KR20050045873A - 광학용 필름 - Google Patents

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Abstract

베이스 필름표면의 요철에 유래하는 표면 결함이 억제되는 동시에, 내찰상성 및 내크랙성이 뛰어나고, 또한 베이스 필름의 컬을 억제할 수가 있어 각종 용도에 매우 적합하게 이용되는 광학용 하드 코트 필름을 제공하는 것을 과제로 하는 것으로써, 그 해결수단은 베이스 필름(1)의 한쪽의 면에, (A) 중량 평균 분자량 3,000이상의 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 유래의 경화 수지 70중량%이상을 함유하는 두께 5~25㎛의 경화 수지층(2), 및 (B) 전리 방사선에 의한 경화수지를 함유하는 두께 1~15㎛의 하드 코트층(3)을 순차적으로 적층해서 이루어지는 광학용 필름인 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

광학용 필름{FILM FOR OPTICAL APPLICATIONS}
본 발명은 광학용 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 베이스 필름 표면의 요철에 유래하는 표면결함이 억제되는 동시에, 내찰상성 및 내크랙성이 뛰어나고, 또한 베이스 필름의 컬을 억제할 수 있어, 예를 들면 터치 패널용이나, 편광판, 1/4파장판용으로서 혹은 광디스크의 커버 필름이나 각종 디스플레이의 보호 필름등으로서 매우 적합한, 하드코트기능을 가지는 광학용 필름에 관한 것이다.
최근, 시장이 증대하고 있는 휴대용의 정보 단말에의 입력장치로서 터치 패널이 이용되고 있다. 이 터치 패널은, 디스플레이 화면을 직접 손가락, 펜 등으로 접촉함으로써 데이터를 입력하는 장치이다.
상기 터치 패널은, 현재 약 9할이 저항막방식을 채용하고 있다. 상기 저항막방식의 터치 패널은, 일반적으로 투명 플라스틱베이스의 한쪽 면에 주석도프산화 인듐(ITO)막등의 투명 도전성 박막을 적층한 터치측 플라스틱 기판과, 유리 등의 투명베이스의 한쪽 면에 ITO막 등의 투명 도전성 박막을 적층한 디스플레이측 투명 기판을, 절연 스페이서를 개재해서, 각 투명 도전성 박막이 마주보도록 대향 배치시킨 구조를 가지고 있다.
그리고, 입력은, 펜이나 손가락으로 터치측 플라스틱 기판의 터치 입력면(투명 도전성 박막측과는 반대측의 면을 말한다)을 압압하고, 터치측 플라스틱 기판의 투명 도전성 박막과, 디스플레이측 투명 기판의 투명 도전성 박막을 접촉시켜서 실시한다.
그러나, 이와 같은 저항막방식 터치 패널에 있어서는, 입력 조작을 반복함으로써, 즉 터치측 플라스틱 기판의 투명 도전성 박막과 디스플레이측 투명 기판의 투명 도전성 박막과의 접촉을 반복함으로써, 터치측 플라스틱 기판의 투명 도전성 박막이 마모하거나 크랙이 발생하거나 나아가서는 베이스로부터 박리해 버리는 등의 문제가 생긴다. 그래서, 이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 일반적으로 투명 플라스틱 기판과 투명도전성박막과의 사이에, 경화 수지로 이루어지는 하드 코트층을 형성하는 것이 실시되고 있다. 또, 상기 투명 플라스틱 기판의 투명 도전성 박막과는 반대측의 표면에도 하드 코트층을 형성하는 것이, 자주 실시되고 있다.
한편, 최근, 정보 기록 매체로서의 광디스크의 발전은 눈부시고, 이미, CD, CD-ROM과 같은 정보판독 전용의 디스크나, MOD 혹은 MD라고 불리는 광자기 디스크, PD라고 불리는 상(相)변화 디스크, CD-R이라고 불리는 기입 가능한 광디스크가 넓게 사용되고 있다. 이들의 광디스크의 기록 용량은 650MB(메가바이트)정도이지만, 더욱 기록 용량이 큰 DVD(디지털 다용도디스크)라고 불리는 일련의 광디스크, 구체적으로는 DVD-ROM(판독 전용형 DVD), DVD-R(추기형 DVD), DVD-RAM(기입·판독형 DVD), DVD-RW(개서형 DVD) 등의 DVD 시리즈가 개발되고 있다. 이들의 광디스크에 있어서는, 보호 필름이나 커버 필름으로서 하드 코트 필름을 이용하는 것이 자주 실시되고 있다.
또, 최근, 액정표시장치를 구비한 다양한 기기, 예를 들면 랩톱(laptop)형 컴퓨터, 비디오 카메라, 휴대전화등의 민생용 기기를 비롯하여, 자동차나 항공기의 계기패널용 디스플레이, 액정 프로젝터등이 보급되고 있으며, 이것에 수반하여, 컬러표시화, 고휘도화, 내구성의 향상등이 요구되고 있다.
이 액정표시장치는, 입사한 직선 편광을 액정층이 가지는 전기 광학 특성으로 변조하고, 출사측의 편광판에서 투과율의 강약이나 착색의 신호로서 가시화하는 장치이다. 즉, 편광을 그 표시의 원리로 이용하고 있기 때문에, 편광판은 필수의 부재이다. 상기 편광판은 자연광을 직선편광으로 바꾸는 소자이며, 현재, 특히 액정표시장치용으로 양산 실용화되고 있는 편광판의 상당수는, 폴리비닐 알코올 필름으로 이루어지는 베이스 필름에, 요소나 2색성 염료등의 2색성 재료를, 염색·흡착시키고, 확장 배향시켜서 이루어지는 편광 필름의 양면 혹은 한쪽 면에, 광학적으로 투명하고, 또한 기계적 강도를 가지는 보호막을 맞붙인 것이 이용되고 있다. 그리고, 상기 보호막으로서는, 통상 트리아세틸셀룰로오스 필름이 사용된다.
액정표시장치에 있어서는, 상기 편광판은, 액정층의 출사측이외에, 통상 입사측에도 설치되고 있다. 상기 편광판이, 액정표시장치를 비롯하여 각종 표시장치의 표면측에 설치되는 경우, 특히 충분한 내찰상성이나 경도가 요구되고, 또 내오염성을 가지는 것이 요망된다.
더욱, 이 액정표시장치에 있어서는, 통상 광원으로부터의 출사광을 원편광부재에 의해 원편광화하고, 그것을 1/4파장판을 개재해서 직선 편광화해서 편광판에 공급되고 있다. 그리고, 상기 1/4파장판에 대해서 하드 코트 필름을 형성하는 것도 실시되고 있다.
