질이 남거나, 파단되거나 하는 것을 억제할 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 조건 A를 충족시키는 플라스틱 필름은, 굴곡 시험 후의 플라스틱 필름의 마이크로 크랙을 억제하기 쉽게 할 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 조건 A를 충족시키는 플라스틱 필름은, 연필 경도가 높아도, 플라스틱 필름의 내 접음 구부림성을 양호하게 하기 쉬운 점에서 바람직하다.
D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값의 차는, 2.0도 이상인 것이 바람직하고, 3.0도 이상인 것이 보다 바람직하고, 3.5도 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값의 차가 너무 크면, 플라스틱 필름의 배향성이 낮아져, 기계적 강도가 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, 상기 차는 20.0도 이하인 것이 바람직하고, 17.0도 이하인 것이 보다 바람직하고, 15.0도 이하인 것이 보다 바람직하고, 10.0도 이하인 것이 보다 바람직하고, 9.0도 이하인 것이 보다 바람직하고, 8.0도 이하인 것이 보다 바람직하다.
조건 A에 있어서, D1 내지 D5의 최대값과 최소값의 차의 바람직한 범위는, 예를 들어, 1.5도 이상 20.0도 이하, 2.0도 이상 20.0도 이하, 3.0도 이상 20.0도 이하, 3.5도 이상 20.0도 이하, 1.5도 이상 17.0도 이하, 2.0도 이상 17.0도 이하, 3.0도 이상 17.0도 이하, 3.5도 이상 17.0도 이하, 1.5도 이상 15.0도 이하, 2.0도 이상 15.0도 이하, 3.0도 이상 15.0도 이하, 3.5도 이상 15.0도 이하, 1.5도 이상 10.0도 이하, 2.0도 이상 10.0도 이하, 3.0도 이상 10.0도 이하, 3.5도 이상 10.0도 이하, 1 .5도 이상 9.0도 이하, 2.0도 이상 9.0도 이하, 3.0도 이상 9.0도 이하, 3.5도 이상 9.0도 이하, 1.5도 이상 8. 0도 이하, 2.0도 이상 8.0도 이하, 3.0도 이상 8.0도 이하, 3.5도 이상 8.0도 이하를 들 수 있다.
플라스틱 필름은, D1 내지 D5가, 각각, 5도 이상 30도 이하 또는 60도 이상 85도 이하인 것이 바람직하고, 7도 이상 25도 이하 또는 65도 이상 83도 이하인 것이 보다 바람직하고, 10도 이상 23도 이하 또는 67도 이상 80도 이하인 것이 더욱 바람직하다.
D1 내지 D5를, 각각, 5도 이상 또는 85도 이하로 함으로써, 편광 선글라스로 시인했을 때의 블랙아웃을 억제하기 쉽게 할 수 있다. 또한, D1 내지 D5를, 각각, 30도 이하 또는 60도 이상으로 함으로써, 플라스틱 필름의 배향성이 낮아짐에 따른 기계적 강도의 저하를 억제하기 쉽게 할 수 있다.
플라스틱 필름은, 예를 들어 시트상의 형태인 경우와, 롤상의 형태인 경우가 있다. 시트상 및 롤상의 어느 경우에 있어서도, 하기의 기준에 따르는 한, 세로 50mm×가로 50mm의 크기의 샘플은, 플라스틱 필름의 어느 장소에서 잘라내도 된다.
단, 시트 및 롤의 세로 및 가로의 방향성을 확인할 수 있는 경우에는, 확인한 세로 및 가로의 방향을 따라 샘플을 잘라내는 것으로 한다. 예를 들어, 롤의 경우, 롤의 흐름 방향(MD 방향)을 세로 방향, 롤의 폭 방향(TD 방향)을 가로 방향으로 간주할 수 있다. 시트의 흐름 방향 및 폭 방향을 확인할 수 있는 경우에는, 흐름 방향을 세로 방향, 폭 방향을 가로 방향으로 간주할 수 있다. 시트의 흐름 방향 및 폭 방향의 확인이 곤란한 경우에 있어서, 시트가 직사각형 또는 정사각형인 경우에는, 직사각형 또는 정사각형을 구성하는 4변에서 세로 및 가로의 방향성을 확인하면 된다. 시트의 흐름 방향 및 폭 방향의 확인이 곤란한 경우에 있어서, 시트가 직사각형 또는 정사각형 이외의 형상(원, 삼각형 등)인 경우, 시트의 외측 프레임 형상으로부터 비어져 나오지 않은 면적이 최대가 되는 직사각형 또는 정사각형을 그리고, 그린 직사각형 또는 정사각형이 갖는 변에서 세로 및 가로의 방향성을 확인하면 된다.
샘플은, 시트 및 롤의 구석에서 10mm를 제외하고 잘라내는 것으로 한다. 시트의 형태인 경우, 세로 50mm×가로 50mm의 샘플은, 시트의 네 구석을 최우선하여 잘라내고, 이어서 시트의 중앙부를 우선하여 잘라내는 것으로 한다. 그리고, 네 구석 및 중앙부에서 샘플을 잘라낸 후, 세로 50mm×가로 50mm를 초과하는 영역이 잔존하고 있는 경우에는, 잔존 영역으로부터 세로 50mm×가로 50mm의 샘플을 가장 많이 잘라낼 수 있도록 하여 샘플링하면 된다.
또한, 시트상의 플라스틱 필름으로부터 세로 50mm×가로 50mm의 크기의 샘플을 복수 채취할 수 있는 경우에는, 복수의 샘플 중에서 조건 A를 충족시키는 샘플의 비율이 50% 이상인 것이 바람직하고, 70% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 100%인 것이 보다 더 바람직하다. 면내 위상차, 두께 방향의 위상차, Re/Rth 등의 다른 파라미터도 마찬가지이다.
롤상의 플라스틱 필름은, 폭 방향에 있어서는 여러 물성이 변화하기 쉽지만, 흐름 방향으로는 여러 물성이 거의 동일하다. 이 때문에, 롤의 폭 방향의 소정의 위치로부터 채취한 샘플이 조건 A 등의 소정의 물성을 충족시키는 경우에는, 폭 방향의 위치가 동일한 개소에 대해서는, 롤의 흐름 방향의 전체에 있어서 소정의 물성을 충족시키는 것으로 의제할 수 있다.
플라스틱 필름은, 실시예에 나타내는 접음 시험을 10만회 행한 후(보다 바람직하게는 30만회 행한 후)에, 균열 또는 파단이 생기지 않는 것이 바람직하다. 또한, 플라스틱 필름은, 실시예에 나타내는 접음 시험을 10만회 행한 후(보다 바람직하게는 30만회 행한 후)에, 측정 샘플을 수평한 대(台)에 두었을 때, 대로부터 샘플의 단부가 부상하는 각도가 20도 이하인 것이 바람직하고, 15도 이하인 것이 보다 바람직하다. 샘플의 단부에서 부상하는 각도가 15도 이하인 것은, 접음에 의한 성질이 생기기 어려운 것을 의미하고 있다. 또한, 플라스틱 필름의 지상축의 방향의 평균, 및 진상축의 방향의 평균의, 어느 방향에 대해서도, 전술한 결과(균열, 파단 및 접음에 의한 성질이 생기지 않는 것. 시험 후의 샘플의 단부의 부상하는 각도가 20도 이하인 것.)를 나타내는 것이 바람직하다.
또한, 1축 연신 플라스틱 필름은, 접음 시험을 행하면, 연신 방향으로는 파단이 생기고, 연신 방향에 직교하는 방향으로는 굽힘 성질이 강하게 남아 버린다. 이 때문에, 연신 필름 중에서도 2축 연신 플라스틱 필름이 바람직하다.
플라스틱 필름의 두께는, 하한은 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 15㎛ 이상, 보다 바람직하게는 21㎛ 이상, 보다 바람직하게는 25㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상이며, 상한은 바람직하게는 200㎛ 이하, 보다 바람직하게는 180㎛ 이하, 보다 바람직하게는 150㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 80㎛ 이하, 보다 바람직하게는 60㎛ 이하, 보다 바람직하게는 50㎛ 이하이다.
두께를 10㎛ 이상으로 함으로써, 기계적 강도를 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 투습도를 저감시켜, 편광판을 장수명화시키기 위해, 두께는 21㎛ 이상인 것이 바람직하고, 30㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 패널 사이즈가 50인치 이상인 대형이 되면, 패널을 수직으로 세웠을 때 플라스틱 필름의 자중에 의한 변형이 발생하기 쉬워진다. 전술한 변형을 억제하기 위해, 플라스틱 필름의 두께는 30㎛ 이상인 것이 바람직하다.
두께를 200㎛ 이하로 함으로써, 플라스틱 필름의 면내 위상차를 2500nm 이하로 하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 패널 및 화상 표시 장치의 박형화를 위해, 플라스틱 필름의 두께는 60㎛ 이하인 것이 바람직하고, 50㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
플라스틱 필름의 두께의 바람직한 범위는, 예를 들어 10㎛ 이상 200㎛ 이하, 15㎛ 이상 200㎛ 이하, 21㎛ 이상 200㎛ 이하, 25㎛ 이상 200㎛ 이하, 30㎛ 이상 200㎛ 이하, 10㎛ 이상 180㎛ 이하, 15㎛ 이상 180㎛ 이하, 21㎛ 이상 180㎛ 이하, 25㎛ 이상 180㎛ 이하, 30㎛ 이상 180㎛ 이하, 10㎛ 이상 150㎛ 이하, 15㎛ 이상 150㎛ 이하, 21㎛ 이상 150㎛ 이하, 25㎛ 이상 150㎛ 이하, 30㎛ 이상 150㎛ 이하, 10㎛ 이상 100㎛ 이하, 15㎛ 이상 100㎛ 이하, 21㎛ 이상 100㎛ 이하, 25㎛ 이상 100㎛ 이하, 30㎛ 이상 100㎛ 이하, 10㎛ 이상 80㎛ 이하, 15㎛ 이상 80㎛ 이하, 21㎛ 이상 80㎛ 이하, 25㎛ 이상 80㎛ 이하, 30㎛ 이상 80㎛ 이하, 10㎛ 이상 60㎛ 이하, 15㎛ 이상 60㎛ 이하, 21㎛ 이상 60㎛ 이하, 25㎛ 이상 60㎛ 이하, 30㎛ 이상 60㎛ 이하, 10㎛ 이상 50㎛ 이하, 15㎛ 이상 50㎛ 이하, 21㎛ 이상 50㎛ 이하, 25㎛ 이상 50㎛ 이하, 30㎛ 이상 50㎛ 이하이다.
플라스틱 필름은, JIS K7136:2000의 헤이즈가 3.0% 이하인 것이 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1.0% 이하인 것이 보다 더 바람직하다.
플라스틱 필름은, JIS K7361-1:1997의 전광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하고, 85% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
<이로전율>
플라스틱 필름은, 플라스틱 필름의 표면으로부터 깊이 20㎛까지의 이로전율의 평균을 E0-20으로 정의했을 때, E0-20이 1.4㎛/g 이상인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, E0-20은, 하기의 측정 조건에서 측정한 것으로 한다.
<측정 조건>
순수와, 분산액과, 평균 입자경이 4.2㎛를 기준으로 하여 ±8% 이내인 구형 실리카를, 질량비 968:2:30으로 혼합하여 이루어지는 시험액을 용기에 수납한다. 상기 용기 내의 상기 시험액을 노즐에 보낸다. 상기 노즐 내에 압축 공기를 보내고, 상기 노즐 내에서 상기 시험액을 가속시켜, 상기 노즐의 선단의 분사 구멍으로부터 소정량의 상기 시험액을 상기 플라스틱 필름의 제1 면에 대하여 수직으로 분사하여, 상기 시험액 내의 구형 실리카를 상기 플라스틱 필름에 충돌시킨다. 상기 노즐의 횡단면 형상은 1mm×1mm의 정사각형으로 하고, 상기 분사 구멍과 상기 플라스틱 필름의 거리는 4mm으로 한다. 또한, 상기 노즐에 공급되는 상기 시험액 및 상기 압축 공기의 유량, 상기 압축 공기의 압력, 상기 노즐 내의 상기 시험액의 압력은, 후술하는 교정에 의해 조정한 소정의 값으로 한다.
소정량의 상기 시험액을 분사한 후, 상기 시험액의 분사를 일단 정지한다.
상기 시험액의 분사를 일단 정지한 후, 상기 플라스틱 필름의 상기 시험액 내의 상기 구형 실리카가 충돌한 개소에 대하여, 단면 프로파일을 측정한다.
상기 분사구로부터 소정량의 상기 시험액을 분사하는 스텝, 소정량의 상기 시험액을 분사한 후에 상기 시험액의 분사를 일단 정지하는 스텝, 및 상기 시험액의 분사를 일단 정지한 후에 상기 단면 프로파일을 측정하는 스텝의 3개의 스텝을 1사이클로 하는 조작을, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛를 초과할 때까지 실행한다. 그리고, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛까지인 각 사이클에 있어서, 플라스틱 필름의 이로전율(㎛/g)을 산출한다. 단면 프로파일의 깊이가 20㎛까지인 각 사이클의 플라스틱 필름의 이로전율을 평균하여, 상기 E0-20을 산출한다.
<교정>
상기 시험액을 상기 용기에 수납한다. 상기 용기 내의 상기 시험액을 상기 노즐에 보낸다. 상기 노즐 내에 압축 공기를 보내고, 상기 노즐 내에서 상기 시험액을 가속시켜, 상기 노즐의 선단의 분사 구멍으로부터 임의의 양의 상기 시험액을 두께 2mm의 아크릴판에 대하여 수직으로 분사하여, 상기 시험액 내의 구형 실리카를 상기 아크릴판에 충돌시킨다. 상기 노즐의 횡단면 형상은 1mm×1mm의 정사각형으로 하고, 상기 분사 구멍과 상기 아크릴판의 거리는 4mm으로 한다.
임의의 양의 상기 시험액을 분사한 후, 상기 시험액의 분사를 일단 정지한다. 상기 시험액의 분사를 일단 정지한 후, 상기 아크릴판의 상기 시험액 내의 상기 구형 실리카가 충돌한 개소에 대하여, 단면 프로파일을 측정한다.
단면 프로파일의 깊이(㎛)를, 상기 임의의 양(g)으로 나누어 이루어지는, 아크릴판의 이로전율(㎛/g)을 산출한다.
상기 아크릴판의 이로전율이, 1.88(㎛/g)을 기준으로 하여 ±5%의 범위를 합격 조건으로 하여, 상기 아크릴판의 이로전율이 상기 범위가 되도록, 상기 시험액 및 상기 압축 공기의 유량, 상기 압축 공기의 압력, 상기 노즐 내의 상기 시험액의 압력을 조정하여, 교정한다.
이하, 이로전율의 측정 조건 및 상기 측정 조건에 의해 산출되는 이로전율의 기술적 의의에 대하여, 도 7을 인용하면서 설명한다. 도 7과 같은 이로전율의 측정 장치로서는, 예를 들어 팔메소사(Palmeso Co., Ltd.)의 MSE 시험 장치의 품번 「MSE-A203」 등을 들 수 있다.
본 개시의 이로전율의 측정 조건에서는, 먼저, 순수와, 분산제와, 평균 입자경이 4.2㎛를 기준으로 하여 ±8% 이내인 구형 실리카를, 질량비 968:2:30으로 혼합하여 이루어지는 시험액을 용기(11)에 수납한다. 용기(11) 내에 있어서, 시험액은 교반하는 것이 바람직하다.
분산제는, 구형 실리카를 분산할 수 있는 것이면 특별히 제한되지는 않는다. 분산제로서는, 예를 들어 와코 준야쿠 고교사의 상품명 「데몰 N(Demol N)」을 들 수 있다.
「평균 입자경이 4.2㎛를 기준으로 하여 ±8% 이내」란, 바꾸어 말하면, 평균 입자경이 3.864㎛ 이상 4.536㎛ 이하인 것을 의미한다.
본 명세서의 이로전율의 측정 조건에 있어서, 「구형 실리카의 평균 입자경」은, 레이저 광 회절법에 의한 입도 분포 측정에서의 체적 평균값 d50으로서 측정한 것이다(소위 「메디안 직경」임.).
상기 구형 실리카는, 상기 입도 분포 측정의 결과에 있어서, 빈도가 최대를 나타내는 입자경의 빈도를 100으로 규격화했을 때, 빈도가 50을 나타내는 입자경의 폭이, 4.2㎛를 기준으로 하여 ±10% 이내인 것이 바람직하다. 「빈도가 50을 나타내는 입자경의 폭」은, 「빈도가 50을 나타내는 입자경이며, 빈도가 100을 나타내는 입자경보다 플러스 방향에 위치하는 입자경을 X」, 「빈도가 50을 나타내는 입자경이며, 빈도가 100을 나타내는 입자경보다 마이너스 방향에 위치하는 입자경을 Y」로 정의했을 때, 「X-Y(㎛)」로 표시되는 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「빈도가 50을 나타내는 입자경의 폭」을 「입도 분포의 반값 전폭」이라고 칭하는 경우가 있다.
평균 입자경이 4.2㎛를 기준으로 하여 ±8% 이내인 구형 실리카로서는, 팔메소사(Palmeso Co., Ltd.)가 지정하는 모델 번호 「MSE-BS-5-3」을 들 수 있다. 팔메소사(Palmeso Co., Ltd.)가 지정하는 모델 번호 「MSE-BS-5-3」에 해당하는 구형 실리카로서는, 예를 들어 포터즈발로티니사(Potters-Ballotini Co., Ltd.)의 품번 「BS5-3」을 들 수 있다.
용기 내의 시험액은 노즐(51)에 유입된다. 시험액은, 예를 들어 시험액용 배관(21)을 통하여 노즐에 보낼 수 있다. 용기(11)와 노즐(51) 사이에는, 시험액의 유량을 측정하기 위한 유량계(31)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 시험액의 유량은, 상기 교정에 의해 조정한 값으로 한다.
도 7에서는, 노즐(51)은 분사부(50)를 구성하는 하우징(52) 내에 배치되어 있다.
노즐(51) 내에는 압축 공기를 보낸다. 압축 공기는, 예를 들어 압축 공기용 배관(22)을 통하여 노즐에 보내진다. 노즐 내에 있어서, 압축 공기가 유입되는 위치는, 시험액이 유입되는 위치보다 상류측으로 하는 것이 바람직하다. 상류측이란, 노즐의 분사 구멍으로부터 먼 측을 말한다.
압축 공기가 노즐(51)에 도달할 때까지, 압축 공기의 유량을 측정하기 위한 유량계(32) 및 압축 공기의 압력을 측정하는 압력계(42)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 압축 공기는, 도시하지 않은 공기 압축기 등으로 공급할 수 있다.
압축 공기의 유량 및 압력은, 상기 교정에 의해 조정한 값으로 한다.
노즐(51) 내에 압축 공기가 보내지면, 압축 공기에 의해 시험액이 믹싱되면서 가속된다. 그리고, 가속된 시험액은, 노즐(51)의 선단의 분사 구멍으로부터 분사되어, 플라스틱 필름(70)에 대하여 수직으로 충돌한다. 플라스틱 필름은, 주로, 시험액 내의 구형 실리카 입자에 의해 마모된다.
노즐(51) 내에는, 노즐 내의 시험액의 압력을 측정하는 압력계(41)가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 압력계(41)는 압축 공기가 유입되는 위치, 및 시험액이 유입되는 위치보다 하류측으로 하는 것이 바람직하다.
노즐(51) 내의 시험액의 압력은, 상기 교정에 의해 조정한 값으로 한다.
노즐(51)의 선단의 분사 구멍으로부터 분사되는 시험액은, 공기와 혼합하여 미스트상으로 분사된다. 이 때문에, 구형 실리카 입자의 플라스틱 필름에 대한 충돌 압력을 낮게 할 수 있다. 따라서, 1개의 구형 실리카 입자에 의한 플라스틱 필름의 마모량을 미량으로 억제할 수 있다. 도 8은 분사부(50)로부터 분사된, 순수(A1) 및 구형 실리카(A2)를 포함하는 시험액에 의해, 플라스틱 필름(70)이 마모되는 상태의 이미지 도면이다. 도 8 중, 부호 A3은 공기, 부호 A4는 마모된 플라스틱 필름을 나타내고 있다.
또한, 시험액에는 냉각 효과가 우수한 물이 포함되어 있기 때문에, 충돌 시의 열을 기인으로 하는 플라스틱 필름의 변형 및 변질을 실질적으로 배제할 수 있다. 즉, 플라스틱 필름의 이상 마모를 실질적으로 배제할 수 있다. 또한, 물은, 마모된 플라스틱 필름의 표면을 세정하여, 안정된 마모를 실현하는 역할도 있다. 또한, 물은, 구형 실리카 입자를 가속하거나, 시험액의 유체를 제어하거나 하는 역할을 갖는다.
또한, 플라스틱 필름에는, 방대한 수의 구형 실리카가 충돌하게 되기 때문에, 개개의 구형 실리카 입자의 미묘한 물성의 차이에 의한 영향을 배제할 수 있다.
또한, 본 개시의 측정 조건은, 노즐에 공급되는 시험액의 유량, 노즐에 공급되는 압축 공기의 유량, 노즐에 공급되는 압축 공기의 압력, 및 노즐 내의 시험액의 압력을 상기 교정으로 조정한 값으로 함과 함께, 노즐의 횡단면 형상을 1mm×1mm의 정사각형으로 특정하고, 분사 구멍과 플라스틱 필름의 거리를 4mm로 특정함으로써, 플라스틱 필름의 마모량에 영향을 주는 요소를 특정하고 있다. 상기 거리는, 도 7의 「d」로 나타내어지는 거리이며, 노즐의 선단인 분사 구멍과, 플라스틱 필름의 수직 거리를 의미한다.
이상으로부터, 본 개시의 측정 조건은, 플라스틱 필름에 대하여 통계학적으로 안정된 마모 자국을 형성할 수 있는 측정 조건이라고 할 수 있다.
플라스틱 필름(70)은 측정 장치(100)의 시료 설치대(81)에 설치하면 된다. 플라스틱 필름(70)은 스테인리스판 등의 지지체(82)를 통해, 시료 설치대(81)에 설치하는 것이 바람직하다.
플라스틱 필름(70)에 분사한 시험액은, 수용기(12)에서 회수하고, 반송 배관(23)을 통하여, 용기(11)로 되돌리는 것이 바람직하다. 수용기(12)와 반송 배관(23) 사이에는, 리턴 펌프(24)가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 개시의 측정 조건에서는, 소정량의 시험액을 분사한 후, 시험액의 분사를 일단 정지하는 것, 및 시험액의 분사를 일단 정지한 후, 플라스틱 필름의 시험액 내의 구형 실리카가 충돌한 개소의 단면 프로파일을 측정하는 것을 요건으로 하고 있다.
단면 프로파일은, 시험액에 의해 마모된 플라스틱 필름의 단면 형상을 의미한다. 플라스틱 필름은, 주로, 시험액 내의 구형 실리카 입자에 의해 마모된다.
단면 프로파일은, 예를 들어 촉침식의 표면 형상 측정 장치 및 레이저 간섭식의 표면 형상 측정 장치 등의 단면 프로파일 취득부(60)에 의해 측정할 수 있다. 또한, 단면 프로파일 취득부(60)는, 통상 시험액의 분사 시에는, 플라스틱 필름(70)과는 떨어진 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 플라스틱 필름(70) 및 단면 프로파일 취득부(60) 중 적어도 어느 것이 가동될 수 있는 것이 바람직하다.
팔메소사(Palmeso Co., Ltd.)의 MSE 시험 장치의 품번 「MSE-A203」은, 단면 프로파일의 측정 수단은 촉침식이다.
또한, 본 개시의 측정 조건에서는, 분사구로부터 소정량의 시험액을 분사하는 스텝, 소정량의 시험액을 분사한 후에 시험액의 분사를 일단 정지하는 스텝, 및 시험액의 분사를 일단 정지한 후에 단면 프로파일을 측정하는 스텝의 3개의 스텝을 1사이클로 하는 조작을, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛를 초과할 때까지 실행한다.
상기 조작을 실행함으로써, 각 사이클에서의 플라스틱 필름의 이로전율을 측정할 수 있고, 나아가, 플라스틱 필름의 이로전율의 변동을 산출할 수 있다.
상기 사이클은, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛를 초과한 후에도 계속되어도 되지만, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛를 초과한 시점에 종료하는 것이 바람직하다. 「플라스틱 필름의 표면으로부터 깊이 20㎛」까지의 측정으로 하고 있는 이유는, 플라스틱 필름의 물성은, 표면 근방은 변동되기 쉬운 한편, 내부를 향할수록 안정되는 경향이 있는 것을 고려했기 때문이다.
본 명세서에 있어서, 각 사이클의 이로전율은, 각 사이클에서 진행한 단면 프로파일의 깊이(㎛)를, 각 사이클의 시험액의 분사량(g)으로 나눔으로써 산출할 수 있다. 각 사이클의 단면 프로파일의 깊이(㎛)는 각 사이클의 단면 프로파일의 최고 깊이 위치의 깊이로 한다.
각 사이클의 시험액의 분사량은 원칙적으로 「정량」이지만, 각 사이클에서 약간의 변동이 있어도 상관없다.
각 사이클의 시험액의 분사량은 특별히 제한되지는 않지만, 하한은 바람직하게는 0.5g 이상, 보다 바람직하게는 1.0g 이상이며, 상한은 바람직하게는 3.0g 이하, 보다 바람직하게는 2.0g 이하이다.
본 개시의 측정 조건에서는, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛까지인 각 사이클에 있어서 이로전율(㎛/g)을 산출한다. 그리고, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛까지인 각 사이클의 이로전율을 평균하여, E0-20을 산출한다.
상기 사이클은, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛를 초과할 때까지 실시하지만, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛를 초과한 사이클의 데이터는, E0-20을 산출하는 데이터에서 제외되게 된다.
일반적으로, 플라스틱 필름은, 유연한 편이 흠이 생기기 쉽고, 딱딱한 편이 흠이 생기기 어려운 것이다. 본 발명자들은, 피코텐터에 의한 깊이 방향을 포함하는 평가에서 얻어진 값(마르텐스 경도, 인덴테이션 경도, 탄성 회복 작업량 등)을 연필 경도의 지표로 하는 것을 검토하였다. 그러나, 상술한 마르텐스 경도, 인덴테이션 경도, 탄성 회복 작업량 등의 파라미터는, 연필 경도의 지표로 할 수 없는 경우가 있었다.
또한, 플라스틱 필름은 연신하면 강도가 증가하는 경향이 있다. 구체적으로는, 미연신된 플라스틱 필름보다 1축 연신 플라스틱 필름 쪽이 연필 경도가 양호한 경향이 있고, 1축 연신 플라스틱 필름보다 2축 연신 플라스틱 필름 쪽이 연필 경도가 양호한 경향이 있다. 그러나, 2축 연신 플라스틱 필름으로도 연필 경도가 충분하지 않는 경우가 있었다.
본 발명자들은 플라스틱 필름의 연필 경도의 지표로서, 이로전율에 관하여 검토하였다. 상술한 바와 같이, 플라스틱 필름은, 유연한 편이 흠이 생기기 쉽고, 딱딱한 편이 흠이 생기기 어려운 것이기 때문에, 이로전율이 작은 편이 연필 경도를 양호하게 할 수 있는 것으로 생각된다. 그러나, 본 발명자들은, 반대로, 이로전율(E0-20)을 1.4㎛/g 이상으로 크게 함으로써, 플라스틱 필름이 연필 경도를 양호하게 할 수 있다는 것을 알아냈다. 또한, 본 발명자들은, 플라스틱 필름의 이로전율은, 1축 연신 플라스틱 필름보다 2축 연신 플라스틱 필름 쪽이 큰 값을 나타내기 쉬운 것, 및 2축 연신 플라스틱 필름에서의 연필 경도의 양호 여부를 이로전율에 의해 판별할 수 있다는 것을 알아냈다.
플라스틱 필름의 이로전율이 연필 경도에 상관되는 이유는, 이하와 같이 생각된다.
상술한 바와 같이, 본 개시의 측정 조건에서는, 물 및 구형 실리카를 포함하는 시험액은 공기와 혼합하여 미스트상으로 분사된다. 이 때문에, 구형 실리카 입자의 플라스틱 필름에 대한 충돌 압력은 낮게 억제된다. 따라서, 플라스틱 필름이 유연한 경우, 구형 실리카가 플라스틱 필름에 충돌했을 때의 응력이 분산되기 쉬워지기 때문에, 플라스틱 필름이 마모되기 어려워져, 이로전율이 낮아지는 것으로 생각된다. 한편, 플라스틱 필름이 딱딱한 경우, 구형 실리카가 플라스틱 필름에 충돌했을 때의 응력이 분산되기 어렵기 때문에, 플라스틱 필름이 마모되기 쉬워져, 이로전율이 높아지는 것으로 생각된다.
또한, 2축 연신 플라스틱 필름에서의 이로전율의 차이는, 분자쇄의 신장 상태의 차이, 및 분자의 배향도의 차이 등으로 발생하고 있다고 생각된다. 예를 들어, 2축 연신 플라스틱 필름은, 원칙적으로, 면 내에서 분자는 연장되어 있지만, 면 내에서 국소적으로 충분히 신장되지 않은 분자도 존재하는 경우가 있다. 이와 같이, 면 내에서 국소적으로 충분히 신장되지 않은 분자의 비율이 많아지면, 2축 연신 플라스틱 필름은 국소적으로 유연해져, 이로전율이 저하되는 것으로 생각된다.
또한, 면내 위상차가 동등한 2축 연신 플라스틱 필름이어도, 국소적인 분자의 배향의 차이에 의해, 상이한 이로전율을 나타낸다고 생각된다. 반대로, 이로전율의 값이 동등한 2축 연신 플라스틱 필름이어도, 흐름 방향의 연신 배율과 폭 방향의 연신 배율의 비의 차이 등에 의해, 다른 면내 위상차를 나타내는 경우가 있다.
플라스틱 필름의 연필 경도를 양호하게 하기 위해, E0-20은, 1.4㎛/g 이상인 것이 바람직하고, 1.6㎛/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.8㎛/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.9㎛/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 2.0㎛/g 이상인 것이 보다 바람직하다.
상술한 바와 같이, 면 내에서 국소적으로 충분히 신장되지 않은 분자의 비율이 많아지면, 이로전율이 저하되는 것으로 생각된다. 바꾸어 말하면, 이로전율이 높으면, 면 내에서 국소적으로 충분히 신장되지 않은 분자의 비율이 적어지는 것으로 생각된다. 이 때문에, E0-20을 1.4㎛/g 이상으로 함으로써, 고온 환경하에서, 플라스틱 필름에 주름이 생기는 것을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
E0-20은, 플라스틱 필름을 균열되기 어렵게 하기 위해, 3.0㎛/g 이하인 것이 바람직하고, 2.5㎛/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.2㎛/g 이하인 것이 더욱 바람직하다.
E0-20의 값이 동일해도, 면내 위상차 등이 다른 경우에는, 플라스틱 필름의 특성이 다른 경우가 있다. 예를 들어, E0-20의 값이 동일해도, 면내 위상차가 1450nm를 초과하는 경우에는, 플라스틱 필름을 접었을 때, 플라스틱 필름에 굽힘 성질이 남거나, 플라스틱 필름이 파단되거나 하는 경우가 있다.
또한, E0-20이 1.4㎛/g 미만인 플라스틱 필름은, 플라스틱 필름 상에 경도가 높은 경화막을 형성해도, 플라스틱 필름의 경도 부족 때문에, 경화막의 연필 경도를 양호하게 할 수 없는 경우가 있다.
E0-20의 바람직한 수치 범위의 실시 형태는, 예를 들어, 1.4㎛/g 이상 3.0㎛/g 이하, 1.4㎛/g 이상 2.5㎛/g 이하, 1.4㎛/g 이상 2.2㎛/g 이하, 1.5㎛/g 이상 3.0㎛/g 이하, 1.5㎛/g 이상 2.5㎛/g 이하, 1.5㎛/g 이상 2.2㎛/g 이하, 1.6㎛/g 이상 3 .0㎛/g 이하, 1.6㎛/g 이상 2.5㎛/g 이하, 1.6㎛/g 이상 2.2㎛/g 이하, 1.8㎛/g 이상 3.0㎛/g 이하, 1.8㎛/g 이하 이상 2.5㎛/g 이하, 1.8㎛/g 이상 2.2㎛/g 이하, 1.9㎛/g 이상 3.0㎛/g 이하, 1.9㎛/g 이상 2.5㎛/g 이하, 1.9㎛/g 이상 2.2㎛/g 이하, 2.0㎛/g 이상 3.0㎛/g 이하, 2.0㎛/g 이상 2.5㎛/g 이하 2.0㎛/g 이상 2.2㎛/g 이하를 들 수 있다.
플라스틱 필름은, 표면 및 이면의 2개의 평면을 갖는다. 플라스틱 필름은, 한쪽의 평면 측에서 측정한 E0-20 및 다른 쪽의 평면 측에서 측정한 E0-20의 모두가, 상술한 값인 것이 바람직하다. 통상의 플라스틱 필름은, 한쪽의 평면 측에서 측정한 이로전율과, 다른 쪽의 평면 측에서 측정한 이로전율은, 대략 동일하다.
상술한 이로전율을 측정하기 전에는, 상기 교정을 행하는 것으로 한다.
예를 들어, 교정은 이하와 같이 행할 수 있다.
<교정>
상기 시험액을 상기 용기에 수납한다. 상기 용기 내의 상기 시험액을 상기 노즐에 보낸다. 상기 노즐 내에 압축 공기를 보내고, 상기 노즐 내에서 상기 시험액을 가속시켜, 상기 노즐의 선단의 분사 구멍으로부터 임의의 양의 상기 시험액을 두께 2mm의 아크릴판에 대하여 수직으로 분사하여, 상기 시험액 내의 구형 실리카를 상기 아크릴판에 충돌시킨다. 상기 노즐의 횡단면 형상은 1mm×1mm의 정사각형으로 하고, 상기 분사 구멍과 상기 아크릴판의 거리는 4mm으로 한다.
임의의 양의 상기 시험액을 분사한 후, 상기 시험액의 분사를 일단 정지한다. 상기 시험액의 분사를 일단 정지한 후, 상기 아크릴판의 상기 시험액 내의 상기 구형 실리카가 충돌한 개소에 대하여, 단면 프로파일을 측정한다.
단면 프로파일의 깊이(㎛)를, 상기 임의의 양(g)으로 나누어 이루어지는, 아크릴판의 이로전율(㎛/g)을 산출한다.
상기 아크릴판의 이로전율이, 1.88(㎛/g)을 기준으로 하여 ±5%의 범위를 합격 조건으로 하여, 상기 아크릴판의 이로전율이 상기 범위가 되도록, 상기 시험액 및 상기 압축 공기의 유량, 상기 압축 공기의 압력, 상기 노즐 내의 상기 시험액의 압력을 조정하여, 교정한다.
교정에서 사용하는 시험액은, 나중에 실시하는 측정 조건에서 사용하는 시험액과 동일한 것으로 한다.
또한, 교정에서 사용하는 측정 장치는, 나중에 실시하는 측정 조건에서 사용하는 측정 장치와 동일한 것으로 한다.
교정과, 나중에 실시하는 측정 조건에서 상이한 점은, 예를 들어 교정에서는 시료로서 표준 시료인 두께 2mm의 아크릴판을 사용하는 것에 반해, 측정 조건에서는 시료로서 플라스틱 필름을 사용하는 점이다.
표준 시료인 두께 2mm의 아크릴판은, 폴리메틸메타크릴레이트판(PMMA판)인 것이 바람직하다. 또한, 표준 시료인 두께 2mm의 아크릴판은, 하기의 측정 조건 A에서 측정하여 이루어지는 아크릴판의 이로전율의 평균을 AcE로 정의했을 때, AcE가 1.786㎛/g 이상 1.974㎛/g 이하인 것이 바람직하다. 또한, 하기의 측정 조건 A에서의 구형 실리카로서는, 팔메소사(Palmeso Co., Ltd.)가 지정하는 모델 번호 「MSE-BS-5-3」을 들 수 있다. 팔메소사(Palmeso Co., Ltd.)가 지정하는 모델 번호 「MSE-BS-5-3」에 해당하는 구형 실리카로서는, 예를 들어 포터즈발로티니사(Potters-Ballotini Co., Ltd.)의 품번 「BS5-3」을 들 수 있다.
<측정 조건 A>
순수와, 분산제와, 평균 입자경이 4.2㎛를 기준으로 하여 ±8% 이내인 구형 실리카를, 질량비 968:2:30으로 혼합하여 이루어지는 시험액을 용기에 수납한다. 상기 용기 내의 상기 시험액을 노즐에 보낸다. 상기 노즐 내에 압축 공기를 보내고, 상기 노즐 내에서 상기 시험액을 가속시켜, 상기 노즐의 선단의 분사 구멍으로부터 소정량의 상기 시험액을 상기 아크릴판에 대하여 수직으로 분사하여, 상기 시험액 내의 구형 실리카를 상기 아크릴판에 충돌시킨다. 상기 노즐의 횡단면 형상은 1mm×1mm의 정사각형으로 하고, 상기 분사 구멍과 상기 아크릴판의 거리는 4mm으로 한다. 또한, 상기 노즐에 공급되는 상기 시험액 및 상기 압축 공기의 유량, 상기 압축 공기의 압력, 상기 노즐 내의 상기 시험액의 압력은, 시험액의 유량이 100ml/분 이상 150ml/분 이하, 압축 공기의 유량이 4.96L/분 이상 7.44L/분 이하, 압축 공기의 압력이 0.184MPa 이상 0.277MPa 이하, 노즐 내의 시험액의 압력이 0.169MPa 이상 0.254MPa 이하로 한다.