다른 한편, PDP(플라스마 디스플레이 패널), CRT(브라운관), LCD(액정표시장치), ELD(전계발광소자)등의 각종 디스플레이에 있어서는, 화면에 외부로부터 광이 입사하고, 이 광이 반사해서 표시 화상을 보기어렵게 하는 일이 있고, 특히 최근, 플랫 패널 디스플레이의 대형화에 수반하여, 상기 문제를 해결하는 것이, 더욱 더 중요한 과제로 되고 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 지금까지 여러가지의 디스플레이에 대해서, 다양한 반사방지처치나 방현처치가 취해지고 있다. 그 하나로서 반사방지필름을 각종의 디스플레이에 사용하는 것이 실시되고 있다. 이 반사 방지 필름에는, 반사 방지 성능과 함께, 하드 코트 성능, 즉 표면의 내찰상성이 요구되고 있다.
상기 반사 방지 필름은, 증착이나 스퍼터링등의 드라이 프로세스법에 의해, 베이스 필름위에, 저굴절률의 물질(MgF2)을 박막화하는 방법이나, 굴절률이 높은 물질(ITO, TiO2등)과 굴절률이 낮은 물질(MgF2, SiO2등)을 번갈아 적층하는 방법, 혹은 웨트 프로세스법, 즉 코팅에 의해 반사 방지 성능을 가지는 하드 코트 필름을 제작하는 것이 실시되고 있다. 웨트 프로세스법으로서는, 예를 들면, 내후성이 뛰어난 아크릴계 수지 필름을 베이스로서 이용하고, 이것에 전리 방사선 감응형 수지 조성물의 경화층을 형성한 후, 반사방지처리를 실시하여, 휴대전화나 PDA(휴대정보단말), 비디오 카메라 등의 액정표시장치등의 보호 필름으로서 이용되고 있다.
또, 액정표시장치에 있어서는, 상기 편광판보호막면에 반사 방지층을 형성하는 가공 처리를 실시하는 것도 시도되고 있다.
이와 같은 터치 패널용이나, 편광판, 1/4파장판용으로서 혹은 광디스크의 커버 필름이나, 각종 디스플레이의 표면 보호 필름등으로서 이용되는 광학용 하드 코트 필름에 있어서는, 표면 경도가 높아서 내찰상성이 뛰어난 동시에, 간섭 줄무늬의 발생이 적고, 또한 저컬성이 요구되는 동시에, 양호한 시인성이나 조작성 등을 확보하기 위해서, 베이스 필름 표면의 요철에 유래하는 표면 결함이 적은 것이 요구된다.
종래, 광학용 하드 코트 필름을 제작할 때에는, 그 요구 물성을 만족하도록, 하드 코트층의 두께 설정이 실시되지만, 실제로는 베이스 필름 표면의 요철에 유래하는 표면 결함을 감소시키기 위하여, 필요 막두께 이상의 하드 코트층을 형성할 필요가 있었다. 그 때문에, 하드 코트제의 체적 수축에 의해, 하드 코트 필름의 컬이 증대해서, 핸들링 적성이 저하하거나 혹은 크랙이 발생하기 쉬워지는 등의 문제가 생기고 있었다. 그래서, 이 컬을 저감시키기 위해서, 베이스(기재)필름면으로부터 자외선을 조사하는 방법등이 제안되고 있지만(예를 들면, 특허 문헌 1참조), 컬을 저감시키는 효과가 불충분한데다, 하드 코트층을 충분히 경화시키려면, 자외선 조사량이나 조사 시간의 증대가 필요하게 되는 등의 문제가 있었다.
[특허 문헌 1] 특개 2001-205179호 공보
본 발명은, 이와 같은 사정하에서, 베이스 필름 표면의 요철에 유래하는 표면결함이 억제되는 동시에, 내찰상성 및 내크랙성이 뛰어나고, 또한 베이스 필름의 컬을 억제할 수가 있어, 예를 들면 터치 패널용이나, 편광판, 1/4파장판용으로서 혹은 광디스크의 커버 필름이나 각종 디스플레이의 보호 필름등으로서 매우 적합한, 하드코트기능을 가지는 광학용 필름을 제공하는 것을 목적으로서 이루어진 것이다.
본 발명자들은, 상기의 뛰어난 특성을 가지는 광학용 필름을 개발하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 베이스 필름의 한 쪽의 면에, 경화 수축이 작은 특정한 조성의 경화 수지층을 소정의 두께로 형성하고, 그 위에 전리 방사선에 의한 경화 수지를 함유하는 소정의 두께의 하드 코트층을 형성함으로써, 혹은, 상기 하드 코트층위에, 더욱 반사 방지층을 형성함으로써, 그 목적을 달성할 수 있는 것을 찾아내고, 이 식견에 의거하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은,
(1) 베이스 필름의 한쪽의 면에, (A) 중량 평균 분자량 3,000이상의 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 유래의 경화 수지 70 중량%이상을 함유한 두께 5~25㎛의 경화 수지층, 및 (B) 전리 방사선에 의한 경화 수지를 함유한 두께 1~15㎛의 하드 코트층을 순차적으로 적층한 것을 특징으로 하는 광학용 필름,
(2) (B)층위에, 더욱 (C) 적어도 1층으로 이루어지는 반사 방지층을 적층해서 이루어지는 (1)에 기재된 광학용 필름,
(3) 베이스 필름이, 아세틸셀룰로오스계 필름, 폴리카보네이트계 필름, 고리형상 폴리오레핀계 필름, 아크릴 수지계 필름 또는 폴리에스테르계 필름인 (1) 또는 (2)에 기재된 광학용 필름,
(4) (B)층의 하드 코트층이, 굴절률 1.49~1.65인 (1),(2) 또는 (3)에 기재된 광학용 필름, 및
(5) 베이스 필름의 다른 쪽의 면에, 두께 1~40㎛의 점착제층을 형성해서 이루어지는 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 광학용 필름,
을 제공하는 것이다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
본 발명의 광학용 필름은, 베이스 필름의 한 쪽의 면에, (A) 경화수축이 매우 작은 경화 수지층 및 (B) 하드 코트층을 순차적으로 형성해서 이루어지는 적층 필름이다.