상기 시험액을 4g 분사한 후, 상기 시험액의 분사를 일단 정지한다.
상기 시험액의 분사를 일단 정지한 후, 상기 아크릴판의 상기 시험액 내의 상기 구형 실리카가 충돌한 개소에 대하여, 단면 프로파일을 측정한다.
그리고, 단면 프로파일의 깊이(㎛)를, 시험액의 분사량(4g)으로 나누어 이루어지는, 아크릴판의 이로전율인 AcE(단위는 「㎛/g」)를 산출한다.
교정에서는, 상기 아크릴판의 이로전율이, 1.88(㎛/g)을 기준으로 하여 ±5%의 범위를 합격 조건으로 하여, 상기 아크릴판의 이로전율이 상기 범위가 되도록, 상기 시험액 및 상기 압축 공기의 유량, 상기 압축 공기의 압력, 상기 노즐 내의 상기 시험액의 압력을 조정하는 작업을 실시한다.
「이로전율이, 1.88(㎛/g)을 기준으로 하여 ±5%」란, 바꾸어 말하면, 이로전율이 1.786(㎛/g) 이상 1.974(㎛/g) 이하인 것을 말한다.
0-20/E0-20>
플라스틱 필름은, 상기 플라스틱 필름의 표면으로부터 깊이 20㎛까지의 이로전율로부터 산출하여 이루어지는 이로전율의 변동을 σ0-20으로 정의했을 때, σ0-20/E0-20이 0.100 이하인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, σ0-20은, 상기 측정 조건에 있어서, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛까지인 각 사이클의 이로전율로부터 산출할 수 있다.
σ0-20/E0-20은, 이로전율의 변동 계수를 나타내고 있고, σ0-20/E0-20이 작은 것은, 플라스틱 필름의 두께 방향에 있어서 이로전율이 변동되기 어려운 것을 의미하고 있다. σ0-20/E0-20을 0.100 이하로 함으로써, 두께 방향의 이로전율이 안정되고, 연필 경도를 보다 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
σ0-20/E0-20은, 상한은 보다 바람직하게는 0.080 이하, 더욱 바람직하게는 0.070 이하, 더욱 바람직하게는 0.060 이하, 더욱 바람직하게는 0.055 이하이다.
σ0-20/E0-20의 하한은 특별히 제한되지는 않지만, 통상은 0 초과이며, 바람직하게는 0.020 이상, 보다 바람직하게는 0.035 이상이다. 또한, σ0-20/E0-20의 값이 낮은 경우, 플라스틱 필름의 연신이 약한 경우가 있다. 연신이 약한 플라스틱 필름은, 내용제성이 나쁘고, 파단되기 쉽고, 열 및 습도에 대한 안정성이 낮다는 경향이 있다. 이 때문에, σ0-20/E0-20은 0.020 이상이 바람직하다.
σ0-20/E0-20의 바람직한 수치 범위의 실시 형태는, 예를 들어 0 초과 0.100 이하, 0 초과 0.080 이하, 0 초과 0.070 이하, 0 초과 0.060 이하, 0 초과 0.055 이하, 0.020 이상 0.100 이하, 0.020 이상 0.080 이하, 0.020 이상 0.070 이하, 0.020 이상 0.060 이하, 0.020 이상 0.055 이하, 0.035 이상 0.100 이하, 0.035 이상 0.080 이하, 0.035 이상 0.070 이하, 0.035 이상 0.060 이하, 0.035 이상 0.055 이하를 들 수 있다.
플라스틱 필름은, 표면 및 이면의 2개의 평면을 갖는다. 플라스틱 필름은, 한쪽의 평면 측에서 측정한 σ0-20/E0-20 및 다른 쪽의 평면 측에서 측정한 σ0-20/E0-20의 모두가, 상술한 값인 것이 바람직하다.
플라스틱 필름의 연필 경도는, HB 이상이 바람직하고, F 이상이 보다 바람직하다.
플라스틱 필름의 연필 경도가 너무 높으면, 플라스틱 필름의 면내 위상차가 커지는 경향이 있다. 이 때문에, 플라스틱 필름의 연필 경도는, 2H 이하가 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 연필 경도는, 하기 (1) 내지 (6)의 수순으로 측정 및 판정한다.
(1) 플라스틱 필름을 5cm×10cm의 크기로 절단한 샘플을 제작한다.
(2) 플라스틱 필름을 100℃에서 10분 가온한다. 가온 후, 플라스틱 필름을, 24℃, 상대 습도 40% 이상 60% 이하의 환경에, 30분 이상 60분 이하 정치한다.
(3) 플라스틱 필름에 대하여, JIS K 5600-5-4:1999의 스크래칭 경도(연필법)에 준거하여, 연필 경도를 측정한다. 구체적으로는, 소정의 경도를 갖는 연필을, 플라스틱 필름의 표면에 대하여 45°의 각도로 대어, 100g 하중으로 3.0mm/sec의 속도로 움직임으로써, 플라스틱 필름에 하중을 가한다.
(4) 플라스틱 필름에 하중을 가한 후, 다시, 샘플을 100℃에서 10분 가온한다.
(5) 재가온 직후에, 플라스틱 필름의 흠을 목시로 평가한다. 목시 평가하는 환경은, 24℃, 상대 습도 40% 이상 60% 이하로 한다.
(6) 상기 (1) 내지 (5)의 조작을 5회 실시한다. 그리고, 5회 중 4회 이상 흠이 생기지 않은 연필 중, 가장 딱딱한 것을, 평가 대상의 플라스틱 필름의 연필 경도로 한다.
상기의 연필 경도의 측정 및 판정 방법에서는, 경도 B에서 5회 중 4회 흠이 생기지 않고, 경도 F에서 5회 중 3회 흠이 생기지 않은 경우에는, 경도 B의 판정이 된다.
플라스틱 필름이 지상축 및 진상축을 갖는 경우, 지상축 방향 및 진상축 방향 중 어느 것에 있어서도, 연필 경도가 B 이상인 것이 바람직하다. 플라스틱 필름의 지상축이란, 플라스틱 필름의 면 내에 있어서, 굴절률이 가장 높은 방향이다. 플라스틱 필름의 진상축이란, 플라스틱 필름의 면 내에 있어서, 상기 지상축과 직교하는 방향이다.
플라스틱 필름의 적층 구성은, 단층 구조 및 다층 구조를 들 수 있다. 이 중에서도 단층 구조인 것이 바람직하다.
플라스틱 필름은, 기계적 강도를 양호하게 하면서 무지개 불균일을 억제하기 위해, 면내 위상차가 작은 2축 연신 플라스틱 필름인 것이 바람직하다. 그리고, 연신 플라스틱 필름의 면내 위상차를 작게 하기 위해서는, 흐름 방향 및 폭 방향의 연신을 균등하게 근사하게 하는 것이 바람직하다. 또한, 플라스틱 필름의 이로전율을 상기 범위로 하기 위해서는, 플라스틱 필름의 면 내에서 분자를 균등하게 신장시키는 것이 바람직하다. 따라서, 플라스틱 필름의 면내 위상차 및 이로전율의 평균을 상술한 범위로 하기 위해서는, 연신의 제어가 긴요하다. 연신 제어에 관하여, 다층 구조에서는 각 층의 물성의 차이 등에 의해 세밀한 연신 제어가 어렵지만, 단층 구조는 세밀한 연신 제어를 행하기 쉬운 점에서 바람직하다.
《플라스틱 필름의 제조예》
이하, 플라스틱 필름의 제조예에 대하여, 2축 연신 플라스틱 필름을 대표예로서 설명한다.
2축 연신 플라스틱 필름은, 플라스틱 필름을 구성하는 성분을 포함하는 수지층을 연신함으로써 얻을 수 있다. 연신의 방법은, 축차 2축 연신 및 동시 2축 연신을 들 수 있다.
-축차 2축 연신-
축차 2축 연신에서는, 캐스팅 필름을 흐름 방향으로 연신한 후에, 필름의 폭 방향의 연신을 행한다.
흐름 방향의 연신은, 통상은, 한 쌍의 연신 롤의 주속(周速)의 차에 의해 실시된다. 흐름 방향의 연신은, 1단계로 행해도 되지만, 복수의 연신 롤 쌍을 사용하여 다단계로 행해도 된다. 면내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하기 위해, 연신 롤에는 복수의 닙 롤을 근접시키는 것이 바람직하다. 흐름 방향의 연신 배율은, 통상은 2배 이상 15배 이하이며, 면내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하기 위해, 바람직하게는 2배 이상 7배 이하, 보다 바람직하게는 3배 이상 5배 이하, 더욱 바람직하게는 3배 이상 4배 이하이다.
연신 온도는, 면내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하기 위해, 수지의 유리 전이 온도 이상 유리 전이 온도+100℃ 이하가 바람직하다. PET의 경우, 70℃ 이상 120℃ 이하가 바람직하고, 80℃ 이상 110℃ 이하가 보다 바람직하고, 95℃ 이상 110℃ 이하가 더욱 바람직하다. 상기 연신 온도는, 장치의 설정 온도를 의미한다. 또한, 장치의 설정 온도를 상기의 범위로 설정해도, 온도가 안정될 때까지 시간을 요한다. 이 때문에, 상기의 범위로 온도를 설정하여, 더욱 온도가 안정된 후에, 플라스틱 필름을 제조하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서는, 장치의 설정 온도를 복수의 개소에서 설명하고 있다. 다른 개소의 설정 온도도, 전술한 바와 마찬가지로, 온도가 안정된 후에 플라스틱 필름을 제조하는 것이 바람직하다.
연신 온도에 관하여, 필름을 빠르게 승온하거나 하여, 저온에서의 연신 구간을 짧게 함으로써, 면내 위상차의 평균값이 작아지는 경향이 있다. 한편, 필름을 늦게 승온하거나 하여, 저온에서의 연신 구간을 길게 함으로써, 배향성이 향상되어, 면내 위상차의 평균값이 커짐과 함께, 지상축의 변동이 작아지는 경향이 있다.
연신 시의 가열 시, 난류를 발생시키는 히터를 사용하는 것이 바람직하다. 난류를 포함하는 바람으로 가열함으로써, 필름 면 내의 미세한 영역에서 온도차가 생기고, 상기 온도차에 의해 배향축에 미세한 어긋남이 생겨, 조건 A를 충족시키기 쉽게 할 수 있다. 플라스틱 필름이 조건 A를 충족시킴으로써, 광학 필름의 ΣT를 상기 범위로 하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 흐름 방향의 연신에 있어서, 연신 시간을 짧게 하면 이로전율이 저하되고, 연신 시간을 길게 하면 이로전율이 상승하는 경향이 있다. 이 이유는, 연신 시간이 짧으면 플라스틱 필름의 면 내에서 분자가 균등하게 신장되기 어려운 한편, 연신 시간이 길면 플라스틱 필름의 면 내에서 분자가 균등하게 신장되기 쉬워지기 때문이라고 생각된다. 즉, E0-20을 1.4㎛/g 이상으로 하기 위해서는, 연신 시간을 길게 하는 것이 바람직하다. 또한, 물성이 변동되지 않을 정도로 연신 배율을 적절하게 크게 하면서, 연신 시간을 길게 함으로써, 보다 E0-20을 1.4㎛/g 이상으로 하기 쉽게 할 수 있다.
흐름 방향으로 연신한 필름에, 미끄럼 용이성, 접착 용이성, 대전 방지성 등의 기능을 인라인 코팅 또는 오프라인 코팅에 의해 부여해도 된다. 인라인 코팅 또는 오프라인 코팅 전에, 필요에 따라 코로나 처리, 프레임 처리, 플라스마 처리 등의 표면 처리를 실시해도 된다.
본 명세서에서는, 인라인 코팅 또는 오프라인 코팅에 의해 형성하는 층은, 플라스틱 필름을 구성하는 층의 수로서 카운트하지 않는 것으로 한다.
폭 방향의 연신은, 통상은, 텐터법을 사용하여, 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 반송하여, 폭 방향으로 연신한다. 폭 방향의 연신 배율은, 통상은 2배 이상 15배 이하이며, 면내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하기 위해, 바람직하게는 2배 이상 5배 이하, 보다 바람직하게는 3배 이상 5배 이하, 더욱 바람직하게는 3배 이상 4.5배 이하이다. 세로 연신 배율보다 폭 연신 배율을 높게 하는 것이 바람직하다.
연신 온도는, 수지의 유리 전이 온도 이상 유리 전이 온도+110℃ 이하가 바람직하고, 상류에서 하류로 감에 따라 온도가 높아져 가는 것이 바람직하다. 상기 연신 온도는, 장치의 설정 온도를 의미한다. 상류측이란, 폭 방향의 연신을 개시하는 지점에 가까운 측이다. 하류측이란, 폭 방향의 연신을 종료하는 지점에 가까운 측이다. 구체적으로는, 가로 연신 구간을, 길이 기준으로 2분할한 경우, 상류의 온도와 하류의 온도의 차는 바람직하게는 20℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 30℃ 이상, 더욱 바람직하게는 35℃ 이상, 보다 더 바람직하게는 40℃ 이상이다. PET의 경우, 1단째의 연신 온도는 80℃ 이상 120℃ 이하가 바람직하고, 90℃ 이상 110℃ 이하가 보다 바람직하고, 95℃ 이상 105℃ 이하가 더욱 바람직하다. 폭 방향의 연신 구간을 2분할하고, 또한 1단계째와 2단계째의 연신 온도에 차를 마련함으로써, 1단계째의 연신 시의 필름의 표면 온도와, 2단계째의 연신 시의 필름의 표면 온도를 상이한 온도로 제어할 수 있다. 이 때문에, 각 연신 단계에 있어서, 배향 및 배향 결정화가 너무 진행되지 않고, 플라스틱 필름이 취약해지는 것을 방지할 수 있기 때문에, 연필 경도를 향상시키기 쉽게 할 수 있다.
상기와 같이 축차 2축 연신된 플라스틱 필름은, 평면성, 치수 안정성을 부여하기 위해, 텐터 내에서 연신 온도 이상 융점 미만의 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 상기 열처리 온도는, 장치의 설정 온도를 의미한다. 구체적으로는, PET의 경우, 140℃ 이상 240℃ 이하의 범위에서 열 고정을 행하는 것이 바람직하고, 200℃ 이상 250℃ 이하가 보다 바람직하다. 면내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하기 위해, 열처리 전반으로 1% 이상 10% 이하의 연신을 행하는 것이 바람직하다.
플라스틱 필름을 열처리한 후에는, 실온까지 서랭한 후에 권취된다. 필요에 따라, 열처리 및 서랭 시에 이완 처리 등을 병용해도 된다. 열처리 시의 이완율은, 면내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하기 위해, 0.5% 이상 5% 이하가 바람직하고, 0.5% 이상 3% 이하가 보다 바람직하고, 0.8% 이상 2.5% 이하가 더욱 바람직하고, 1% 이상 2% 이하가 보다 더 바람직하다. 서랭 시의 이완율은, 면내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하기 위해, 0.5% 이상 3% 이하가 바람직하고, 0.5% 이상 2% 이하가 보다 바람직하고, 0.5% 이상 1.5% 이하가 더욱 바람직하고, 0.5% 이상 1.0% 이하가 보다 더 바람직하다. 서랭 시의 온도는, 평면성을 양호하게 하기 위해, 80℃ 이상 140℃ 이하가 바람직하고, 90℃ 이상 130℃ 이하가 보다 바람직하고, 100℃ 이상 130℃ 이하가 더욱 바람직하고, 100℃ 이상 120℃ 이하가 보다 더 바람직하다. 상기 서랭 시의 온도는, 장치의 설정 온도를 의미한다.
-동시 2축 연신-
동시 2축 연신은, 캐스팅 필름을 동시 2축 텐터로 유도하고, 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 반송하여, 흐름 방향과 폭 방향으로 동시 및/또는 단계적으로 연신한다. 동시 2축 연신기로서는, 팬터그래프 방식, 스크루 방식, 구동 모터 방식, 리니어 모터 방식이 있지만, 임의로 연신 배율을 변경 가능하고, 임의의 장소에서 이완 처리를 행할 수 있는 구동 모터 방식 혹은 리니어 모터 방식이 바람직하다.
동시 2축 연신의 배율은, 면적 배율로서 통상적으로는 6배 이상 50배 이하이다. 면적 배율은, 면내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하기 위해, 바람직하게는 8배 이상 30배 이하, 보다 바람직하게는 9배 이상 25배 이하, 더욱 바람직하게는 9배 이상 20배 이하, 보다 더 바람직하게는 10배 이상 15배 이하이다. 동시 2축 연신에서는, 흐름 방향의 연신 배율 및 폭 방향의 연신 배율이 2배 이상 15배 이하인 범위 내에 있어서, 상기의 면적 배율이 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
동시 2축 연신의 경우에는, 면 내의 배향 차를 억제하기 위해, 흐름 방향 및 폭 방향의 연신 배율을 거의 동일하게 함과 함께, 흐름 방향 및 폭 방향의 연신 속도도 거의 동일하게 하는 것이 바람직하다.
동시 2축 연신의 연신 온도는, 면내 위상차 등의 광학 특성의 과도한 변동을 억제하기 위해, 수지의 유리 전이 온도 이상 유리 전이 온도+120℃ 이하가 바람직하다. PET의 경우, 80℃ 이상 160℃ 이하가 바람직하고, 90℃ 이상 150℃ 이하가 보다 바람직하고, 100℃ 이상 140℃ 이하가 더욱 바람직하다. 상기 연신 온도는, 장치의 설정 온도를 의미한다.
동시 2축 연신된 필름은, 평면성, 치수 안정성을 부여하기 위해, 계속해서 텐터 내의 열 고정실에서 연신 온도 이상 융점 미만의 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 상기 열처리의 온도는, 장치의 설정 온도를 의미한다. 상기 열처리의 조건은, 축차 2축 연신 후의 열처리 조건과 마찬가지이다.
<저굴절률 층>
저굴절률 층은, 광학 필름의 반사 방지성을 높임과 함께, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 억제하기 쉽게 하는 역할을 갖는다. 저굴절률 층은, 플라스틱 필름을 기준으로 하여 저굴절률 층을 갖는 측의 광학 필름의 표면에 위치하는 것이 바람직하다. 본 개시의 광학 필름의 효과를 저해하지 않는 범위에 있어서, 저굴절률 층 상에, 방오층 및 대전 방지층 등의 기능층을 갖고 있어도 된다.
화상 표시 장치의 내부로부터 시인자 측으로 향하는 광은, 편광자를 통과한 단계에서는 직선 편광이지만, 플라스틱 필름을 통과한 후에는, 직선 편광의 편광 상태가 흐트러져서, P파 및 S파가 혼재한 광이 된다. 그리고, P파의 반사율과 S파의 반사율에는 차가 있고, 또한 반사율차에는 파장 의존성이 있기 때문에, 나안으로 무지개 불균일이 시인되는 것으로 생각된다. 여기서, 플라스틱 필름 상에 저굴절률 층을 갖는 경우에는, 전술한 반사율차를 작게 할 수 있기 때문에, 무지개 불균일을 억제하기 쉽게 할 수 있다고 생각된다.