본 발명의 광학용 필름에 있어서의 베이스 필름으로서는, 예를 들면 디아세틸셀룰로오스 필름, 트리아세틸셀룰로오스 필름, 아세틸셀룰로오스부틸레이트 필름등의 아세틸셀룰로오스계 필름;폴리카보네이트계 필름;고리형상 폴리오레핀계 필름;아크릴 수지계 필름;폴리에틸렌 텔레프탈레이트 필름, 폴리부틸렌 텔레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름등의 폴리에스테르계 필름;폴리설폰계 필름;폴리에테르설폰계 필름;폴리 에테르에테르케톤계 필름;폴리이미드계 필름;폴리에테르이미드계 필름등의 투명 플라스틱 필름이 이용된다. 이들의 베이스 필름 중에서, 광선 투과율등의 광학 특성, 가공성, 기계 물성, 저흡수율, 내열성, 내후성등의 면으로부터, 아세틸셀룰로오스계 필름, 폴리카보네이트계 필름, 고리형상 폴리오레핀계 필름, 아크릴 수지계 필름 및 폴리에스테르계 필름이 바람직하고, 특히 트리아세틸셀룰로오스필름, 폴리카보네이트계 필름, 고리형상 폴리오레핀계 필름, 아크릴 수지계 필름 및 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 필름이 매우 적합하다. 이들의 베이스 필름은, 광학용 필름의 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다.
이들의 베이스 필름은, 착색되어 있어도 되고, 무착색의 것이어도 되고, 용도에 따라서 적당히 선택하면 된다. 예를 들면 액정표시장치의 보호용으로서 이용하는 경우에는, 무색 투명한 필름이 매우 적합하다.
이들의 베이스 필름의 두께는 특별히 제한은 없고, 상황에 따라서 적당히 선정되지만, 통상 15~300㎛, 바람직하게는 30~250㎛의 범위이다. 또, 이 베이스 필름은, 그 표면에 형성되는 층과의 밀착성을 향상시키는 목적으로, 소망에 의해 한쪽 면 또는 양면에 각종표면 처리를 실시할 수 있다. 또, 프라이머 처리를 실시할 수도 있다. 상기 표면처리로서는, 예를 들면 코로나 방전 처리, 크롬산처리(습식), 화염 처리, 열풍 처리, 오존·자외선 조사 처리등이 이용된다. 이들의 표면 처리법은 베이스 필름의 종류에 따라서 적당히 선택되지만, 일반적으로는 코로나 방전 처리법이 효과 및 조작성등의 면에서, 바람직하게 이용된다.
이들의 베이스 필름은, 통상 그 막제조시에 표면에 미소한 요철이 형성되는 일이 많지만, 본 발명의 광학용 필름에 있어서는, 이 베이스 필름 표면의 요철에 유래하는 표면 결함이 억제되므로, 표면의 요철이 많은 베이스 필름에 대해서, 본 발명의 효과가 유효하게 발휘된다.
본 발명의 광학용 필름에 있어서는, 상기 베이스 필름의 한쪽의 면에, (A) 층으로서, 경화 수축이 매우 작은 경화 수지층이 형성된다. 상기 경화 수지층은, 중량 평균 분자량 3,000이상의 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 유래의 경화 수지 70중량%이상을 함유하는 층이며, 그 두께는 5~25㎛, 바람직하게는 5~20㎛의 범위에서 선정된다.
상기 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 중량 평균 분자량이 3,000 미만에서는 경화 수축이 커지기 때문에, 얻어지는 광학용 필름의 컬을 억제할 수 없다. 또, 중량 평균 분자량이 너무 높으면 형성되는 경화 수지층이 부드러워져, 얻어지는 광학용 필름의 하드 코트 기능이 저하하거나 표면 결함의 억제 효과를 충분히 발휘할 수 없게 될 우려가 생긴다. 따라서, 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 중량 평균 분자량은 3,000~50,000이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5,000~35,000, 더욱 바람직하게는 5,000~25,000의 범위이다. 또한, 상기 중량 평균 분자량은, 겔파미에이션크로마토그래피(GPC) 법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산치이다.
본 발명에 있어서는, 해당 (A)층의 경화 수지층중에, 상기 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 유래의 경화 수지가 70중량%이상 함유되어 있으면, 본 발명의 효과가 충분히 발휘되지만, 상기 경화 수지의 바람직한 함유량은 80중량%이상이며, 보다 바람직하게는 90중량%이상이다.
상기 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는, 예를 들면 폴리 에테르 폴리올이나 폴리에스테르 폴리올과 폴리이소시아네이트의 반응에 의해 얻어지는 폴리우레탄 올리고머를 (메타)아크릴산으로 에스테르화해서 이루어지는 우레탄 아크릴레이트계 올리고머중에서, 2관능의 것을 선택함으로써, 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서는, 해당 (A)층의 경화 수지층중에는, 상기 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 유래의 경화 수지 이외에, 30중량%이하, 바람직하게는 20 중량%이하, 보다 바람직하게는 10중량%이하의 비율로, 다른 경화 수지를 함유할 수 있다. 이 외의 경화 수지로서는, 예를 들면 중합성 올리고머나 중합성 모노머 유래의 경화 수지, 혹은 열강화성 수지 등을 들 수 있다.
중합성 올리고머로서는, 예를 들면 3관능 이상의 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 나아가서는 폴리에스테르 아크릴레이트계 올리고머, 에폭시 아크릴레이트계 올리고머, 폴리올 아크릴레이트계 올리고머등을 들 수 있다. 한편, 중합성 모노머로서는, 예를 들면 단관능(메타)아크릴레이트계 모노머, 다관능(메타)아크릴레이트계 모노머 등을 들 수 있다.
여기서, 폴리에스테르 아크릴레이트계 올리고머로서는, 예를 들면 다가 카르복시산과 다가 알코올의 축합에 의해서 얻어지는 양말단에 수산기를 가지는 폴리에스테르 올리고머의 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스테르화함으로써, 혹은, 다가 카르복시산에 알킬렌옥시드를 첨가해서 얻어지는 올리고머의 말단의 수산기를(메타)아크릴산으로 에스테르화함으로써 얻을 수 있다. 에폭시 아크릴레이트계 올리고머는, 예를 들면, 비교적저분자량의 비스페놀형 에폭시 수지나 노볼락형 에폭시 수지의 옥실란고리에, (메타)아크릴산을 반응하여 에스테르화함으로써 얻을 수 있다. 더욱 폴리올 아크릴레이트계 올리고머는, 폴리 에테르 폴리올의 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스테르화함으로써 얻을 수 있다. 이들의 중합성 올리고머는 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 된다.
한편, 단관능(메타)아크릴레이트계 모노머로서는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 시프로헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트등의 중에서 적어도 1종을 적당히 선택해서 이용할 수 있다.
또, 다관능(메타)아크릴레이트계 모노머로서는, 예를 들면 1,4-부탄디올디 (메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드변성인산디(메타)아크릴레이트, 아릴화시클로헥실디(메타)아크릴레이트, 이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드변성트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리스(아크릴록시에틸)이소시아누레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 프로피온산변성디펜타에리쓰리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤변성디펜타에리쓰리톨헥사(메타)아크릴레이트등의 중에서, 적어도 1종을 적당히 선택해서 이용할 수 있다.
더욱, 상기 열경화성 수지는, 다음에 표시하는 바와 같이, 경화 시스템이 열경화인 경우에 이용되는 수지로써, 예를 들면, 탄소-탄소 이중 결합이나 글리시딜기를 가지는 아크릴레이트계 중합체, 불포화 폴리에스테르, 이소프렌 중합체, 부타디엔 중합체, 에폭시 수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민 수지등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 된다.
해당 (A)층의 경화 수지층은, 전리 방사선에 의한 경화 시스템 및 열경화 시스템의 어느 것도 이용할 수 있지만, 조작성, 경화 수축성, 베이스 필름에 대한 영향등을 고려하면 전리 방사선에 의한 경화 시스템이 바람직하다. 또한, 여기서 전리 방사선에 의한 경화 시스템이란, 전자파 또는 하전 입자선 중에서 에너지 양자를 가지는 것, 즉, 자외선 또는 전자선등을 조사함으로써, 가교, 경화시키는 시스템을 가리킨다.
해당 (A)층인 경화 수지층의 형성에, 전리 방사선 경화 시스템을 채용하는 경우에는, 우선, (A)층 형성용의 전리 방사선 감응형 수지 조성물을 조제한다. 이 전리 방사선 감응형 수지 조성물에 있어서는, 경화 수지 형성 성분으로서 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머와, 필요에 따라서 상기의 중합성 올리고머나 중합성 모노머(단관능(메타)아크릴레이트계 모노머, 다관능(메타)아크릴레이트계 모노머 등)등이 상기의 비율로 이용된다. 또, 본 발명의 목적이 손상되지 않는 범위에서, 소망에 의해, 광중합 개시제, 광증감제, 중합 금지제, 가교제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 안정제, 레벨링제, 소포제등의 각종 첨가 성분을 함유시킬 수 있다.
광중합 개시제로서는, 래디칼 중합형에 대해서, 종래 이용되고 있는 공지의 것, 예를 들면 아세트페논류, 벤조페논류, 알킬아미노벤조페논류, 벤질류, 벤조인류, 벤조인에테르류, 벤질디메틸아세탈류, 벤조일벤조에이트류, α-아실록심에스테르류등의 아릴 케톤계 광중합 개시제, 설파이드류, 티옥산톤류등의 함유황계 광중합 개시제, 아실디아릴포스핀옥시드등의 아실포스핀옥시드류, 안트라퀴논류, 그 외 광중합 개시제중에서, 임의의 것을, 1종 또는 2종 이상 적당히 선택해서 사용할 수 있다.
또한, 전자선 경화형의 경우에는, 이 광중합 개시제는 이용하지 않아도 된다.
상기 광중합 개시제의 배합량은, 전체광경화 성분 100중량부에 대해서, 통상 0.2~10중량부, 바람직하게는 0.5~7중량부의 범위에서 선택된다.
광증감제로서는, 예를 들면 제 3급 아민류, p-디메틸 아미노 안식향산에스테르, 티올계 증감제등을 이용할 수 있다. 또한, 전자선 경화형의 경우는, 이 광증감제는, 이용하지 않아도 된다.
광증감제의 배합량은, 전체광경화 성분 100중량부에 대해서, 통상 1~20중량부, 바람직하게는 2~10중량부의 범위에서 선택된다.
또, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제로서는, 종래 공지의 것중에서 적당히 선택해서 이용할 수 있지만, 특히 분자내에(메타)아크릴로일기 등을 가지는 반응형의 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제를 이용하는 것이 유리하다. 이 경우, 전리 방사선의 조사에 의해 형성된 폴리머사슬에, 각각 산화 방지제 성분, 자외선 흡수제 성분, 광안정제 성분이 결합한다. 따라서, 시간 경과에 의한 경화층으로부터의 각 성분의 흩어짐이 억제되므로, 장기간에 걸쳐서, 각각의 기능이 발휘된다.
본 발명에 있어서의 (A)층 형성용의 전리 방사선 감응형 수지 조성물은, 필요에 따라서, 적당한 용제중에, 상술한 경화수지형성성분 및 소망에 의해 이용되는 각종 첨가 성분을, 각각 소정의 비율로 첨가하여, 용해 또는 분산시킴으로써, 조제할 수 있다.
이 때 이용하는 용제로서는, 예를 들면 헥산, 헵탄, 시클로 헥산등의 지방족탄화수소, 톨루엔, 크실렌등의 방향족 탄화수소, 염화 메틸렌, 염화 에틸렌등의 할로겐화 탄화수소, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 1-메톡시-2-프로판올등의 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 2-펜타논, 이소포론, 시클로헥사논 등의 케톤, 아세트산에틸, 아세트산 부틸등의 에스테르, 에틸셀로솔브등의 셀로솔브계 용제 등이 이용된다.
이와 같이 해서 조제된 수지 조성물의 농도, 점도로서는, 코팅 가능한 것이면 되고, 특별히 제한되지 않고, 상황에 따라서 적당히 선정할 수 있다.
다음에, 상기 베이스 필름의 한쪽의 면에, 상기 수지 조성물을, 종래 공지의 방법, 예를 들면 바 코트법, 나이프 코트법, 롤 코트법, 블레이드코트법, 다이코트법, 그라비아 코트법등을 이용해서, 코팅해서 막도포를 형성시키고, 건조 후, 이것에 전리 방사선을 조사해서 상기 막도포를 경화시킴으로써, (A)층이 형성된다.
전리 방사선으로서는, 예를 들면 자외선이나 전자선등이 이용된다. 상기 자외선은, 고압 수은 램프, 퓨전 H램프, 크세논램프등으로 얻어지고, 조사량은, 통상 100~50OmJ/cm2이며, 한 쪽 전자선은, 전자선 가속기등에 의해서 얻어지고, 조사량은, 통상 150~350kV이다. 이 전리 방사선중에서는, 특히 자외선이 매우 적합하다. 또한, 전자선을 사용하는 경우는, 중합 개시제를 첨가하는 일 없이, 경화막을 얻을 수 있다.