단, 상술한 바와 같이, 저굴절률 층을 갖는 광학 필름의 반사율을 낮게 한 경우, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 양호하게 하기 어려워진다. 이 원인은, 저굴절률 층을 갖는 광학 필름의 반사광의 간섭에 의한 것으로 생각된다.
이 때문에, 저굴절률 층의 평균 굴절률을 n1, 저굴절률 층에 인접하는 층의 평균 굴절률을 n2로 정의했을 때, n2/n1가 1.23 미만인 것이 바람직하다. n2/n1를 1.23 미만으로 함으로써, 반사광의 간섭을 억제하여, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 양호하게 하기 쉽게 할 수 있다.
n2/n1는, 1.20 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.15 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1.13 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 특히, n2/n1를 1.05 이상 1.15 이하로 함으로써, 반사율의 파장 의존성을 억제하기 쉽게 할 수 있다. 또한, n2/n1를 1.05 이상 1.15 이하로 함으로써, 저굴절률 층이 취약해지는 것을 억제하기 쉽게 할 수 있다.
n2/n1를 너무 작게 하면, 광학 필름의 시감 반사율 Y값이 높아지기 쉽다. 이 때문에, n2/n1는 1.05 이상인 것이 바람직하고, 1.07 이상인 것이 보다 바람직하다.
n2/n1의 바람직한 범위는, 1.05 이상 1.23 미만, 1.05 이상 1.20 이하, 1.05 이상 1.15 이하, 1.05 이상 1.13 이하, 1.07 이상 1.23 미만, 1.07 이상 1.20 이하, 1.07 이상 1.15 이하, 1.07 이상 1.13 이하 등을 들 수 있다.
n2/n1를 상기 범위로 하기 쉽게 하기 위해서는, n2의 값을 낮게 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 저굴절률 층에 인접하는 층은, 플라스틱 필름 또는 하드 코트층인 것이 바람직하고, 하드 코트층이 보다 바람직하다.
각 층의 평균 굴절률은, 예를 들어 적층체의 단면 사진으로부터 각 층의 두께가 780nm를 초과하는지 780nm 이하인지를 특정한 후에, 하기의 방법으로 측정 또는 산출할 수 있다.
-두께가 780nm를 초과하는 층의 평균 굴절률-
두께가 780nm를 초과하는 층의 평균 굴절률은, 상기 층의 바인더 성분의 굴절률을, 상기 층의 굴절률로 간주한다. 두께가 780nm를 초과하는 층의 평균 굴절률은, 예를 들어 하기의 베케법으로 산출할 수 있다. 플라스틱 필름, 하드 코트층 및 방현층의 굴절률은, 베케법으로 산출하는 것이 바람직하다.
《베케법》
굴절률의 측정 대상이 되는 층을 커터 등으로 깎아내고, 바인더 성분을 분말 상태로 한 샘플을 제작하고, JIS K7142:2008의 B법(분체 또는 입상의 투명 재료용)에 따른 베케법에 의해 산출하는 방법.
-두께가 780nm 이하인 층의 평균 굴절률-
두께가 780nm 이하인 층은, 바인더 성분을 채취하기가 어렵다. 이 때문에, 두께가 780nm 이하인 층의 평균 굴절률은, 예를 들어 두께가 780nm 이하인 층을 갖는 적층체 1을 제작하고, 하기 (Y1), (Y2)의 수순으로 산출할 수 있다. 저굴절률 층의 굴절률 n1은, 하기 (Y1), (Y2)의 수순으로 산출하는 것이 바람직하다.
(Y1) 적층체 1을 구성하는 층 중, 두께가 780nm를 초과하는 층의 평균 굴절률을 상기의 베케법으로 산출한다. 또한, 적층체의 단면 사진으로부터, 두께가 780nm를 초과하는 층의 두께, 그리고 두께가 780nm 이하인 층의 두께를 산출한다.
(Y2) 상기 (Y1)에서 산출한, 두께가 780nm를 초과하는 층의 평균 굴절률 및 두께의 정보, 그리고 두께가 780nm 이하인 층의 두께 정보를 사용하여, 하기의 피팅법에 의해, 두께가 780nm 이하인 층의 평균 굴절률을 산출한다. 저굴절률 층의 평균 굴절률 n1은 후술하는 범위인 것이 바람직하다.
《피팅법》
반사 광도계에 의해 측정한 반사 스펙트럼과, 프레넬 계수를 사용한 다층 박막의 광학 모델로부터 산출한 반사 스펙트럼의 피팅에 의해 산출하는 방법.
저굴절률 층에 인접하는 층의 평균 굴절률 n2는, 저굴절률 층의 평균 굴절률 n1보다 큰 것이 바람직하다. n2는, n1을 후술하는 범위로 하면서, 또한 n2/n1가 상기 범위를 충족시키는 범위로 하는 것이 바람직하다. n2는, 1.42 이상 1.60 이하인 것이 바람직하고, 1.45 이상 1.58 이하인 것이 보다 바람직하다.
저굴절률 층의 굴절률은, 무지개 불균일 억제의 관점에서, 1.45 이하가 바람직하고, 1.43 이하가 보다 바람직하고, 1.40 이하가 보다 바람직하다.
저굴절률 층의 굴절률을 너무 낮게 하면, 광학 필름의 ΣT의 값이 상기 범위를 충족시키기 어려워지는 경향이 있다. 이 때문에, 저굴절률 층의 굴절률은, 1.30 이상이 바람직하고, 1.33 이상이 보다 바람직하고, 1.35 이상이 더욱 바람직하다.
저굴절률 층의 두께는, 60nm 이상 200nm 이하가 바람직하고, 80nm 이상 120nm 이하가 보다 바람직하고, 85nm 이상 110nm 이하가 더욱 바람직하고, 90nm 이상 105nm 이하가 보다 더 바람직하다. 저굴절률 층의 두께는, 중공 입자 등의 저굴절률 입자의 평균 입자경보다 큰 것이 바람직하다.
저굴절률 층을 형성하는 방법으로서는, 웨트법과 건식법으로 크게 구별할 수 있다. 웨트법으로서는, 금속 알콕시드 등을 사용하여 졸겔법에 의해 형성하는 방법, 불소 수지와 같은 저굴절률의 수지를 도공하여 형성하는 방법, 수지 조성물에 저굴절률 입자를 함유시킨 저굴절률 층 형성용 도포액을 도공하여 형성하는 방법을 들 수 있다. 건식법으로서는, 후술하는 저굴절률 입자 중에서 원하는 굴절률을 갖는 입자를 선택하고, 물리 기상 성장법 또는 화학 기상 성장법에 의해 형성하는 방법을 들 수 있다.
웨트법은, 생산 효율, 경사 반사 색상의 억제 및 내약품성의 점에서, 건식법보다 우수하다. 웨트법 중에서도, 밀착성, 내수성, 내찰상성 및 저굴절률화를 위해, 바인더 수지 조성물에 저굴절률 입자를 함유시킨 저굴절률 층 형성용 도포액에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
저굴절률 입자는, 중공 입자 및 비중공 입자를 들 수 있다. 저굴절률 입자로서는, 중공 입자 및 비중공 입자 중 어느 한쪽만을 포함하고 있어도 되지만, 중공 입자 및 비중공 입자의 양쪽을 포함하는 것이 바람직하다. 중공 입자 및 비중공 입자의 양쪽을 포함함으로써, 도막 강도의 저하를 억제하면서, 저굴절률 층의 굴절률을 적절하게 낮추기 쉽게 할 수 있다. 한편, 중공 입자만을 포함하는 경우, 저굴절률 층의 굴절률이 과도하게 저하되어, 광학 필름의 ΣT가 상기 범위를 충족시키기 어려워진다.
중공 입자 및 비중공 입자의 재질은, 실리카 및 불화마그네슘 등의 무기 화합물, 유기 화합물 중 어느 것이어도 되지만, 저굴절률화 및 강도를 위해 실리카가 바람직하다. 이하, 중공 실리카 입자 및 비중공 실리카 입자를 중심으로 하여 설명한다.
중공 실리카 입자란, 실리카로 이루어지는 외각층을 갖고, 외각층에 둘러싸인 입자 내부가 공동이며, 공동의 내부에 공기를 포함하는 입자를 말한다. 중공 실리카 입자는, 공기를 포함함으로써, 실리카 본래의 굴절률에 비하여 기체의 점유율에 비례하여 굴절률이 저하되는 입자이다. 비중공 실리카 입자란, 중공 실리카 입자와 같이 내부가 공동으로 되어 있지 않은 입자이다. 비중공 실리카 입자는, 예를 들어 중실의 실리카 입자이다.
중공 실리카 입자 및 비중공 실리카 입자의 형상은, 특별히 한정은 없고, 진구상, 회전 타원체상 및 구체에 근사할 수 있는 다면체 형상 등의 대략 구상 등이어도 된다. 그 중에서도, 내찰상성을 고려하면, 진구상, 회전 타원체상 또는 대략 구상인 것이 바람직하다.
중공 실리카 입자는, 내부에 공기를 포함하기 때문에, 저굴절률 층 전체의 굴절률을 저하시키는 역할을 한다. 공기의 비율을 높인 입자경이 큰 중공 실리카 입자를 사용함으로써, 저굴절률 층의 굴절률을 보다 저하시킬 수 있다. 한편, 중공 실리카 입자는, 기계적 강도가 떨어지는 경향이 있다. 특히, 공기의 비율을 높인 입자경이 큰 중공 실리카 입자를 사용한 경우, 저굴절률 층의 내찰상성을 저하시키기 쉬운 경향이 있다.
비중공 실리카 입자는, 바인더 수지 중에 분산됨으로써, 저굴절률 층의 내찰상성을 향상시키는 역할을 한다.
중공 실리카 입자 및 비중공 실리카 입자를 고농도로 바인더 수지 중에 함유시키면서, 입자를 수지 내에서 막 두께 방향으로 균일하게 분산시키기 위해서는, 중공 실리카 입자의 사이를 근접시키는 것, 및 중공 실리카 입자의 평균 입자경 및 비중공 실리카 입자의 평균 입자경을 소정의 범위로 설정함으로써, 중공 실리카 입자의 사이에 비중공 입자를 들어갈 수 있도록 하는 것이 중요하다. 중공 실리카 입자의 평균 입자경에 대한 비중공 실리카 입자의 평균 입자경의 비(비중공 실리카 입자의 평균 입자경/중공 실리카 입자의 평균 입자경)는 0.29 이하인 것이 바람직하고, 0.27 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 평균 입자경의 비는, 0.05 이상인 것이 바람직하고, 0.10 이상인 것이 보다 바람직하다.
중공 실리카 입자의 평균 입자경은, 저굴절률 층의 두께보다 작은 것이 바람직하고, 예를 들어 1nm 이상 150nm 이하를 들 수 있다. 중공 실리카 입자의 평균 입자경은, 35nm 이상 100nm 이하인 것이 바람직하고, 50nm 이상 100nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 60nm 이상 80nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
비중공 실리카 입자의 평균 입자경은, 저굴절률 층의 두께보다 작은 것이 바람직하고, 예를 들어 0.5nm 이상 100nm 이하를 들 수 있다. 비중공 실리카 입자의 평균 입자경은, 1nm 이상 30nm 이하인 것이 바람직하고, 5nm 이상 20nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 10nm 이상 15nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
저굴절률 입자의 평균 입자경은, 이하의 (y1) 내지 (y3)의 작업에 의해 산출할 수 있다.
(y1) 저굴절률 층의 단면을 STEM으로 촬상한다. STEM의 가속 전압은 10kv 이상 30kV 이하, 배율은 5만배 이상 30만배 이하로 하는 것이 바람직하다.
(y2) 관찰 화상으로부터 임의의 10개의 입자를 추출하고, 개개의 입자의 입자경을 산출한다. 입자경은, 입자의 단면을 임의의 평행한 2개의 직선 사이에 놓았을 때, 상기 2개의 직선간 거리가 최대가 되는 2개의 직선의 조합에서의 직선간 거리로서 측정된다. 입자가 응집되어 있는 경우, 응집된 입자를 1개의 입자로 간주하여 측정한다.
(y3) 동일한 샘플의 다른 화면의 관찰 화상에 있어서 마찬가지의 작업을 5회 행하여, 합계 50개분의 입자경의 수 평균으로부터 얻어지는 값을, 저굴절률 입자의 평균 입자경으로 한다.
중공 실리카 입자 및 비중공 실리카 입자는, 표면이 실란 커플링제로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 실란 커플링제는 범용의 것을 들 수 있고, 그 중에서도 (메트)아크릴로일기 또는 에폭시기를 갖는 실란 커플링제가 바람직하다.
실리카 입자에 실란 커플링제에 의한 표면 처리를 실시함으로써, 실리카 입자와 바인더 수지의 친화성이 향상되어, 실리카 입자의 응집이 생기기 어려워진다. 이 때문에, 실리카 입자의 분산이 균일해지기 쉽다.
중공 실리카 입자의 함유량이 많아질수록, 바인더 수지 중의 중공 실리카 입자의 충전율이 높아져, 저굴절률 층의 굴절률이 저하된다. 이 때문에, 중공 실리카 입자의 함유량은, 바인더 수지 100질량부에 대하여 100질량부 이상인 것이 바람직하고, 120질량부 이상인 것이 보다 바람직하다.
한편, 중공 실리카 입자의 함유량이 너무 많으면, 중공 실리카 입자가 손상되거나, 탈락되거나 하기 쉬워져서, 저굴절률 층의 내찰상성 등의 기계적 강도가 저하되는 경향이 있다. 중공 실리카 입자의 함유량이 너무 많으면, 저굴절률 층의 굴절률이 과도하게 저하되어, 광학 필름의 ΣT의 값이 상기 범위를 충족시키기 어려워지는 경향이 있다. 이 때문에, 중공 실리카 입자의 함유량은, 바인더 수지 100질량부에 대하여 200질량부 이하인 것이 바람직하고, 180질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 160질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
비중공 실리카 입자의 함유량은, 저굴절률 층의 내찰상성을 양호하게 하기 위해, 바인더 수지 100질량부에 대하여 20질량부 이상인 것이 바람직하고, 40질량부 이상인 것이 보다 바람직하다.
한편, 비중공 실리카 입자의 함유량이 너무 많으면, 비중공 실리카 입자가 응집되기 쉬워진다. 이 때문에, 비중공 실리카 입자의 함유량은, 바인더 수지 100질량부에 대하여 100질량부 이하인 것이 바람직하고, 80질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.
저굴절률 층의 바인더 수지는, 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 것이 바람직하다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 전리 방사선 경화성 관능기를 갖는 화합물(이하, 「전리 방사선 경화성 화합물」이라고도 함)을 포함하는 조성물이다. 전리 방사선 경화성 관능기로서는, (메트)아크릴로일기, 비닐기, 알릴기 등의 에틸렌성 불포화 결합기, 및 에폭시기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다.
전리 방사선 경화성 화합물로서는, 에틸렌성 불포화 결합기를 갖는 화합물이 바람직하고, 에틸렌성 불포화 결합기를 2개 이상 갖는 화합물이 보다 바람직하고, 그 중에서도, 에틸렌성 불포화 결합기를 2개 이상 갖는 다관능성 (메트)아크릴레이트계 화합물이 더욱 바람직하다. 다관능성 (메트)아크릴레이트계 화합물로서는, 모노머 및 올리고머 중 어느 것이나 사용할 수 있다.
전리 방사선이란, 전자파 또는 하전 입자선 중, 분자를 중합 혹은 가교할 수 있는 에너지 양자를 갖는 것을 의미하고, 통상 자외선(UV) 또는 전자선(EB)이 사용되지만, 기타, X선, γ선 등의 전자파, α선, 이온선 등의 하전 입자선도 사용 가능하다.
다관능성 (메트)아크릴레이트계 화합물 중, 2관능(메트)아크릴레이트계 모노머로서는, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 비스페놀A테트라에톡시디아크릴레이트, 비스페놀A테트라프로폭시디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3관능 이상의 (메트)아크릴레이트계 모노머로서는, 예를 들어 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 이소시아누르산 변성 트리(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 (메트)아크릴레이트계 모노머는, 분자 골격의 일부를 변성하고 있는 것이어도 되고, 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 카프로락톤, 이소시아누르산, 알킬, 환상 알킬, 방향족, 비스페놀 등에 의한 변성이 이루어진 것도 사용할 수 있다.
다관능성 (메트)아크릴레이트계 올리고머로서는, 우레탄(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 폴리에테르(메트)아크릴레이트 등의 아크릴레이트계 중합체 등을 들 수 있다.
우레탄(메트)아크릴레이트는, 예를 들어 다가 알코올 및 유기 디이소시아네이트와 히드록시(메트)아크릴레이트의 반응에 의해 얻어진다.
바람직한 에폭시(메트)아크릴레이트는, 3관능 이상의 방향족 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등과 (메트)아크릴산을 반응시켜 얻어지는 (메트)아크릴레이트, 2관능 이상의 방향족 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등과 다염기산과 (메트)아크릴산을 반응시켜 얻어지는 (메트)아크릴레이트 및 2관능 이상의 방향족 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 등과 페놀류와 (메트)아크릴산을 반응시켜 얻어지는 (메트)아크릴레이트이다.
전리 방사선 경화성 화합물은 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
전리 방사선 경화성 화합물이 자외선 경화성 화합물인 경우에는, 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 광중합 개시제나 광중합 촉진제 등의 첨가제를 포함하는 것이 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 아세토페논, 벤조페논, α-히드록시알킬페논, 미힐러 케톤, 벤조인, 벤질디메틸케탈, 벤조일벤조에이트, α-아실옥심에스테르, α-아미노알킬페논, 안트라퀴논, 할로게노케톤, 티옥산톤류 등에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.
광중합 촉진제는, 경화 시의 공기에 의한 중합 저해를 경감시켜 경화 속도를 빠르게 할 수 있는 것이며, 예를 들어 p-디메틸아미노벤조산이소아밀에스테르, p-디메틸아미노벤조산에틸에스테르 등에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.
저굴절률 층 중에는, 방오성 및 표면 평활성을 위해 레벨링제를 포함하고 있어도 된다. 레벨링제는, 불소계 및 실리콘계를 들 수 있지만, 실리콘계가 바람직하다. 실리콘계 레벨링제를 포함함으로써, 저반사율층 표면의 미끄럼성 및 방오성을 양호하게 할 수 있다. 「방오성이 양호」한 것의 구체예로서는, 지문 닦아 내기성이 양호한 것, 및 순수 및 헥사데칸에 대한 접촉각이 큰 것을 들 수 있다.
레벨링제의 함유량은, 바인더 수지 100질량부에 대하여 0.01질량부 이상 10질량부 이하인 것이 바람직하고, 0.05질량부 이상 1질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.
저굴절률 층은, 예를 들어 저굴절률 층을 구성하는 각 성분을 용해 또는 분산하여 이루어지는 저굴절률 층 형성 도포액을 도포, 건조함으로써 형성할 수 있다. 저굴절률 층 형성 도포액 중에는, 점도를 조절하거나, 각 성분을 용해 또는 분산 가능하게 하거나 하기 위해, 용제를 함유하고 있어도 된다.