또한, 이 전리 방사선에 의한 경화 시스템에 있어서는 완전 경화에 의해, (A)층을 형성해도 되고, 반경화(하프 큐어) 상태로 해 놓고, 그 위에 후술하는 (B)층을 형성할 때에, 상기 (B)층과 함께, (A)층을 완전 경화시켜도 된다.
한편, 해당 (A)층인 경화 수지층의 형성에, 열경화 시스템을 채용하는 경우에는 우선, (A)층 형성용의 열경화형 수지 조성물을 조제한다. 이 열경화형 수지 조성물에 있어서는 경화 수지 형성 성분으로서 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머와, 필요에 따라서 상기의 중합성 올리고머나 중합성 모노머(단관능(메타) 아크릴레이트계 모노머, 다관능(메타)아크릴레이트계 모노머 등), 열경화성수지등이 상기의 비율로 이용된다. 또, 본 발명의 목적이 손상되지 않는 범위에서, 소망에 의해, 경화제, 중합 금지제, 가교제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 안정제, 레벨링제, 소포제등의 각종 첨가성분을 함유시킬 수 있다.
경화제로서는, 예를 들면 디벤조일퍼옥사이드, 디라우로일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디-2-에틸헥실퍼옥시디카보네이트등의 유기과산화물, 2, 2'-아조비스이소부틸로니트릴, 2, 2'-아조비스2-메틸부틸로니트릴, 2, 2'-아조비스디메틸발레로니트릴 등의 아조 화합물, 트릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트등의 폴리이소시아네이트 화합물, 페닐렌디아민, 헥사메틸렌테트라민, 이소포론디아민, 디아미노디페닐메탄등의 폴리아민류, 도데세닐무수숙신산, 무수프탈산, 테트라하이드로무수프탈산등의 산무수물, 2-메틸 이미다졸, 2-에틸 이미다졸, 2-페닐 이미다졸 등의 이미다졸류나 디시안디아미드, p-톨루엔 설폰산, 트리플루오로메탄설폰산등의 루이스산, 포름알데히드 등을 들 수 있다. 이들의 경화제는, 사용하는 경화 수지 형성 성분의 종류에 따라서, 1종 또는 2종 이상이 적당히 선택된다.
또, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 용제, 도공 방법 등에 대해서는, 상술한 전리 방사선에 의한 경화 시스템에 있어서, 설명한 바와 같다.
이 열경화 시스템에 있어서는, 베이스 필름의 한 쪽의 면에, 상기 (A)층 형성용의 열경화형 수지 조성물을 도공하고, 건조, 가열 처리해서 경화시킴으로써 (A)층이 형성된다.
이와 같이 해서, 전리 방사선에 의한 경화 시스템 또는 열경화 시스템에 의해 형성된 (A)층의 경화 수지층의 두께는, 5~25㎛의 범위에서 선정된다. 이 두께가 5㎛미만에서는 베이스 필름 표면의 요철을 은폐하는 효과가 충분히 발휘되지 않고, 본 발명의 목적이 달성되지 않고, 25㎛를 넘으면 경화 수축이 커지거나, 경화 수지층에 크랙이 생기거나 하는 원인이 된다. 해당 (A)층의 바람직한 두께는, 5~20㎛의 범위이다.
본 발명의 광학용 필름에 있어서는, 상기 (A)층의 경화 수지층위에, (B)층으로서 전리 방사선에 의한 경화 수지를 함유하는 하드 코트층이 적층된다.
이 (B)층의 하드 코트층은, 광학용 필름의 용도에 따라서는, 안티글레어성을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 상기 하드 코트층중에는, 상기 전리 방사선에 의한 경화 수지와 함께, 안티글레어성을 부여하는 각종 충전제를 함유시킬 수 있다.
이와 같은 하드 코트층은, 예를 들면 전리 방사선 경화성 화합물과, 소망에 의해, 안티글레어성을 부여하는 충전제나 광중합 개시제등을 함유하는 하드 코트층 형성용 도공액을, (A)층위에 코팅해서 막도포를 형성시키고, 전리 방사선을 조사해서, 상기 도포막를 경화시킴으로써, 형성할 수 있다.
상기의 전리 방사선 경화성 화합물로서는, 예를 들면 광중합성 올리고머 및/또는 광중합성 모노머를 들 수 있다. 상기 광중합성 올리고머에는, 래디칼 중합형과 양이온 중합형이 있으며, 래디칼 중합형의 광중합성 올리고머로서는, 예를 들면 폴리에스테르 아크릴레이트계, 에폭시 아크릴레이트계, 우레탄 아크릴레이트계, 폴리올 아크릴레이트계 등을 들 수 있다. 이들의 광중합성 올리고머에 대해서는, 상술한 전리 방사선에 의한 경화 시스템에 의해 (A)층을 형성하는 방법에 있어서, 중합성 올리고머에 대해서 설명했던 바와 같다.
한편, 양이온 중합형의 광중합성 올리고머로서는, 에폭시계 수지가 통상 사용된다. 이 에폭시계 수지로서는, 예를 들면 비스페놀수지나 노볼락 수지 등의 다가 페놀류에 에피크롤히드린 등으로 에폭시화한 화합물, 직쇄형상 오레핀 화합물이나 고리형상 오레핀 화합물을 과산화물 등으로 산화해서 얻어진 화합물 등을 들 수 있다.
또, 광중합성 모노머로서는, 다관능(메타)아크릴레이트를 이용할 수 있다. 이 다관능(메타)아크릴레이트로서는, 상술한 전리 방사선에 의한 경화 시스템에 의해 (A)층을 형성하는 방법에 있어서, 다관능(메타)아크릴레이트 모노머로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 이들의 광중합성 모노머는 1종 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 되고, 또, 상술한 광중합성 올리고머와 병용해도 된다.
한편, 소망에 의해 이용되는 광중합 개시제로서는, 래디칼 중합형의 광중합성 올리고머나 광중합성 모노머에 대해서는, 상술한 전리 방사선에 의한 경화 시스템에 의해 (A)층을 형성하는 방법에 있어서, 광중합 개시제로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 또, 양이온 중합형의 광중합성 올리고머에 대한 광중합개시제로서는, 예를 들면, 방향족 설포늄이온, 방향족 옥소설포늄이온, 방향족 요드늄이온등의 오늄과 테트라 플루오로 볼레이트, 헥사플루오르포스페이트, 헥사플루오로안티모네이트, 헥사플루오로알세네이트 등의 음이온으로 이루어지는 화합물을 들 수 있다. 이것들은 1종 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 되고, 또, 그 배합량은, 상기 광중합성 올리고머 및/또는 광중합성 모노머 100중량부에 대해서, 통상 0.2~10중량부의 범위에서 선택된다. 또한, 전자선 경화형의 경우에는, 이 광중합 개시제는 이용하지 않아도 된다.
한편, 소망에 의해 이용되는 안티글레어성을 부여하는 충전제로서는, 종래 안티글레어성을 부여하기 위한 충전제로서 알려져 있는 것중에서 임의의 것을 적당히 선택해서 이용할 수 있다. 이와 같은 충전제로서는, 예를 들면 평균입자직경 1.5~7㎛정도의 실리카 입자, 콜로이드형상 실리카 입자의 아민 화합물에 의한 응집물로써, 평균 입자직경이 0.5~10㎛정도의 것, 혹은 평균 입자직경 0.5~5㎛정도의 실리카 입자와 평균 입자직경 1~60nm정도의 금속 산화물 미립자와의 혼합물등을 들 수 있다. 이들의 충전제의 하드 코트층에 있어서의 함유량은, 얻어지는 광학용 필름의 방현성능이나 내찰상성등을 고려해서, 적당히 선정하는 것이 좋다.
본 발명에 있어서 이용되는 하드 코트층 형성용 도공액은, 필요에 따라서 적당한 용제중에, 상기의 전리 방사선 경화성 화합물 및 소망에 의해 이용되는 상기의 충전제나 광중합 개시제, 나아가서는 각종 첨가제, 예를 들면 반응성 실리콘 화합물, 단관능 모노머, 광증감제, 중합 금지제, 가교제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 레벨링제, 소포제 등을, 각각 소정의 비율로 첨가하여, 용해 또는 분산시킴으로써, 조제할 수 있다.
상기의 소망에 의해 이용되는 반응성 실리콘 화합물로서는, 분자내에 래디칼 중합성 불포화기를 가지는 실리콘 화합물을 이용할 수 있다. 이 실리콘 화합물은, 광경화 성분이며, 전리 방사선의 조사에 의해 가교, 경화하고, 하드 코트층에 내오염성이나 저마찰성 등을 부여하는 작용을 가지고 있다.
분자내에 래디칼 중합성 불포화기를 가지는 실리콘 화합물로서는, 예를 들면 폴리올가노실록산 골격에, 에틸렌기나 프로필렌기 등의 알킬렌기 등으로 이루어지는 스페이서를 개재해서, (메타)아크릴로일옥시기가 도입된 화합물 등을 이용할 수 있다. 여기서, 폴리올가노실록산의 바람직한 것으로서는, 예를 들면 폴리디메틸실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리메틸페닐실록산 등이 있다.
이 분자내에 래디칼 중합성 불포화기를 가지는 실리콘 화합물의 구체적인 예로서는, 일반식[1]
[식 중, m및 n은 1이상의 정수를 표시하고, R은 식
(Rl은 수소 원자 또는 메틸기이다.)
로 나타내는 기를 표시한다.]
로 나타내는 (메타)아크릴레이트 변성 폴리디메틸실록산, 혹은, 일반식[2]
[식중, A는 메틸기 또는 식
(R'는 수소 원자 또는 메틸기이다)
로 나타내는 기, R1은 수소 원자 또는 메틸기, k는 1이상의 정수를 표시한다.]
로 나타내는 편말단 또는 양말단에 (메타)아크릴로일옥시기를 가지는 폴리 디메틸 실록산등을 예시할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 이 반응성 실리콘 화합물을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 되고, 그 배합량은, 하중 코트층중에 0.05~5중량%의 범위에서 함유되도록 선정하는 것이 바람직하다. 하드 코트층중의 함유량이 0.05 중량%미만에서는 내오염성이나 저마찰성의 부여 효과가 충분히 발휘되지 않을 우려가 있고, 5중량%를 넘으면 양에 비해서는 효과의 향상이 보여지지 않고, 오히려 하드 코트층의 경도가 저하하는 경우가 있다. 하드 코트층중의 상기 반응성 실리콘 화합물의 보다 바람직한 함유량은, 0.2~2 중량%의 범위이다.
상기의 소망에 의해 이용되는 단관능 모노머로서는, 상술의 (A)층의 설명에 있어서, 단관능 (메타)아크릴레이트계 모노머로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 또, 광증감제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 용제에 대해서는, 상술한 전리 방사선에 의한 경화 시스템에 의해 (A)층을 형성하는 방법에 있어서 설명했던 바와 같다.
다음에, (A)층위에 상기 도공액을 도공해서 도포막을 형성시키고, 건조 후, 이것에 전리 방사선을 조사해서 경화시킴으로써, (B)층의 하드 코트층이 형성된다. 또한, 도공 방법 및 조사하는 전리 방사선에 대해서는, 상술한 전리 방사선에 의한 경화 시스템에 의해 (A)층을 형성하는 방법에 있어서 설명한 바와 같다.
이와 같이 해서 형성된 하드 코트층의 두께는 1~15㎛의 범위이다. 이 두께가 1㎛미만에서는 얻어지는 광학용 필름의 내찰상성이 충분히 발휘되지 않을 우려가 있으며, 또 15㎛를 넘으면 하드 코트층에 크랙이 발생하는 일이 있다. 이 하드 코트층의 바람직한 두께는 2~10㎛의 범위이다.
본 발명의 광학용 필름에 있어서는, 이 (B)하드 코트층의 굴절률은, 양호한 시인성을 얻을 수 있기 때문에, 1.49~1.65의 범위가 바람직하다.
이와 같이 해서 제작된 본 발명의 광학용 필름에 있어서는, 베이스 필름위에 (A)층으로서 특정의 성질과 상태의 경화수지층을 형성함으로써, 그 위에 형성하는 하드 코트층의 두께를, 상기와 같이 종래보다 얇게 해도, 광학용 하드 코트 필름으로서의 목표물성을 얻을 수 있는 동시에, 베이스필름표면의 요철에 유래하는 표면결함이 억제되고, 수율도 향상된다. 또, 이 광학용 필름은, 하드 코트층의 두께가 얇기 때문에, 양호한 내크랙성 및 저컬성을 가지고 있다.
본 발명의 광학용 필름에 있어서는, (B)층인 하드 코트층위에, 소망한 기능을 부여하기 위해서, 각종의 박막층을 형성시킬 수 있다. 이 박막층으로서는, 예를 들면 주석도프산화인듐(ITO), 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 산화 카드뮴 등으로 이루어지는 도전성 박막, 혹은 반사 방지층 등을 들 수 있다.