<반사율>
본 개시의 광학 필름은, 저굴절률 층 측에서 측정한 시감 반사율 Y값이 4.0% 이하인 것이 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.7% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 보다 더 바람직하다.
광학 필름의 시감 반사율을 너무 낮게 하면, ΣT의 값이 상기 범위를 충족시키기 어려워지는 경향이 있다. 이 때문에, 시감 반사율 Y값은 0.5% 이상인 것이 바람직하고, 0.7% 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.0% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 시감 반사율 Y값이란, CIE1931 표준 표색계의 시감 반사율 Y값을 말한다. 반사율은, 1매의 샘플의 임의의 10개소를 측정하고, 최댓값 및 최솟값을 제외한 8개소의 값의 평균값으로서 산출하는 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 광학 필름의 반사율은, 광학 필름의 반사율 측정면과는 반대 측에, 투명 점착제층을 개재시켜 흑색판을 접합한 샘플을 제작하고, 상기 샘플의 저굴절률 층 측에서 입사각 5°로 광을 입사시켜 측정하는 것으로 한다. 반사율을 측정할 때의 광원은 C 광원으로 하는 것이 바람직하다.
샘플의 투명 점착제층과 접하는 부재(예를 들어 플라스틱 필름)와, 투명 점착제층의 굴절률차는 0.15 이내로 하는 것이 바람직하고, 0.10 이내로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.05 이내로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.01 이내로 하는 것이 보다 바람직하다. 흑색판은, JIS K7361-1:1997의 전광선 투과율이 1% 이하인 것이 바람직하고, 0%인 것이 보다 바람직하다. 흑색판을 구성하는 수지의 굴절률과, 투명 점착제층의 굴절률차는 0.15 이내로 하는 것이 바람직하고, 0.10 이내로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.05 이내로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.01 이내로 하는 것이 보다 바람직하다.
<헤이즈, 전광선 투과율>
광학 필름은, JIS K7136:2000의 헤이즈가 5% 이하인 것이 바람직하고, 4% 이하인 것이 보다 바람직하고, 3% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 방현성이 요구되는 경우에는, 광학 필름의 헤이즈의 상한은 90% 이하여도 되고, 65% 이하여도 되고, 40% 이하여도 된다. 광학 필름은, JIS K7136:2000의 헤이즈가 0.5% 이상인 것이 바람직하고, 1.0% 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.5% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 전술한 헤이즈는, 광학 필름 전체의 헤이즈를 의미한다.
광학 필름은, JIS K7361-1:1997의 전광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하고, 91% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 92% 이상인 것이 보다 더 바람직하다.
<기타의 층>
본 개시의 광학 필름은, 플라스틱 필름 및 저굴절률 층 이외의 기타의 층을 갖고 있어도 된다. 저굴절률 층 및 저굴절률 층 이외의 기타의 층은, 광학적 등방성인 것이 바람직하다. 광학적 등방성을 갖는 층이란, 면내 위상차가 20nm 미만인 것을 가리키고, 바람직하게는 10nm 이하, 보다 바람직하게는 5nm 이하이다.
플라스틱 필름 및 저굴절률 층 이외의 기타의 층으로서는, 방오층, 하드 코트층, 방현층 및 고굴절률 층 등을 들 수 있고, 하드 코트층 및 방현층이 바람직하다. 즉, 본 개시의 광학 필름은, 플라스틱 필름과 저굴절률 층 사이에, 하드 코트층 및 방현층에서 선택되는 1종 이상의 층을 갖는 것이 바람직하다. 이들 중에서도 하드 코트층이 바람직하다. 본 개시의 광학 필름의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 저굴절률 층의 플라스틱 필름과는 반대 측에 방오층을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 본 개시의 광학 필름의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 플라스틱 필름, 저굴절률 층 및 방오층을 이 순으로 갖고 있어도 된다.
《하드 코트층》
하드 코트층은, 광학 필름의 내찰상성을 향상시키기 위해, 필요에 따라 형성된다. 하드 코트층은, 플라스틱 필름과 저굴절률 층 사이에 형성하는 것이 바람직하다. 광학 필름이 또한 고굴절률 층을 갖는 경우, 플라스틱 필름 상에, 하드 코트층, 고굴절률 층 및 저굴절률 층을 이 순으로 배치하는 것이 바람직하다.
하드 코트층은, 내찰상성을 양호하게 하기 위해, 열경화성 수지 조성물 또는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 등의 경화성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 것이 바람직하고, 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
열경화성 수지 조성물은, 적어도 열경화성 수지를 포함하는 조성물이며, 가열에 의해, 경화되는 수지 조성물이다. 열경화성 수지로서는, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 요소 멜라민 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 열경화성 수지 조성물에는, 이들 경화성 수지에, 필요에 따라 경화제가 첨가된다.
하드 코트층의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 저굴절률 층에서 예시한 전리 방사선 경화성 수지 조성물과 마찬가지의 것을 들 수 있다.
하드 코트층의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 전리 방사선 경화성 화합물로서, 다관능성 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함하는 것이 바람직하다. 다관능성 (메트)아크릴레이트 올리고머의 수 평균 분자량은, 하한이 2000 이상인 것이 바람직하고, 2500 이상인 것이 보다 바람직하고, 상한이 6000 이하인 것이 바람직하고, 5000 이하인 것이 보다 바람직하다.
수 평균 분자량이 2000 이상인 다관능성 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함하는 조성물로 형성한 하드 코트층에는, 저굴절률 층 형성용 도포액의 용제 또는 전리 방사선 경화성 화합물이 침투하기 쉽기 때문에, 하드 코트층과 저굴절률 층의 계면의 반사를 억제할 수 있다. 이 때문에, 광학 필름의 반사광의 간섭을 억제하기 쉽게 할 수 있고, ΣT를 상기 범위로 하기 쉽게 할 수 있다.
수 평균 분자량이 6000 이하인 다관능성 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함하는 조성물로 형성한 하드 코트층은, 하드 코트층의 경도의 저하를 억제하기 쉽게 할 수 있다.
하드 코트층의 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 전리 방사선 경화성 화합물의 전량에 대하여, 수 평균 분자량이 2000 이상 6000 이하인 다관능성 (메트)아크릴레이트 올리고머의 함유량은, 5질량% 이상이 바람직하고, 10질량% 이상이 보다 바람직하고, 12질량% 이상이 더욱 바람직하다.
하드 코트층의 두께는, 내찰상성을 양호하게 하기 위해, 0.1㎛ 이상이 바람직하고, 0.5㎛ 이상이 보다 바람직하고, 1.0㎛ 이상이 더욱 바람직하고, 2.0㎛ 이상이 보다 더 바람직하다. 하드 코트층의 두께는, 컬 억제를 위해, 100㎛ 이하가 바람직하고, 50㎛ 이하가 보다 바람직하고, 30㎛ 이하가 보다 바람직하고, 20㎛ 이하가 보다 바람직하고, 15㎛ 이하가 보다 바람직하고, 10㎛ 이하가 보다 바람직하다.
《방현층》
방현층은, 예를 들어 바인더 수지 조성물 및 입자를 포함하는 방현층 형성용 도포액으로 형성할 수 있다. 상기 바인더 수지 조성물로서는, 예를 들어 하드 코트층에서 예시한 경화성 수지 조성물을 사용할 수 있다.
입자는, 유기 입자 및 무기 입자 중 어느 것이나 사용할 수 있다. 유기 입자로서는, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴-스티렌 공중합체, 멜라민 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 벤조구아나민-멜라민-포름알데히드 축합물, 실리콘, 불소계 수지 및 폴리에스테르계 수지 등으로 이루어지는 입자를 들 수 있다. 무기 입자로서는, 실리카, 알루미나, 안티몬, 지르코니아 및 티타니아 등으로 이루어지는 입자를 들 수 있다.
방현층 중의 유기 입자의 평균 입자경은, 방현층의 두께에 따라 다르기 때문에 일률적으로 말할 수는 없지만, 0.5㎛ 이상 10.0㎛ 이하가 바람직하고, 1.0㎛ 이상 8.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5㎛ 이상 6.0㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
무기 입자는 응집되기 쉽다. 이 때문에, 무기 입자의 평균 입자경은 상기의 범위가 아니라, 1nm 이상 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.
방현층의 입자의 평균 입자경은, 이하의 (z1) 내지 (z3)의 작업에 의해 산출할 수 있다.
(z1) 광학 현미경 또는 STEM으로 방현층의 화상을 촬상한다. 입자의 평균 입자경이 마이크로미터 오더인 경우에는, 광학 현미경을 사용하여, 방현층의 평면의 화상을 촬상하는 것이 바람직하다. 그때, 배율은 500배 이상 2000배 이하가 바람직하다. 입자의 평균 입자경이 나노 오더인 경우에는, STEM을 사용하여, 방현층의 단면의 화상을 촬상하는 것이 바람직하다. 그때, 배율은 20,000배 이상 100,000배 이하가 바람직하다. STEM의 가속 전압은 10kv 이상 30kV 이하가 바람직하다.
(z2) 관찰 화상으로부터 임의의 10개의 입자를 추출하고, 개개의 입자의 입자경을 산출한다. 입자경은, 입자의 단면을 임의의 평행한 2개의 직선 사이에 넣었을 때, 상기 2개의 직선간 거리가 최대가 되는 2개의 직선의 조합에서의 직선간 거리로서 측정된다.
(z3) 동일한 샘플의 다른 화면의 관찰 화상에 있어서 마찬가지의 작업을 5회 행하여, 합계 50개분의 입자경의 수 평균으로부터 얻어지는 값을 방현층 중의 입자의 평균 입자경으로 한다.
방현층 중의 입자의 함유량은, 목적으로 하는 방현성의 정도에 따라 다르기 때문에 일률적으로 말할 수는 없지만, 수지 성분 100질량부에 대하여, 1질량부 이상 100질량부 이하인 것이 바람직하고, 5질량부 이상 50질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 10질량부 이상 30질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
방현층은, 대전 방지성을 부여하거나, 굴절률을 제어하거나, 경화성 수지 조성물의 경화에 의한 방현층의 수축을 조정하거나 하기 위해, 평균 입자경 500nm 미만의 미립자를 함유해도 된다.
방현층의 두께는, 0.5㎛ 이상이 바람직하고, 1.0㎛ 이상이 보다 바람직하고, 2.0㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 방현층의 두께는, 50㎛ 이하가 바람직하고, 30㎛ 이상이 보다 바람직하고, 20㎛ 이하가 보다 바람직하고, 15㎛ 이하가 보다 바람직하고, 10㎛ 이하가 보다 바람직하다. 방현층의 경도를 양호하게 하기 위해, 방현층의 두께는, 입자의 평균 입자경보다 두껍게 하는 것이 바람직하다.
<층 구성의 예>
이하의 (1) 내지 (5)는 본 개시의 광학 필름의 층 구성의 예이다. 하기 구성 중에서도, (2) 및 (4)가 바람직하다.
(1) 플라스틱 필름 상에 저굴절률 층을 갖는 구성.
(2) 플라스틱 필름 상에, 하드 코트층 및 저굴절률 층을 이 순으로 갖는 구성.
(3) 플라스틱 필름 상에, 고굴절률 층 및 저굴절률 층을 이 순으로 갖는 구성.
(4) 플라스틱 필름 상에, 방현층 및 저굴절률 층을 이 순으로 갖는 구성.
(5) 플라스틱 필름 상에, 하드 코트층, 고굴절률 층 및 저굴절률 층을 이 순으로 갖는 구성.
<형태, 크기>
광학 필름은, 소정의 크기로 커트한 매엽상의 형태여도 되고, 긴 시트를 롤상으로 권취한 롤상의 형태여도 된다. 매엽의 크기는 특별히 한정되지는 않지만, 최대 직경이 2인치 이상 500인치 이하 정도이다. 본 개시에서는, 매엽의 크기는 30인치 이상 100인치 이하가 바람직하고, 40인치 이상 100인치 이하가 보다 바람직하다. 「최대 직경」이란, 광학 필름의 임의의 2점을 연결했을 때의 최대 길이를 말하는 것으로 한다. 예를 들어, 광학 필름이 직사각형인 경우에는, 직사각형의 영역의 대각선이 최대 직경이 된다. 광학 필름이 원형인 경우에는, 직경이 최대 직경이 된다.
롤상의 폭 및 길이는 특별히 한정되지는 않지만, 일반적으로는, 폭은 500mm 이상 5000mm 이하, 길이는 100m 이상 5000m 이하 정도이다. 롤상의 형태의 광학 필름은, 화상 표시 장치 등의 크기에 맞추어, 매엽상으로 커트하여 사용할 수 있다. 커트할 때, 물성이 안정되지 않는 롤 단부는 제외하는 것이 바람직하다.
매엽의 형상도 특별히 한정되지는 않고, 예를 들어, 다각형(삼각형, 직사각형, 오각형 등), 원형이어도 되고, 랜덤한 부정형이어도 된다. 광학 필름이 직사각형인 경우에는, 직사각형의 종횡비는, 표시 화면으로서 문제가 없으면 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 가로:세로=1:1, 4:3, 16:10, 16:9, 2:1, 5:4 등을 들 수 있다.
<용도>
본 개시의 광학 필름은, 화상 표시 장치용의 광학 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 본 개시의 광학 필름은, 화상 표시 장치의 표시 소자의 광 출사면 측에 배치하는 광학 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다. 이때, 표시 소자와, 본 개시의 광학 필름 사이에 편광자를 갖는 것이 바람직하다.
플라스틱 필름이 조건 A를 충족시키는 경우에는, 접어 구부림의 방향에 관계없이, 굴곡 시험 후에 굽힘 성질이 남거나, 파단되거나 하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 플라스틱 필름이 조건 A를 충족시키는 경우에는, 곡면의 화상 표시 장치, 접음 가능한 화상 표시 장치의 플라스틱 필름으로서 보다 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 본 개시의 광학 필름은, 기능성 필름을 제조할 때의 부재로서도 사용할 수 있다. 예를 들어, 기재 상에 전사층을 갖는 전사 시트에 있어서, 상기 기재로서, 본 개시의 광학 필름을 사용할 수 있다. 이 경우, 플라스틱 필름의 저굴절률 층을 갖는 측과는 반대 측에, 전사층을 형성하면 된다. 또한, 상기 부재로서, 기능성 필름의 제조 과정에 있어서, 기능성 필름을 보호 또는 보강하기 위해 사용하는 기재를 들 수 있다.
[편광판]
본 개시의 편광판은, 편광자와, 상기 편광자의 한쪽 측에 위치하는 제1 투명 보호판과, 상기 편광자의 다른 쪽 측에 위치하는 제2 투명 보호판을 갖는 편광판이며, 상기 제1 투명 보호판 및 상기 제2 투명 보호판 중 적어도 한쪽이 상술한 본 개시의 광학 필름이며, 상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층 측의 면이 상기 편광자와는 반대 측을 향하여 이루어지는 것이다.
도 3은 본 개시의 편광판(700)의 실시 형태를 나타내는 단면도이다. 도 3의 편광판(700)은 편광자(300)와, 상기 편광자의 한쪽 측에 배치되어 이루어지는 제1 투명 보호판(500)과, 상기 편광자의 다른 쪽 측에 배치되어 이루어지는 제2 투명 보호판(600)을 갖고 있다. 도 3의 편광판(700)은 제1 투명 보호판(500)으로서 광학 필름(100)을 사용하고 있다. 도 3에 있어서, 광학 필름(100)은 광학 필름의 저굴절률 층(30) 측의 면이 편광자(300)와는 반대 측을 향하고 있다. 도 3의 편광판(700)은 편광자(300)와, 제1 투명 보호판(500) 및 제2 투명 보호판(600)이 접착제층(400)을 개재시켜 적층되어 있다.
편광판은, 예를 들어 λ/4 위상차판과의 조합에 의해 반사 방지성을 부여하기 위해 사용된다. 이 경우, 화상 표시 장치의 표시 소자 상에 λ/4 위상차판을 배치하고, λ/4 위상차판보다 시인자 측에 편광판이 배치된다.
액정 표시 장치용에 있어서는, 편광판은, 액정 셔터의 기능을 부여하기 위해 사용된다. 이 경우, 액정 표시 장치는, 백라이트 측으로부터, 하측 편광판, 액정 표시 소자, 상측 편광판의 순으로 배치되고, 하측 편광판의 편광자의 흡수축과 상측 편광판의 편광자의 흡수축이 직교하여 배치된다. 액정 표시 장치의 구성에서는, 상측 편광판 및 하측 편광판으로서 본 개시의 편광판을 사용할 수 있고, 상측 편광판으로서 본 개시의 편광판을 사용하는 것이 바람직하다. 상측 편광판에 있어서는, 편광자의 광 출사면 측의 투명 보호판으로서, 본 개시의 광학 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 하측 편광판에 있어서는, 편광자의 광 입사면 측의 투명 보호판으로서, 본 개시의 광학 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
<투명 보호판>
본 개시의 편광판은, 제1 투명 보호판 및 제2 투명 보호판 중 적어도 한쪽으로서 상술한 본 개시의 광학 필름을 사용한다. 제1 투명 보호판 및 제2 투명 보호판의 양쪽이 상술한 본 개시의 광학 필름인 것이 바람직하다.
제1 투명 보호판 및 제2 투명 보호판 중 한쪽이 상술한 본 개시의 광학 필름인 경우, 다른 쪽의 투명 보호판은 특별히 한정되지는 않지만, 광학적 등방성의 투명 보호판이 바람직하다. 본 명세서에 있어서, 광학적 등방성의 투명 보호판이란, 면내 위상차가 20nm 미만인 것을 가리키고, 바람직하게는 10nm 이하, 보다 바람직하게는 5nm 이하이다. 광학적 등방성을 갖는 투명 보호판은, 아크릴 필름, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 폴리카보네이트 필름, 비정질 올레핀 필름 등을 들 수 있다.
<편광자>
편광자로서는, 예를 들어 요오드 등에 의해 염색한 필름을 연신하여 이루어지는 시트형 편광자(폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체계 비누화 필름 등), 평행하게 나열된 다수의 금속 와이어로 이루어지는 와이어 그리드형 편광자, 리오트로픽 액정 및 2색성 게스트-호스트 재료를 도포한 도포형 편광자, 다층 박막형 편광자 등을 들 수 있다. 이들 편광자는, 투과하지 않는 편광 성분을 반사하는 기능을 구비한 반사형 편광자여도 된다.
편광자는, 그 흡수축과, 플라스틱 필름의 지상축이 이루는 각이, 90도±5도 이내가 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 상기 각은, 보다 바람직하게는 90도±3도 이내, 더욱 바람직하게는 90도±1도 이내이다.
[화상 표시 장치]
본 개시의 화상 표시 장치는, 표시 소자와, 상기 표시 소자의 광 출사면 측에 배치되어 이루어지는 편광자 및 광학 필름을 갖는 화상 표시 장치이며, 상기 광학 필름이 상술한 본 개시의 광학 필름이며, 또한 상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층 측의 면이 상기 표시 소자와는 반대 측을 향하여 이루어지는 것이다.