상기 도전성 박막은, 통상 진공증착, 스퍼터링, 이온 도금등의 물리적 기상 증착법(PVD법), 혹은 화학적 기상 증착법(CVD법)에 의해, 형성할 수 있다.
한편, 반사 방지층은, 드라이 프로세스, 웨트 프로세스의 어느 프로세스에 의해서도, (B)층의 하드 코트층위에 형성할 수 있다.
다음에, 상기 (B)층위에, 소망에 의해 더욱 (C) 적어도 1층으로 이루어지는 반사 방지층을 적층해서 이루어지는 본 발명의 광학용 필름에 대해서 설명한다.
본 발명의 광학용 필름에 있어서, (B)층위에 형성되는 (C)층의 반사 방지층은, 1층으로 이루어지는 단층 구조를 가지고 있어도 되고, 2층 이상으로 이루어지는 다층 구조를 가지고 있어도 되고, 또, 드라이 프로세스에 의해서 형성되어도 되고, 웨트 프로세스에 의해 형성되어도 된다.
우선, 드라이 프로세스에 의해, 반사 방지층을 형성하는 방법에 대해서 설명한다.
이 드라이 프로세스법에 있어서는, (B)층의 하드 코트층보다도 저굴절률의 물질, 예를 들면 MgF2, CaF2, SiO2 등을, (B)층위에 증착하고, 단층 반사 방지층을 형성하는 방법, 혹은 ITO, 산화티탄, 산화탄탈, 산화 인듐, 산화 지르코늄, 산화 니오브, 산화하프늄, 산화주석, 안티몬도프산화주석(ATO), 산화아연, 산화알류미늄등의 고굴절률 물질과 MgF2, CaF2, SiO2 등의 저굴절률 물질을 교대로 증착하고, 다층반사방지층을 형성하는 방법 등이 이용된다. 상기 증착법으로서는, 주로 진공증착, 스퍼터링, 이온 도금 등의 PVD법이 채용된다.
이와 같이 해서 형성된 반사 방지층의 두께는 특별히 제한은 없고, 상황에 따라 적당히 선정되지만, 통상 0.01~1.0㎛, 바람직하게는 0.02~0.5㎛의 범위에서 선정된다.
한편, 웨트 프로세스법은, 도공액을 도포해서 단층 반사 방지층 혹은 다층 반사 방지층을 형성시키는 방법이다. 예를 들면, (B)층의 하드 코트층의 표면에, 실록산계 피막, 불소계 피막 등의 반사 방지층을 0.05~1㎛정도의 두께로 형성함으로써, 광학용 필름에 반사방지기능을 부여할 수 있다. 또한, 이 경우, 반사 방지층의 종류에 따라서는, 대전 방지성의 향상을 도모할 수 있다.
또, (B)층의 하드 코트층위에, (C-a) 전리 방사선에 의한 경화수지와, 안티몬도프산화주석(ATO)을 함유한 적어도 2종의 금속 산화물을 함유하고, 굴절률이 1.65~1.80의 범위에 있는 두께 60~160nm의 고굴절률층, 및(C-b) 실록산계 폴리머를 함유하고, 굴절률이 1.37~1.47의 범위에 있는 두께 80~180nm의 저굴절률층을 순차적으로 적층해서 반사 방지층으로서 광학용 필름에 반사방지기능을 부여할 수 있다.
상기 (C-a)고굴절률층에 있어서, 굴절률이 1.65 미만에서는 반사방지성능이 뛰어난 광학용 필름을 얻기 어렵고, 또, 굴절률이 1.80을 넘는 층은, ATO를 필수 성분으로서 함유하기 때문에, 형성하는 것이 곤란하다. 바람직한 굴절률은 1.70~1.75의 범위이다.
상기 ATO는, 이 (C-a)고굴절률층위에 형성되는 (C-b)저굴절률층의 실록산계 폴리머를 함유한 저굴절률층과 해당 (C-a)층과의 밀착성을 향상시키기 위해서 이용되는 것이며, 이 (C-a)층에 있어서의 전체 금속산화물중의 상기 ATO의 함유량은, 통상 25~90중량%의 범위에서 선정되고, 바람직하게는 40~80중량%이다. 이 함유량이 25중량%미만에서는 (C-a)층과 (C-b)층과의 밀착성이 불충분하게 될 우려가 있고, 또 소망한 굴절률을 얻을 수 없는 일이 있다. 90중량%를 넘으면 (C-a)층의 강도가 저하할 우려가 있다.
상기 ATO와 병용되는 다른 금속 산화물로서는, 막두께 60~160nm에서 굴절률이 1.65~1.80의 범위에 있는 층을 얻을 수 있는 것이면 되고, 특히 제한되지 않고, 예를 들면 산화 티탄, ITO, 산화탄탈, 산화 주석 등을 들 수 있다. 이들의 금속 산화물은 1종 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 되지만, 굴절률이 ATO의 굴절률보다 높은 금속 산화물이 바람직하고, 특히 산화티탄 및/또는 ITO가 매우 적합하다.
이 (C-a)층에 있어서의 상기 ATO를 함유하는 금속 산화물의 함유량으로서는 특별히 제한은 없고, 상기 (C-a)층의 소망한 막두께 및 굴절률등에 따라서 적당히 선정되지만, 통상, 경화 수지 100중량부에 대하여, 200~600중량부 정도이다.
이 (C-a)층은, 이하와 같이 해서 형성할 수 있다. 우선, 필요에 따라서 적당한 용제중에, 전리 방사선 경화성 화합물, 상기 ATO를 함유하는 금속 산화물 및 소망에 의해 이용되는 광중합 개시제나 각종 첨가제, 예를 들면 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 레벨링제, 소포제등을, 각각 소정의 비율로 첨가하여 용해 또는 분산시켜서 도공액을 조제한다. 다음에, 이 도공액을, (B)하드 코트층위에 코팅해서 도포막을 형성시키고, 전리 방사선을 조사해서, 상기 도포막을 경화시킴으로써, (C-a) 고굴절률층을 형성할 수 있다.
여기서, 전리 방사선 경화성 화합물, 광중합 개시제, 도공액의 조제에 이용되는 용제, 도공액의 코팅 방법 및 전리 방사선 등은, 상술한 (B)하드 코트층에 대한 설명에서 나타낸 바와 같다.