도 4는 본 개시의 화상 표시 장치의 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 4의 화상 표시 장치(1000)는, 표시 소자(800)의 광 출사면 측(도 4의 상측)에, 광학 필름(100)을 갖고 있다. 도 4에 있어서, 광학 필름(100)은 광학 필름의 저굴절률 층 측의 면이 표시 소자(800)와는 반대 측을 향하고 있다. 도 4의 화상 표시 장치(100)는, 어느 것이나, 표시 소자(800)와, 광학 필름(100) 사이에 편광자(300)를 갖고 있다.
화상 표시 장치(1000)는, 도 4의 형태에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 4에서는, 화상 표시 장치(1000)를 구성하는 각 부재는 소정의 간격을 두고 배치되어 있지만, 각 부재는 접착제층을 개재시키는 등으로 하여 일체화하여 적층되어 있는 것이 바람직하다. 화상 표시 장치는, 기타의 광학 필름 등의 도시하지 않은 부재를 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 화상 표시 장치는, 유리판 및 플라스틱판 등의 표면판을 갖고 있어도 된다. 화상 표시 장치가 표면판을 갖는 경우, 표면판에 본 개시의 광학 필름을 접합해도 된다.
본 개시의 화상 표시 장치는, 편광자의 흡수축과 광학 필름의 플라스틱 필름의 지상축이 이루는 각이 90도±5도 이내인 것이 바람직하다. 상기 각은, 보다 바람직하게는 90도±3도 이내, 더욱 바람직하게는 90도±1도 이내이다.
<표시 소자>
표시 소자로서는, 액정 표시 소자, EL 표시 소자(유기 EL 표시 소자, 무기 EL 표시 소자), 플라스마 표시 소자, QD(Quantum dot)를 사용한 표시 소자 등을 들 수 있고, 나아가, 미니 LED, 마이크로 LED 표시 소자 등의 LED 표시 소자를 들 수 있다.
표시 장치의 표시 소자가 액정 표시 소자인 경우, 액정 표시 소자의 수지 시트와는 반대 측의 면에는 백라이트가 필요하다.
화상 표시 장치는, 터치 패널 기능을 구비한 화상 표시 장치여도 된다.
터치 패널로서는, 저항막식, 정전 용량식, 전자기 유도식, 적외선식, 초음파식 등의 방식을 들 수 있다.
터치 패널 기능은, 인셀 터치 패널 액정 표시 소자와 같이 표시 소자 내에 기능이 부가된 것이어도 되고, 표시 소자 상에 터치 패널을 적재한 것이어도 된다.
플라스틱 필름이 조건 A를 충족시키는 것이면, 광학 필름은, 굴곡 시험 후에 굽힘 성질이 남거나, 파단되거나 하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 플라스틱 필름이 조건 A를 충족시키는 것이면, 화상 표시 장치는, 곡면의 화상 표시 장치, 접음 가능한 화상 표시 장치인 것이 바람직하다.
화상 표시 장치가, 곡면의 화상 표시 장치, 접음 가능한 화상 표시 장치인 경우에는, 표시 소자는 유기 EL 표시 소자인 것이 바람직하다. 화상 표시 장치가, 곡면의 화상 표시 장치, 접음 가능한 화상 표시 장치인 경우에는, 화상 표시 장치에 포함되는 유리는 박형 유리인 것이 바람직하다. 박형 유리는, 두께가 5㎛ 이상 80㎛ 이하인 것이 바람직하다.
<기타의 플라스틱 필름>
본 개시의 화상 표시 장치는, 본 개시의 효과를 저해하지 않는 범위에서 기타의 플라스틱 필름을 갖고 있어도 된다.
기타의 플라스틱 필름으로서는, 광학적 등방성을 갖는 것이 바람직하다.
[화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법]
본 개시의 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법은, 표시 소자의 광 출사면 상에, 편광자 및 광학 필름을 갖고 이루어지는 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법이며, 하기 (1) 내지 (4)의 판정 조건을 충족시키는 광학 필름 X를 상기 광학 필름으로서 선정하는 것이다.
(1) 플라스틱 필름 상에 저굴절률 층을 갖는 광학 필름 X인 것;
(2) 상기 플라스틱 필름은, 면 내에서 굴절률이 가장 큰 축인 지상축과, 상기 플라스틱 필름의 면 내에서 상기 지상축과 직교하는 축인 진상축을 갖는 것;
(3) 상기 저굴절률 층이 상기 광학 필름 X의 표면에 위치하여 이루어지는 것; 및
(4) 상기 광학 필름 X가, 하기 측정 조건 1에서 산출한 ΣT가 0.04 초과 0.20 미만을 충족시키는 영역을 갖는 것.
<측정 조건 1>
상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층과는 반대 측의 면으로부터 직선 편광을 입사한다. 상기 입사광인 직선 편광을 광 L1로 정의한다. 상기 광 L1이 상기 광학 필름을 투과한 투과광을 광 L2로 정의한다.
상기 광 L1은, 상기 지상축과 상기 광 L1의 진동 방향이 이루는 각을 45도로 고정한 후에, 상기 광학 필름의 평면을 기준으로 한 상기 광 L1의 진동 방향의 앙각이 50도 이상 70도 이하로 되는 각도로 상기 광학 필름에 대하여 입사시킨다. 상기 앙각을 50도 이상 70도 이하의 범위에서 2도 간격으로 변동시켜, 11가지의 앙각에 있어서 상기 광 L2를 측정한다. 전술한 측정에 의해, 11개의 측정점에 있어서 상기 광 L2가 측정된다.
상기 광 L2를, C 광원 및 시야각 2도의 조건으로 환산한다. 11개의 측정점 중 n번째의 측정점의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n 및 b*n으로 정의한다. 또한, 11개의 측정점 중 n+1번째의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n1 및 b*n1로 정의한다.
상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합을 산출한다. 상기 합을 10개의 인접점에서 각각 산출하고, 상기 합의 총합을 나타내는 ΣT를 산출한다. 상기 ΣT는 하기 식 1로 표시할 수 있다.
ΣT=Σ[{a*n-a*n1}2+{b*n-b*n1}2] (식 1)
본 개시의 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법에 있어서, 편광자의 흡수축과 광학 필름의 플라스틱 필름의 지상축이 이루는 각은 90도±5도 이내인 것이 바람직하다. 상기 각은, 보다 바람직하게는 90도±3도 이내, 더욱 바람직하게는 90도±1도 이내이다.
본 개시의 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법에서의 측정 조건 1의 실시 형태는, 상술한 본 개시의 광학 필름의 측정 조건 1의 실시 형태와 동일하다.
본 개시의 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법은, 판정 조건으로서, 또한 추가의 판정 조건을 갖는 것이 바람직하다. 추가의 판정 조건으로서는, 본 개시의 광학 필름의 적합한 실시 형태(예를 들어, 식 2-1, 식 2-2, n2/n1, 플라스틱 필름의 면내 위상차 등)를 들 수 있다.
본 개시의 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법은, 표시 소자의 광 출사면 측의 면 상에 편광자를 갖는 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법으로서 유용하다.
실시예
다음으로, 본 개시를 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 개시는 이들 예에 의해 하등 한정되는 것은 아니다.
1. 측정, 평가
이하의 측정 및 평가의 분위기는, 온도 23℃±5℃, 상대 습도 40% 이상 65% 이하로 한다. 또한, 측정 및 평가 전에, 상기 분위기에 측정용의 샘플을 30분 이상 60분 이하 노출하는 것으로 한다. 측정용의 샘플은, 청정하며, 또한 파손이 없는 개소로부터 채취하는 것으로 한다. 측정 및 평가는, 샘플의 평면성이 양호한 상태에서 실시하는 것으로 한다.
1-1. 측정 조건 1의 측정
실험예의 광학 필름으로부터 5cm×5cm의 샘플을 커트하였다. 상기 샘플에 관하여, 측정 조건 1의 측정을 실시하였다. 측정 장치는, 니혼 분코사(JASCO Corporation)의 분광 광도계의 품번 「V-7100」을 사용하였다. 상기 측정 결과에 기초하여, 「식 1의 ΣT」, 「식 2-1의 (a*max-a*min)」, 「식 2-2의 (b*max-b*min)」, 「합의 최댓값(SMAX)」을 산출하였다. 측정 조건 1에서는, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합이, 10개의 인접점에서 각각 산출된다. 「합의 최댓값(SMAX)」은, 10개소의 합의 최댓값을 의미한다. 또한, 실험예의 광학 필름의 시감 반사율 Y값을 「R(%)」로 정의하고, 「R×ΣT」를 산출하였다(시감 반사율 Y값은, 후술하는 1-6)의 방법으로 측정하였음.). 결과를 표 1에 나타낸다.
1-2. n1 및 n2
실험예의 광학 필름에 관하여, 저굴절률 층의 평균 굴절률 n1을, 명세서 본문에 기재한 베케법과 피팅법의 병용에 의해 측정하였다.
또한, 실험예의 광학 필름에 관하여, 저굴절률 층에 인접하는 층의 평균 굴절률 n2를 측정하였다. 저굴절률 층에 인접하는 층이 플라스틱 필름 및 하드 코트층 중 어느 경우에도, 명세서 본문에 기재한 베케법에 의해 n2를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
1-3. 무지개 불균일
액정 표시 소자 상에 편광자를 갖고 이루어지는 액정 표시 장치(EIZO사의 상품명 「EV2450」, 가로: 527.0mm, 세로: 596.4mm, 편광자의 흡수축은 화면의 세로 방향과 평행, 백라이트: 백색 발광다이오드를 사용한 백라이트)를 준비하였다.
상기 액정 표시 장치 상에, 접착제층을 개재시켜 실험예의 광학 필름을 적층하여 이루어지는 적층체를 제작하였다. 이때, 편광자의 흡수축과, 광학 필름의 플라스틱 필름의 지상축이 90도가 되도록 배치하였다. 그리고, 상기 적층체를 암실 환경에서 백색 표시하고, 적층체로부터 30cm 이상 100cm 이하 떨어진 거리의 모든 위치 또한 모든 방향에서 시인하였다. 평가자는 20대 내지 40대의 시력 0.7 이상의 건강한 사람으로서, 하기의 기준으로, 나안으로 무지개 불균일의 유무를 평가하였다. 상기의 시력은 교정 시력도 포함한다. 결과를 표 1에 나타낸다.
AA: 모든 위치 또한 모든 방향에서 시인했을 때에도 무지개 불균일을 시인할 수 없음.
A: 무지개 불균일이 극히 일부의 영역에 시인되는 위치가 약간 존재하거나, 또는 무지개 불균일이 극히 일부의 영역에 시인되는 방향이 약간 존재함.
B: 무지개 불균일이 극히 일부의 영역에 시인되는 위치가 많이 존재하거나, 또는 무지개 불균일이 극히 일부의 영역에 시인되는 방향이 많이 존재함.
B-: 무지개 불균일이 일부의 영역에 시인되는 위치가 많이 존재하거나, 또는 무지개 불균일이 일부의 영역에 시인되는 방향이 많이 존재함.
C: 무지개 불균일이 대부분의 영역에 시인되는 위치가 많이 존재하거나, 또는 무지개 불균일이 대부분의 영역에 시인되는 방향이 많이 존재함.
1-4. 색감의 균일성
1-3에서 제작한 적층체를, 전원 오프의 상태에서, 명실 환경하에서 목시로 관찰하였다. 명실의 조건은, 적층체의 표면의 밝기가 1000럭스 이상 1500럭스 이하로 되는 범위로 하였다. 적층체의 정면 방향, 적층체에 대하여 약 50도의 방향, 적층체에 대하여 약 70도의 방향의 3방향에서 관찰하였다. 적층체와 평가자의 눈의 거리는, 30cm 이상 100cm 이하로 하였다. 평가자는, 20대 내지 40대의 시력 0.7 이상의 건강한 20명으로서, 하기의 기준으로, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
A: 3방향의 색감을 비교했을 때, 색감의 변화가 느껴지지 않는다고 대답한 사람이 18명 이상.
B: 3방향의 색감을 비교했을 때, 색감의 변화가 느껴지지 않는다고 대답한 사람이 15명 이상 17명 이하.
C: 3방향의 색감을 비교했을 때, 색감의 변화가 느껴지지 않는다고 대답한 사람이 10명 이상 14명 이하.
D: 3방향의 색감을 비교했을 때, 색감의 변화가 느껴지지 않는다고 대답한 사람이 5명 이상 9명 이하.
E: 3방향의 색감을 비교했을 때, 색감의 변화가 느껴지지 않는다고 대답한 사람이 4명 이하.
1-5. 반사광에 기초한 채도
실험예의 광학 필름의 플라스틱 필름 측에, 두께 25㎛의 투명 점착제층(파낙사(PANAC CO., LTD.), 상품명 「파나클린 PD-S1(Panaclean PD-S1)」, 굴절률 1.49)을 개재시켜 흑색판(쿠라레사(KURARAY CO., LTD), 상품명 「코모글래스 DFA2CG 502K(흑색)계(COMOGLAS DFA2CG 502K(Black)type)」, 전광선 투과율 0%, 두께 2mm, 굴절률 1.49)을 접합한 샘플(5cm×5cm)을 제작하였다.
상기 샘플의 저굴절률 층 측의 표면에 대하여 수직 방향을 0도로 했을 때, 5도, 50도, 70도의 방향에서 샘플에 광을 입사하고, 입사한 광의 정반사광에 기초하여 채도를 측정하였다. 각 샘플에 대하여 10개소의 채도를 측정하고, 평균값을 각 샘플의 각 각도의 채도로 하였다. 채도(C*)는 L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값에 기초하여, 하기 식으로 산출할 수 있다.
C*={(a*)2+(b*)2}1/2
측정 장치는, 니혼 분코사(JASCO Corporation)의 분광 광도계의 품번 「V-7100」을 사용하였다. 상기 측정 장치는, 380nm 이상 780nm 이하까지의 파장 범위에서 측정하고, 그 후, 인간이 눈으로 느끼는 명도로서 환산하는 소프트웨어[상기 측정 장치에 내장되어 있는 소프트웨어<니혼 분코사(JASCO Corporation)의 품번 「JASCO 스펙트럼 매니저」>. 반사율을 산출하는 조건: C 광원 및 시야각 2도]에 의해, 환산을 실시하는 것이다. 결과를 표 1에 나타낸다.
저굴절률 층을 갖지 않는 광학 필름은, 채도의 측정을 행하지 않았다.
1-6. 시감 반사율 Y값(반사율)
1-5에서 제작한 샘플의 저굴절률 층 측의 표면에 대하여 수직 방향을 0도로 했을 때, 5도의 방향에서 샘플에 광을 입사하고, 입사한 광의 정반사광에 기초하여 반사율(시감 반사율 Y값)을 측정하였다.
측정 장치는, 니혼 분코사(JASCO Corporation)의 분광 광도계의 품번 「V-7100」을 사용하였다. 상기 측정 장치는, 380nm 이상 780nm 이하까지의 파장 범위에서 측정하고, 그 후, 인간이 눈으로 느끼는 명도로서 환산하는 소프트웨어[상기 측정 장치에 내장되어 있는 소프트웨어<니혼 분코사(JASCO Corporation)의 품번 「JASCO 스펙트럼 매니저」>. 반사율을 산출하는 조건: C 광원 및 시야각 2도]에 의해, 환산을 실시하는 것이다. 각 샘플에 대하여 10개소의 반사율을 측정하고, 평균값을 각 샘플의 시감 반사율 Y 값으로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
저굴절률 층을 갖지 않는 광학 필름은, 시감 반사율 Y값의 측정을 행하지 않았다.
1-7. 면내 위상차(Re), 두께 방향의 위상차(Rth) 및 지상축의 방향
후술하는 「2」에서 제작 또는 준비한 실험예 및 참고예에서 사용하는 플라스틱 필름으로부터 세로 50mm×가로 50mm의 샘플을 잘라냈다. 그때, 플라스틱 필름의 흐름 방향(MD 방향)을 세로 방향, 플라스틱 필름의 폭 방향(TD 방향)을 가로 방향으로 간주하였다. 상기 샘플의 네 구석으로부터 중앙부를 향해 10mm 진행한 개소에 4개소 및 상기 샘플의 중앙부의 합계 5개소에 관하여, 면내 위상차, 두께 방향의 위상차 및 지상축의 방향을 측정하였다. 측정 결과로부터 Re1 내지 Re5의 평균 등을 산출하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
측정 장치는, 오츠카 덴시사(Otsuka Electronics Co., Ltd.)제의 상품명 「RETS-100(측정 스폿: 직경 5mm)」을 사용하였다. 지상축의 방향은, 플라스틱 필름의 흐름 방향(MD 방향)을 기준인 0도로 하여, 0도 이상 90도 이하의 범위에서 측정하였다.
1-8. 내굴곡성
<TD 방향>
후술하는 「2」에서 제작 또는 준비한 실험예 및 참고예에서 사용하는 플라스틱 필름으로부터, 폭 방향(TD 방향) 30mm×흐름 방향(MD 방향) 100mm의 직사각형의 샘플을 잘라냈다. 내구 시험기(제품명 「DLDMLH-FS」, 유아사 시스템 기기사(YUASA SYSTEM CO., LTD.))에, 상기 샘플의 짧은 변 측(30mm 측)의 양단을 고정한 후, 180도 접는 연속 접음 시험을 10만회 행하였다. 샘플의 짧은 변 측의 양단은, 샘플의 선단으로부터 10mm의 영역을 고정하였다. 접음 속도는, 1분간에 120회로 하였다. 접음 시험의 보다 상세한 방법을 하기에 나타낸다.
접음 시험 후에 직사각형의 샘플을 수평한 대에 두고, 대로부터 샘플의 단부가 부상하는 각도를 측정하였다. 각도가 15도 이하이면 합격 레벨이다. 샘플이 도중에 파단된 것은 「파단」으로 하였다. 결과를 표 2에 나타낸다. 이 평가에 의해, TD 방향(≒지상축 방향)의 내굴곡성을 평가할 수 있다.
<MD 방향>
후술하는 「2」에서 제작 또는 준비한 실시예 및 비교예에서 사용하는 2축 연신 플라스틱 필름으로부터, 흐름 방향(MD 방향) 30mm×폭 방향(TD 방향) 100mm의 직사각형의 샘플을 잘라내고, 상기와 마찬가지의 평가를 행하였다. 이 평가에 의해, MD 방향(≒진상축 방향)의 내굴곡성을 평가할 수 있다.
<접음 시험의 상세>
도 6의 (A)에 나타내는 바와 같이 연속 접음 시험에 있어서는, 먼저, 플라스틱 필름(10)의 변부(10C)와, 변부(10C)와 대향하는 변부(10D)를 평행하게 배치된 고정부(60)로 각각 고정한다. 고정부(60)는 수평 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 되어 있다.
다음으로, 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 고정부(60)를 서로 근접하도록 이동시킴으로써, 플라스틱 필름(10)을 접도록 변형시킨다. 또한, 도 6의 (C)에 나타내는 바와 같이, 플라스틱 필름(10)의 고정부(60)로 고정된 대향하는 2개의 변부의 간격이 10mm가 되는 위치까지 고정부(60)를 이동시킨 후, 고정부(60)를 역방향으로 이동시킴으로써, 플라스틱 필름(10)의 변형을 해소시킨다.
도 6의 (A) 내지 (C)에 나타내는 바와 같이 고정부(60)를 이동시킴으로써, 플라스틱 필름(10)을 180도 접을 수 있다. 또한, 플라스틱 필름(10)의 굴곡부(10E)가 고정부(60)의 하단으로부터 비어져 나오지 않도록 연속 접음 시험을 행하고, 또한 고정부(60)가 가장 접근했을 때의 간격을 10mm로 제어함으로써, 광학 필름(10)의 대향하는 2개의 변부의 간격을 10mm로 할 수 있다.
1-9. 연필 경도
하기 「2」의 폴리에스테르 필름 1 내지 5에 관하여, 연필 경도를 측정하였다. 연필 경도의 측정 방법은, 명세서 본문의 (1) 내지 (6)의 수순에 따랐다. 미리 한쪽 면에 접착 용이층이 형성된 시판품인 폴리에스테르 필름은, 접착 용이층이 형성되지 않은 면의 연필 경도를 측정하였다. 연필 경도의 측정은, 지상축 및 진상축의 양쪽에서 실시하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
1-10. 이로전율
이로전율의 측정 장치(팔메소사(Palmeso Co., Ltd.)의 MSE 시험 장치, 품번 「MSE-A203」, 노즐의 횡단면 형상은 1mm×1mm의 정사각형, 단면 프로파일의 측정 수단: 촉침식)를 사용하여, 하기 「2」의 폴리에스테르 필름 1 내지 5의 이로전율을 측정하고, E0-20을 산출하였다. 이로전율의 측정 영역은, 1mm×1mm이다.
각 샘플의 이로전율의 측정은, 표준 아크릴판을 사용한 하기의 교정을 한 후에 행하였다. 또한, 시험액은 교정 전에 조제하고, 교정 전에 예비적으로 분산 운전을 행하였다. 또한, 상기 표준 아크릴판은, 명세서 본문의 AcE(측정 조건 A에서 측정하여 이루어지는 아크릴판의 이로전율의 평균)가 1.786㎛/g 이상 1.974㎛/g 이하인 범위 내의 것이었다.
(0-1) 시험액의 조제
비커 내에서, 순수와, 분산제(와코 준야쿠 고교사의 상품명 「데몰 N(Demol N)」)와, 평균 입자경(메디안 직경)이 3.94㎛인 구형 실리카(팔메소사(Palmeso Co., Ltd.)가 지정하는 모델 번호 「MSE-BS-5-3」, 입도 분포의 반값 전폭: 4.2㎛)를 질량비 968:2:30으로 혼합하여 이루어지는 시험액을 조제하고, 유리 막대로 혼합하였다. 용기(포트) 내에 조정한 시험액, 교반자를 넣은 후, 포트에 덮개를 덮어 클램프를 설치하였다. 이어서, 측정 장치에 포트를 수납하였다. 본 실시예에서는, 팔메소사(Palmeso Co., Ltd.)가 지정하는 모델 번호 「MSE-BS-5-3」과, 포터즈발로티니사(Potters-Ballotini Co., Ltd.)의 품번 「BS5-3」을 사용하였다.
(0-2) 분산 운전
측정 장치에 시험액을 넣은 포트를 수납한 후, 시료 설치대에 더미 샘플을 세트하였다. 이어서, 측정 장치 본체의 조작 패널의 버튼 「이로전 힘 설정」, 「실행」을 순차적으로 눌렀다. 이어서, 시험액 및 압축 공기의 유량, 압축 공기의 압력, 노즐 내의 시험액의 압력으로서, 소정의 값을 입력하고, 시험액을 더미 샘플에 투사하였다. 투사를 정지하고 나서, 동일 조작 패널의 버튼 「복귀」, 「완료」, 「확인」을 순차적으로 눌렀다.
(1) 교정
측정 장치의 시료 설치대에, 양면 테이프(닛토 덴코 아메리카사의 「캡톤 양면 테이프(Kapton double-stick tape)」, 품번: P-2231-6299-01)를 개재시켜, 교정 샘플인 두께 4mm의 아크릴판을 고정하였다. 아크릴판은 PMMA판이다.
이어서, 아크릴판을 고정한 시료 설치대를 측정 장치에 세트하였다.
이어서, 마이크로 게이지의 로크를 풀고, 높이 게이지로 시료 설치대의 높이 조정을 하였다. 측정 장치의 분사 구멍과 아크릴판의 거리는 4mm로 조정하였다.
이어서, 측정 장치 본체의 조작 패널의 버튼 「처리 조건 입력 화면으로」를 누른 후, 「Step 수: 1, 지정 투사량 g×1회」로 설정하였다. 분사량은 4g으로 하였다.
이어서, 동일 조작 패널의 버튼 「설정 완료」, 「운전 개시」, 「예」를 순차적으로 눌렀다. 시험액 및 압축 공기의 유량, 압축 공기의 압력, 노즐 내의 시험액의 압력은, 「(0-2) 분산 운전」에서 입력한 값을 유지하였다.
이어서, 데이터 처리 PC의 조작 화면의 「온라인」을 클릭하여, 온라인을 해제하고, 오프라인으로 변경하였다.
이어서, 동일 조작 화면의 「하강」을 클릭하여, 단면 프로파일 취득부의 촉침식 단차계의 촉침을 하강시켰다.
이어서, 마이크로 게이지의 로크가 해제되어 있는 것을 확인하고, 마이크로 게이지를 상승으로 돌렸다. 이때, 모니터의 적색 화살표가 중앙에 오도록 조정하였다. 상기 조정에 의해, 촉침식 단차계의 촉침과, 교정 샘플의 표면이 접촉하여, 높이 방향인 z축의 0점을 조정할 수 있다.
이어서, 마이크로 게이지의 로크를 해제(오프)에서 온으로 전환하였다.
이어서, 「상승」을 클릭하여, 단면 프로파일 취득부의 촉침식 단차계의 촉침을 상승시켰다.
이어서, 데이터 처리 PC의 조작 화면의 「오프라인」을 클릭하여, 오프라인을 해제하고, 온라인으로 변경하였다.
이어서, 측정 장치 본체의 커버를 닫고, 측정 장치 본체의 조작 패널의 버튼 「확인」을 눌러, 시험액을 4g 분사하였다.
시험액의 분사를 정지한 후, 「실행」을 클릭하여, 이로전율을 산출하였다. 이로전율이, 1.88(㎛/g)을 기준으로 하여 ±5%의 범위이면 교정을 종료하였다. 이로전율이 상기 범위로부터 벗어난 경우, 시험액의 유량, 압축 공기의 유량, 압축 공기의 압력, 및 노즐 내의 시험액의 압력을 조정하고, 이로전율이 상기 범위가 될 때까지 교정을 반복하였다.
(2) 각 샘플의 이로전율의 측정
(2-1) 샘플의 설치
샘플(하기 「2」의 폴리에스테르 필름 1 내지 5)을 스테인리스판에 접합한 적층체를 제작하고, 상기 적층체를 양면 테이프(닛토 덴코 아메리카사의 「캡톤 양면 테이프(Kapton double-stick tape)」, 품번: P-2231-6299-01)를 개재시켜 시료 설치대에 고정하였다. 상기 샘플은, 1cm×1cm의 크기로 하였다.
이어서, 시료 설치대를 측정 장치에 세트하였다. 이어서, 마이크로 게이지의 로크를 해제, 높이 게이지로 시료 설치대를 높이 조정하였다. 측정 장치의 분사 구멍과 플라스틱 필름의 거리는 4mm로 조정하였다.
이어서, 측정 장치 본체의 조작 패널의 버튼 「처리 조건 입력 화면으로」를 누른 후, 스텝 수를 입력하고, 스텝마다 시험액의 분사량(g/회)을 입력하였다. 스텝마다의 분사량은 0.5g 이상 3.0g 이하의 범위로 하였다. 시험액 및 압축 공기의 유량, 압축 공기의 압력, 노즐 내의 시험액의 압력은, 「(1) 교정」에서 합격한 조건을 유지하였다.
이어서, 동일 조작 패널의 버튼 「설정 완료」, 「운전 개시」, 「예」를 순차적으로 눌렀다.
이어서, 데이터 처리 PC의 조작 화면의 「온라인」을 클릭하여, 온라인을 해제하고, 오프라인으로 변경하였다.
이어서, 동일 조작 화면의 「하강」을 클릭하여, 단면 프로파일 취득부의 촉침식 단차계의 촉침을 하강시켰다.
이어서, 마이크로 게이지의 로크가 해제되어 있는 것을 확인하고, 마이크로 게이지를 상승으로 돌렸다. 이때, 모니터의 적색 화살표가 중앙에 오도록 조정하였다. 상기 조정에 의해, 촉침식 단차계의 촉침과, 교정 샘플의 표면이 접촉하여, 높이 방향인 z축의 0점을 조정할 수 있다.
이어서, 마이크로 게이지의 로크를 해제(오프)에서 온으로 전환하였다.
이어서, 「상승」을 클릭하여, 단면 프로파일 취득부의 촉침식 단차계의 촉침을 상승시켰다.
이어서, 데이터 처리 PC의 조작 화면의 「오프라인」을 클릭하여, 오프라인을 해제하고, 온라인으로 변경하였다.
(2-2) 측정 개시
측정 장치 본체의 커버를 닫고, 측정 장치 본체의 조작 패널의 버튼 「확인」을 눌러, 시험액의 분사와, 단면 프로파일의 측정을 1사이클로 하는 측정을, 단면 프로파일의 깊이가 20㎛를 초과할 때까지 실시하였다. 구체적으로는, 단면 프로파일의 깊이가 25㎛ 이상 30㎛ 이하인 깊이까지 실행하였다.
측정 후, 부속 소프트웨어의 「MseCalc」를 기동하고, 「해석 방법」을 클릭하였다. 이어서, 「평균값 해석」을 클릭하였다. 이어서, 평균값 해석의 화면의 「추가」를 2회 클릭하여, 해석명의 난에, 「A-1」 및 「A-2」을 표시시켰다. 「A-1」의 「기준」의 난을 더블 클릭하여, 기준의 난에 「0」을 표시시켰다.
이어서, 평균값 해석의 화면의 「A-1」을 클릭하여 액티브로 하고, X축 위치 바의 위치를 조작한다. 상기 위치 바의 위치는, 단면 프로파일의 화면 내의 플라스틱 필름이 마모되지 않은 개소로 결정한다.
이어서, 평균값 해석의 화면의 A-2를 클릭하여 액티브로 하고, X축 위치 바의 위치를 조작한다. 상기 위치 바의 위치는, 단면 프로파일의 화면 내의 플라스틱 필름이 마모되어 있는 최심부로 결정한다.
이어서, 각 스텝의 단면 프로파일 및 이로전율의 데이터를 csv 출력하고, 이로전율 E0-20을 산출하였다. 구체적으로는, csv 출력된 데이터 중, 깊이가 0㎛ 이상 20㎛ 이하인 「이로전율(보정)」을 평균하여, 이로전율 E0-20을 산출하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
2. 플라스틱 필름의 제작 및 준비
[폴리에스테르 필름 1]
1kg의 PET(융점 258℃, 흡수 중심 파장: 320nm)와, 0.1kg의 자외선 흡수제(2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤즈옥사지논-4-온)를 혼련기로 280℃에서 용융 혼합함으로써, 자외선 흡수제를 함유한 펠릿을 제작하였다. 그 펠릿과, 융점 258℃의 PET를 단축 압출기에 투입하여 280℃에서 용융 혼련한 후, T 다이로부터 압출함으로써, 25℃로 표면 온도를 제어한 캐스트 드럼 상에 캐스트하여 캐스팅 필름을 얻었다. 캐스팅 필름 중의 자외선 흡수제의 양은 PET 100질량부에 대하여 1질량부였다.
얻어진 캐스팅 필름을, 95℃로 설정한 롤 군으로 가열한 후, 연신 구간 400mm의 250mm의 지점에서의 필름 온도가 103℃가 되도록, 필름의 표리 양쪽을 라디에이션 히터에 의해 가열하면서, 필름을 흐름 방향으로 3.3배 연신한 후, 일단 냉각하여, 1축 연신 필름을 얻었다. 상기 연신 구간은, 시점이 연신 롤 A, 종점이 연신 롤 B이며, 연신 롤 A 및 B는, 각각 2개의 닙 롤을 갖고 있다. 라디에이션 히터에서의 가열 시에, 라디에이션 히터의 필름의 반대 측으로부터, 92℃, 4m/s의 바람을 필름을 향해 송풍함으로써, 필름의 표리에 난류를 발생시킴으로써, 필름의 온도 균일성이 흐트러지도록 하였다.
계속해서, 이 1축 연신 필름의 양면에 공기 중에서 코로나 방전 처리를 실시함으로써, 기재 필름의 습윤 장력을 55mN/m으로 하였다. 이어서, 필름 양면의 코로나 방전 처리면에, 「유리 전이 온도 18℃의 폴리에스테르 수지, 유리 전이 온도 82℃의 폴리에스테르 수지 및 평균 입경 100nm의 실리카 입자를 포함하는 미끄럼 용이층 도포액」을 인라인 코팅하여, 미끄럼 용이층을 형성하였다.
이어서, 1축 연신 필름을 텐터로 유도하고, 95℃의 열풍으로 예열 후, 1단째 105℃, 2단째 140℃의 온도로 필름 폭 방향으로 4.5배 연신하였다. 여기서, 폭 방향의 연신 구간을 2분할한 경우, 폭 방향의 연신 구간 중간점에서의 필름의 연신량은, 폭 방향의 연신 구간 종료 시의 연신량의 80%가 되도록 2단계로 연신하였다. 전술한 「연신량」은, 계측 지점에서의 필름 폭과, 연신 전 필름 폭의 차분을 의미한다. 폭 방향으로 연신한 필름은, 그대로, 텐터 내에서 열풍으로 열처리를 행하였다. 열풍의 온도는, 180℃부터 245℃까지 단계적으로 높였다. 계속해서, 동일 온도 조건에서 폭 방향으로 1%의 이완 처리를 행하고, 또한 100℃까지 급랭한 후에, 폭 방향으로 1%의 이완 처리를 실시하였다. 그 후, 권취하여, 두께 40㎛의 2축 연신 폴리에스테르 필름 1을 얻었다.
폴리에스테르 필름 1은 실험예 3의 플라스틱 필름으로서 사용하였다.
[폴리에스테르 필름 2]
폭 방향의 연신 배율을 4.5배에서 5.1배로 변경한 것 이외에는, 2축 연신 폴리에스테르 필름 1과 마찬가지로 하여, 두께 40㎛의 2축 연신 폴리에스테르 필름 2를 얻었다. 폴리에스테르 필름 2는 실험예 2의 플라스틱 필름으로서 사용하였다.
[폴리에스테르 필름 3]
폴리에스테르 필름 3으로서, 시판중인 2축 연신 폴리에스테르 필름(도요보사(TOYOBO CO., LTD.), 상품명: 코스모샤인 A4300(Cosmoshine A4300), 두께: 38㎛)을 준비하였다. 폴리에스테르 필름 3은 실험예 1의 플라스틱 필름으로서 사용하였다.
[폴리에스테르 필름 4]
폴리에스테르 필름 4로서, 시판중인 2축 연신 폴리에스테르 필름(도요보사(TOYOBO CO., LTD.), 상품명: 코스모샤인 A4100(Cosmoshine A4100), 두께: 50㎛)을 준비하였다. 폴리에스테르 필름 4는 참고예 1의 플라스틱 필름으로서 사용하였다.
[폴리에스테르 필름 5]
폴리에스테르 필름 5로서, 시판중인 1축 연신 폴리에스테르 필름(도요보사(TOYOBO CO., LTD.), 상품명 「코스모샤인 TA044(Cosmoshine TA044)」, 두께: 80㎛)을 준비하였다. 폴리에스테르 필름 5는 참고예 2의 플라스틱 필름으로서 사용하였다.
3. 화합물의 합성
하기의 방법에 의해, 「4. 도포액의 조제」에서 사용하는 화합물 α를 합성하였다.
교반기, 온도계, 냉각관 및 질소 가스 도입관을 장비한 반응 용기에 공기 가스를 도입하였다. 공기 가스 도입 시의 반응 용기의 압력은, 1.0기압±0.1기압으로 제어하였다. 이어서, 반응 용기 내에, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 57질량부, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 43질량부, 디부틸주석디라우레이트 0.02질량부, p-메톡시페놀 0.02질량부 및 아세트산부틸 30질량부 투입, 질소 흐름 하에서 60℃까지 교반하면서 승온하였다. 질소 흐름 하 시의 반응 용기의 압력은, 1.2기압±0.1기압으로 제어하였다. (질소 흐름 하 시의 압력을 상압보다 높게 함으로써, 반응 용기 내의 산소 농도를 보다 효율적으로 저감시킬 수 있다.) 이어서, 적하 용기에 헥사메틸렌디이소시아네이트 30질량부를 투입하고, 1시간에 걸쳐 반응 용기에 균일 적하하였다. 적하 후에, 반응 용기 온도를 75℃까지 승온하고, 75℃±3℃에서 6시간 보온하였다. 그 후 메틸에틸케톤을 150질량부 첨가하여, 투명한 수지 용액을 얻었다. 마지막으로 증발기를 사용하여 용제를 제거하여, 화합물 α를 얻었다. 화합물 α는 전리 방사선 경화성 화합물이다. 화합물 α의 수 평균 분자량은 약 4500이었다.
4. 도포액의 조제
「5. 광학 필름의 제작」에서 사용하는 도포액을 조제하였다.
<하드 코트층 형성용 도포액 A>
· 전리 방사선 경화성 화합물 1: 0.6질량부
(「3」에서 합성한 화합물 α)
· 전리 방사선 경화성 화합물 2: 0.2질량부
(가부시키가이샤 다이셀, 상품명 「EBECRYL230」, 고형분 100%)
· 전리 방사선 경화성 화합물 3: 0.2질량부
(교에이샤 가가쿠 가부시키가이샤, 상품명 「라이트 아크릴레이트 IAA」, 고형분 100%)
· 레벨링제: 0.01질량부
(다이니치 세이카 고교사, 상품명 「10-28(TL)」, 고형분(10질량%)
· 광중합 개시제: 0.1질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명 「Omnirad 184」)
· 용제
(메틸이소부틸케톤과 시클로헥사논의 5:5의 혼합 용제. 용제는, 도포액의 고형분이 35질량%가 되는 양으로 사용.)
<하드 코트층 형성용 도포액 B>
· 전리 방사선 경화성 화합물 1: 1질량부
(「3」에서 합성한 화합물 α)
· 아크릴 수지 입자: 0.1질량부
(평균 입자경: 2㎛, 굴절률: 1.535)
· 레벨링제: 0.01질량부
(다이니치 세이카 고교사, 상품명 「10-28(TL)」, 고형분(10질량%)
· 광중합 개시제: 0.1질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명 「Omnirad 184」)
· 용제
(메틸이소부틸케톤과 시클로헥사논의 5:5의 혼합 용제. 용제는, 도포액의 고형분이 35질량%가 되는 양으로 사용.)
<하드 코트층 형성용 도포액 C>
· 전리 방사선 경화성 화합물 1: 0.625질량부
(「3」에서 합성한 화합물 α)
· 전리 방사선 경화성 화합물 4: 0.375질량부
(아라카와 가가쿠 고교사, 상품명 「옵스터 Z7415」, 고형분 100%)
· 레벨링제: 0.01질량부
(다이니치 세이카 고교사, 상품명 「10-28(TL)」, 고형분(10질량%)
· 광중합 개시제: 0.1질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명 「Omnirad 184」)
· 용제
(메틸이소부틸케톤과 시클로헥사논의 5:5의 혼합 용제. 용제는, 도포액의 고형분이 35질량%가 되는 양으로 사용.)
<저굴절률 층 형성용 도포액 i>
· 자외선 경화형 아크릴레이트 함유 조성물: 1질량부
(닛폰 카야쿠 가부시키가이샤(Nippon Kayaku Co., Ltd.), 상품명 「KAYARAD PET-30」, 고형분 100%)
· 광중합 개시제: 0.1질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명 「Omnirad 127」)
· 중공 실리카 입자: 1.3질량부
(평균 1차 입자경 60nm)
· 중실 실리카 입자: 0.7질량부
(평균 1차 입자경 15nm)
· 레벨링제: 0.1질량부
(신에츠 가가쿠 고교사, 상품명 「X-22-164E」)
· 용제
(메틸이소부틸케톤과 시클로헥사논의 5:5의 혼합 용제. 용제는, 도포액의 고형분이 2질량%가 되는 양으로 사용.)
<저굴절률 층 형성용 도포액 ii>
· 자외선 경화형 아크릴레이트 함유 조성물: 1질량부
(닛폰 카야쿠 가부시키가이샤(Nippon Kayaku Co., Ltd.), 상품명 「KAYARAD PET-30」, 고형분 100%)
· 광중합 개시제: 0.1질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명 「Omnirad 127」)
· 중공 실리카 입자: 1.55질량부
(평균 1차 입자경 60nm)
· 중실 실리카 입자: 0.45질량부
(평균 1차 입자경 15nm)
· 레벨링제: 0.1질량부
(신에츠 가가쿠 고교사, 상품명 「X-22-164E」)
· 용제
(메틸이소부틸케톤과 시클로헥사논의 5:5의 혼합 용제. 용제는, 도포액의 고형분이 2질량%가 되는 양으로 사용.)
<저굴절률 층 형성용 도포액 iii>
· 자외선 경화형 아크릴레이트 함유 조성물: 1질량부
(닛폰 카야쿠 가부시키가이샤(Nippon Kayaku Co., Ltd.), 상품명 「KAYARAD PET-30」, 고형분 100%)
· 광중합 개시제: 0.1질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명 「Omnirad 127」)
· 중공 실리카 입자: 2질량부
(평균 1차 입자경 60nm)
· 레벨링제: 0.1질량부
(신에츠 가가쿠 고교사, 상품명 「X-22-164E」)
· 용제
(메틸이소부틸케톤과 시클로헥사논의 5:5의 혼합 용제. 용제는, 도포액의 고형분이 2질량%가 되는 양으로 사용.)
5. 광학 필름의 제작
[실험예 1-1]
실험예 1-1의 광학 필름으로서, 「2」에서 준비한 폴리에스테르 필름 3을 준비하였다. 실험예 1-1의 광학 필름은, 폴리에스테르 필름 3 상에 하드 코트층 및 저굴절률 층을 갖고 있지 않다.
[실험예 1-2]
「2」에서 준비한 폴리에스테르 필름 3 상에 하드 코트층 형성용 도포액 A를 도포하고, 그 후 70℃×1분으로 건조하여 용제를 휘발시켰다. 계속해서 자외선 조사(100mJ/cm2)하여, 하드 코트층(드라이 두께 10㎛)을 형성하였다.
하드 코트층 상에 저굴절률 층 형성용 도포액 i를 도포하고, 그 후 60℃×1분으로 건조하여 용제를 휘발시켰다. 계속해서 자외선 조사(200mJ/cm2)하여, 저굴절률 층(드라이 두께 100nm)을 형성하여, 실험예 1-2의 광학 필름을 얻었다.
[실험예 1-3, 1-4]
하드 코트층 형성용 도포액 및 저굴절률 층 형성용 도포액으로서 표 1에 기재된 것을 사용한 것 이외에는, 실험예 1-2와 마찬가지로 하여, 실험예 1-3, 1-4의 광학 필름을 얻었다.
[실험예 1-5]
하드 코트층을 형성하지 않고, 폴리에스테르 필름 상에 직접 저굴절률 층을 형성하도록 변경하고, 또한 저굴절률 층 형성용 도포액으로서 표 1에 기재된 것을 사용한 것 이외에는, 실험예 1-2와 마찬가지로 하여, 실험예 1-5의 광학 필름을 얻었다.
[실험예 2-1]
실험예 2-1의 광학 필름으로서, 「2」에서 제작한 폴리에스테르 필름 2를 준비하였다. 실험예 2-1의 광학 필름은, 폴리에스테르 필름 2 상에 하드 코트층 및 저굴절률 층을 갖고 있지 않다.
[실험예 2-2]
폴리에스테르 필름 3을 폴리에스테르 필름 2로 변경한 것 이외에는, 실험예 1-2와 마찬가지로 하여, 실험예 2-2의 광학 필름을 얻었다.
[실험예 2-3, 2-4]
하드 코트층 형성용 도포액 및 저굴절률 층 형성용 도포액으로서 표 1에 기재된 것을 사용한 것 이외에는, 실험예 2-2와 마찬가지로 하여, 실험예 2-3, 2-4의 광학 필름을 얻었다.
[실험예 2-5, 2-6]
하드 코트층을 형성하지 않고, 폴리에스테르 필름 상에 직접 저굴절률 층을 형성하도록 변경하고, 또한 저굴절률 층 형성용 도포액으로서 표 1에 기재된 것을 사용한 것 이외에는, 실험예 2-2와 마찬가지로 하여, 실험예 2-5, 2-6의 광학 필름을 얻었다.
[실험예 3-1, 3-2]
폴리에스테르 필름 3을 폴리에스테르 필름 1로 변경하고, 또한 하드 코트층 형성용 도포액 및 저굴절률 층 형성용 도포액으로서 표 1에 기재된 것을 사용한 것 이외에는, 실험예 1-2와 마찬가지로 하여, 실험예 3-1, 3-2의 광학 필름을 얻었다.
[실험예 3-3]
폴리에스테르 필름 3을 폴리에스테르 필름 1로 변경하고, 하드 코트층을 형성하지 않고, 폴리에스테르 필름 상에 직접 저굴절률 층을 형성하도록 변경하고, 또한 저굴절률 층 형성용 도포액으로서 표 1에 기재된 것을 사용한 것 이외에는, 실험예 1-2와 마찬가지로 하여, 실험예 3-3의 광학 필름을 얻었다.
[표 1]
Figure 112023053493104-pct00001
[표 2]
Figure 112023053493104-pct00002
표 1의 결과로부터, ΣT가 0.04 초과 0.20 미만인 광학 필름은, 나안으로 시인했을 때의 무지개 불균일을 해소할 수 있음과 함께, 비스듬한 시인 시의 색감의 균일성을 양호하게 할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 표 1의 실험예 중, 실시예에 상당하는 것은, 실험예 1-2, 1-3, 1-4, 2-2, 2-3, 2-4, 2-6, 3-1, 3-2이다.
또한, 표 1 및 표 2의 결과로부터, 「플라스틱 필름의 면내 위상차가 작은 것」 및 「플라스틱 필름의 지상축의 방향 최댓값과 최솟값의 차가 큰 것」이, ΣT의 값을 적정한 값으로 하기 쉽다는 것을 확인할 수 있다.
또한, 표 2의 결과로부터, 폴리에스테르 필름 1 및 2는 접어 구부림의 방향에 관계없이, 굴곡 시험 후에 굽힘 성질이 남거나, 파단되거나 하는 것을 억제할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 폴리에스테르 필름 1 및 2는 「플라스틱 필름의 지상축의 방향 최댓값과 최솟값의 차가 큰 것」이다.
또한, 폴리에스테르 필름 1 및 2는 굴곡 시험 후에 마이크로 크랙을 확인할 수 없는 것이었다. 마이크로 크랙은, 하기와 같이 관찰할 수 있다.
마이크로 크랙은, 디지털 마이크로스코프로 관찰할 수 있다. 디지털 마이크로스코프로서는, 예를 들어 키엔스 가부시키가이샤제의 상품명 「VHX-5000」을 들 수 있다.
마이크로 크랙은, 디지털 마이크로스코프의 조명으로서, 링 조명을 선택함과 함께, 암시야 및 반사광으로 관찰하는 것으로 한다. 구체적으로는, 먼저, 굴곡 시험 후의 샘플을 천천히 펼친 후, 마이크로스코프의 스테이지 상에 테이프로 샘플을 고정한다. 이때, 꺾음 성질이 강한 경우에는, 관찰하는 영역이 가능한 한 평평해지도록 한다. 전술한 작업 시에, 평가 대상의 영역이 되는 샘플의 굴곡부에는 손으로 닿지 않도록 하고, 또한 굴곡부에 힘이 가해지지 않도록 주의한다. 그리고, 굴곡 시험 시에 내측이 되는 부분 및 외측이 되는 부분의 양쪽을 평가하는 것으로 한다.
마이크로 크랙의 관찰은, 백색 조명의 명실(조도 1000럭스 내지 2000럭스)에서 실시한다.
10: 플라스틱 필름
20: 하드 코트층
30: 저굴절률 층
100: 광학 필름
200: 면광원
300: 편광자
400: 접착제층
500: 제1 투명 보호판
600: 제2 투명 보호판
700: 편광판
800: 표시 소자
1000: 화상 표시 장치
A1: 광원
A2: 검출기
S: 지상축
F: 진상축
V: 광 L1의 진동 방향
11: 용기
12: 수용기
21: 시험액용 배관
22: 압축 공기용 배관
23: 반송 배관
24: 리턴 펌프
31, 32: 유량계
41, 42: 압력계
50: 분사부
51: 노즐
52: 하우징
60: 단면 프로파일 취득부
70: 플라스틱 필름
81: 시료 설치대
82: 지지체
90: 이로전율 측정 장치
A1: 물
A2: 구형 실리카
A3: 공기
A4: 마모된 플라스틱 필름

Claims (12)

  1. 폴리에스테르 필름 상에 저굴절률 층을 갖는 광학 필름이며,
    상기 폴리에스테르 필름은, 면 내에서 굴절률이 가장 큰 축인 지상축과, 상기 폴리에스테르 필름의 면 내에서 상기 지상축과 직교하는 축인 진상축을 갖고,
    상기 폴리에스테르 필름의 면내 위상차가 20nm 이상, 2500nm 이하이고,
    상기 폴리에스테르 필름의 두께 방향의 위상차가 2000nm 이상, 10000nm 이하이고,
    상기 저굴절률 층은 상기 광학 필름의 표면에 위치하고,
    상기 광학 필름은, 하기 측정 조건 1에서 산출한 ΣT가 0.04 초과 0.20 미만을 충족시키는 영역을 갖는, 광학 필름.
    <측정 조건 1>
    상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층과는 반대 측의 면으로부터 직선 편광을 입사한다. 상기 입사된 직선 편광을 광 L1로 정의한다. 상기 광 L1이 상기 광학 필름을 투과한 투과광을 광 L2로 정의한다.
    상기 광 L1은, 상기 지상축과 상기 광 L1의 진동 방향이 이루는 각을 45도로 고정한 후에, 상기 광학 필름의 평면을 기준으로 한 상기 광 L1의 진동 방향의 앙각이 50도 이상 70도 이하로 되는 각도로 상기 광학 필름에 대하여 입사시킨다. 상기 앙각을 50도 이상 70도 이하의 범위에서 2도 간격으로 변동시켜, 11가지의 앙각에 있어서 상기 광 L2의 분광 투과율을 측정한다. 전술한 측정에 의해, 11개의 측정점에 있어서 상기 광 L2의 분광 투과율이 측정된다.
    상기 광 L2를, C 광원 및 시야각 2도의 조건으로 환산한다. 11개의 측정점 중 n번째의 측정점의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n 및 b*n으로 정의한다. 또한, 11개의 측정점 중 n+1번째의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n1 및 b*n1로 정의한다.
    상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합을 산출한다. 상기 합을 10개의 인접점에서 각각 산출하고, 상기 합의 총합을 나타내는 ΣT를 산출한다. 상기 ΣT는 하기 식 1로 표시할 수 있다.
    ΣT=Σ[{a*n-a*n1}2+{b*n-b*n1}2](식 1)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, a*의 최댓값을 a*max, a*의 최솟값을 a*min, b*의 최댓값을 b*max, b*의 최솟값을 b*min으로 정의했을 때, 하기 식 2-1 및 식 2-2를 충족시키는, 광학 필름.
    a*max-a*min≤0.250 (식 2-1)
    b*max-b*min≤0.350 (식 2-2)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합을 산출한다. 상기 합을 S로 정의했을 때, S는 하기 식 3으로 표시할 수 있다. S를 10개의 인접점에서 각각 산출하고, 10점의 S의 최댓값을 SMAX로 정의했을 때, SMAX가 0.010 이상 0.050 이하인, 광학 필름.
    S={a*n-a*n1}2+{b*n-b*n1}2 (식 3)
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학 필름의 시감 반사율 Y값을 R(%)로 정의했을 때, 상기 R과 상기 ΣT의 곱이 0.05 이상 0.25 이하인, 광학 필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저굴절률 층의 평균 굴절률을 n1, 상기 저굴절률 층에 인접하는 층의 평균 굴절률을 n2로 정의했을 때, n2/n1가 1.23 미만인, 광학 필름.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저굴절률 층의 평균 굴절률을 n1, 상기 저굴절률 층에 인접하는 층의 평균 굴절률을 n2로 정의했을 때, n2/n1가 1.05 이상 1.23 미만인, 광학 필름.
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름이 하기의 조건 A를 충족시키는, 광학 필름.
    <조건 A>
    상기 폴리에스테르 필름으로부터 세로 50mm×가로 50mm의 크기의 샘플을 잘라낸다. 상기 샘플의 중앙부의 1개소 및 상기 샘플의 네 구석으로부터 각각 상기 중앙부를 향해 10mm 진행한 4개소의 합계 5개소를, 측정 개소로 한다.
    상기 샘플의 상기 5개소에서 지상축의 방향을 측정한다. 상기 샘플의 임의의 1변과, 각 측정 개소의 지상축의 방향이 이루는 각도를, 각각 D1, D2, D3, D4, D5로 정의한다. D1 내지 D5의 최댓값과, D1 내지 D5의 최솟값의 차가 1.5도 이상을 나타낸다.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름과 상기 저굴절률 층 사이에, 하드 코트층 및 방현층에서 선택되는 1종 이상의 층을 갖는, 광학 필름.
  10. 편광자와, 상기 편광자의 한쪽 측에 위치하는 제1 투명 보호판과, 상기 편광자의 다른 쪽 측에 위치하는 제2 투명 보호판을 갖는 편광판이며, 상기 제1 투명 보호판 및 상기 제2 투명 보호판 중 적어도 한쪽이 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 필름이며, 상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층 측의 면이 상기 편광자와는 반대 측을 향하여 이루어지는, 편광판.
  11. 표시 소자와, 상기 표시 소자의 광 출사면 측에 배치되어 이루어지는 편광자 및 광학 필름을 갖는 화상 표시 장치이며, 상기 광학 필름이 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 필름이며, 또한 상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층 측의 면이 상기 표시 소자와는 반대 측을 향하여 이루어지는, 화상 표시 장치.
  12. 표시 소자의 광 출사면 상에, 편광자 및 광학 필름을 갖고 이루어지는 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법이며, 하기 (1) 내지 (5)의 판정 조건을 충족시키는 광학 필름 X를 상기 광학 필름으로서 선정하는, 화상 표시 장치의 광학 필름의 선정 방법.
    (1) 폴리에스테르 필름 상에 저굴절률 층을 갖는 광학 필름 X인 것;
    (2) 상기 폴리에스테르 필름은, 면 내에서 굴절률이 가장 큰 축인 지상축과, 상기 폴리에스테르 필름의 면 내에서 상기 지상축과 직교하는 축인 진상축을 갖는 것;
    (3) 상기 폴리에스테르 필름의 면내 위상차가20nm 이상, 2500nm 이하이고, 상기 폴리에스테르 필름의 두께 방향의 위상차가2000nm 이상, 10000nm 이하인 것,
    (4) 상기 저굴절률 층이 상기 광학 필름 X의 표면에 위치하여 이루어지는 것; 및
    (5) 상기 광학 필름 X가, 하기 측정 조건 1에서 산출한 ΣT가 0.04 초과 0.20 미만을 충족시키는 영역을 갖는 것.
    <측정 조건 1>
    상기 광학 필름의 상기 저굴절률 층과는 반대 측의 면으로부터 직선 편광을 입사한다. 상기 입사된 직선 편광을 광 L1로 정의한다. 상기 광 L1이 상기 광학 필름을 투과한 투과광을 광 L2로 정의한다.
    상기 광 L1은, 상기 지상축과 상기 광 L1의 진동 방향이 이루는 각을 45도로 고정한 후에, 상기 광학 필름의 평면을 기준으로 한 상기 광 L1의 진동 방향의 앙각이 50도 이상 70도 이하로 되는 각도로 상기 광학 필름에 대하여 입사시킨다. 상기 앙각을 50도 이상 70도 이하의 범위에서 2도 간격으로 변동시켜, 11가지의 앙각에 있어서 상기 광 L2의 분광 투과율을 측정한다. 전술한 측정에 의해, 11개의 측정점에 있어서 상기 광 L2의 분광 투과율이 측정된다.
    상기 광 L2를, C 광원 및 시야각 2도의 조건으로 환산한다. 11개의 측정점 중 n번째의 측정점의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n 및 b*n으로 정의한다. 또한, 11개의 측정점 중 n+1번째의 광 L2에 관하여, L*a*b* 표색계의 a*값 및 b*값을, a*n1 및 b*n1로 정의한다.
    상기 11개의 측정점의 측정에 기초하여, 인접하는 측정점의 a*의 차의 2승과, 인접하는 측정점의 b*의 차의 2승의 합을 산출한다. 상기 합을 10개의 인접점에서 각각 산출하고, 상기 합의 총합을 나타내는 ΣT를 산출한다. 상기 ΣT는 하기 식 1로 표시할 수 있다.
    ΣT=Σ[{a*n-a*n1}2+{b*n-b*n1}2](식 1)
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