본 발명에 있어서는, 상기 (B)하드 코트층 및 (C-a)고굴절률층의 형성은, 이하에 표시하는 방법으로 실시하는 것이 유리하다.
우선, 베이스 필름의 한쪽의 면에 형성된 경화 수지층위에, 하드 코트층 형성용도공액을 코팅해서 도포막을 형성시키고, 전리 방사선을 조사해서 하프큐어상태로 경화시킨다. 이 때, 자외선을 조사하는 경우에는, 광량은, 통상 50~l50mJ/cm2정도이다. 그 다음에, 이와 같이 해서 형성된 하프큐어상태의 경화층위에, (C-a)층 형성용 도공액을 코팅해서 도포막을 형성시키고, 전리 방사선을 충분히 조사하여, 상기 (B)층과 함께 완전하게 경화시킨다. 이 때, 자외선을 조사하는 경우, 광량은, 통상 400~1OOOmJ/cm2 정도이다.
이와 같이 해서, (A)층위에, (B)층과 (C-a)층간의 밀착성이 뛰어난 (B)하드 코트층 및 (C-a)고굴절률층이 순차적으로 형성된다.
본 발명의 광학용 필름에 있어서는, 이와 같이 해서 형성된 (C-a)고굴절률층위에, (C-b)저굴절률층이 형성된다. 이 저굴절률층은, 실록산계 폴리머를 함유하는 것으로써, 굴절률이 1.37~1.47의 범위에 있으며, 또한 두께가 80~180nm의 범위이다. 상기 굴절률이나 두께가 상기 범위를 일탈하면 반사방지성능 및 내찰상성이 뛰어난 광학용 필름을 얻기 어렵다.
이 실록산계 폴리머를 함유하는 층으로서는, 예를 들면 무기 실리카계 화합물(폴리 규산도 함유함), 폴리올가노실록산계 화합물, 혹은 이들의 혼합계를 함유하는 층을 들 수 있다. 이 층을 형성하는 무기 실리카계 화합물이나 폴리올가노실록산계 화합물은 종래 공지의 방법에 의해서 제조할 수 있다.
예를 들면, 일반식[3]
R2aSi(OR3)4-a ··· [3]
[식중의 R2은 비가수분해성기로써, 알킬기, 치환 알킬기(치환기:할로겐 원자, 수산기, 티올기, 에폭시기, (메타)아크릴로일옥시기 등), 알케닐기, 아릴기 또는 아랄킬기, R3은 저급 알킬기이며, a는 0또는 1~3의 정수이다. R2 및 OR3 이 각각 복수인 경우, 복수의 R2은 동일해도 상이해도 되고, 또 복수의 OR3은 동일해도 상이해도 된다.]
로 나타내는 알콕시실란 화합물을, 염산이나 황산등의 무기산, 옥살산이나 아세트산등의 유기산을 이용해서 부분 또는 완전 가수분해하고, 중축합시키는 방법이 바람직하게 이용된다.
이 경우, a가 O의 화합물, 즉 테트라알콕시실란을 완전 가수분해하면 무기 실리카계의 화합물을 얻을 수 있고, 부분 가수분해하면, 폴리올가노실록산계 화합물 또는 무기 실리카계 화합물과 폴리올가노실록산계 화합물과의 혼합계를 얻을 수 있다. 한편, a가 1~3인 화합물에서는, 비가수분해성기를 가지므로, 부분 또는 완전 가수분해에 의해, 폴리올가노실록산계 화합물을 얻을 수 있다. 이 때, 가수분해를 균일하게 실시하기 위해서, 적당한 유기용매를 이용해도 된다.
상기 일반식 [3]으로 나타내는 알콕시실란 화합물의 예로서는, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라-n-프로폭시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라-n-부톡시실란, 테트라이소부톡시실란, 테트라-sec-부톡시실란, 테트라-tert-부톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리프로폭시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 메틸페닐디메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 디비닐디메톡시실란, 디비닐디에톡시실란, 트리비닐메톡시실란, 트리비닐에톡시실란등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 된다.
또, 이 때, 필요하면, 알루미늄 화합물, 예를 들면, 염화 알루미늄이나 트리알콕시 알루미늄등을 적당량 첨가할 수 있다.
더욱, 다른 방법으로서 원료의 규소화합물에 메타규산나트륨, 오르소규산나트륨 또는 물유리(규산나트륨 혼합물)를 이용하여, 염산, 황산, 질산등의 산 또는 염화 마그네슘, 황산칼슘등의 금속 화합물을 작용시켜, 가수분해 처리하는 방법을 이용할 수 있다. 이 가수분해 처리에 의해, 유리(遊離)의 규산이 생성되지만, 이것은 중합하기 쉽고, 원료의 종류에 따라서 다르지만, 사슬형상, 고리형상, 그물코형상의 것의 혼합물이다. 물유리로 얻어진 폴리 규산은, 일반식[4]
(식중의 b는 중합도를 표시하고, R4은 수소 원자, 규소 또는 마그네슘이나 알루미늄등의 금속이다.)
로 나타내는 사슬형상 구조의 것이 주체가 된다.
이와 같이 해서, 완전한 무기 실리카계 화합물을 얻을 수 있다. 또한, 무기 실리카계 화합물로서 실리카 겔(SiOx·nH2O)도 사용할 수 있다.
이 (C-b)저굴절률층은, 상기의 실록산계 폴리머 또는 그 선구체를 함유하는 도공액을, 종래 공지의 방법, 예를 들면 바 코트법, 나이프 코트법, 롤 코트법, 블레이드 코트법, 다이코트법, 그라비아 코트법등을 이용해서, (C-a)고굴절률층위에 코팅하고, 도포막을 형성시켜, 가열 처리함으로써, 형성할 수 있다.
이와 같이 해서 형성된 실록산계 폴리머를 함유하는 저굴절률층에 있어서, 상기 실록산계 폴리머가, 실라놀기나 그 외 친수성기를 가지는 경우에는, 대전 방지 성능이 부여되고, 얻어지는 광학용 필름에 먼지등이 부착하기 어려워져, 바람직하다.
본 발명의 광학용 필름에 있어서는, 소망에 의해, 상기 (C-b)저굴절률층위에 방오코트층을 형성할 수 있다. 이 방오코트층은, 일반적으로 불소계 수지를 함유하는 도공액을, 종래 공지의 방법, 예를 들면 바 코트법, 나이프 코트법, 롤 코트법, 블레이드코트법, 다이코트법, 그라비아 코트법 등을 이용해서, (C-b)저굴절률층위에 코팅하고, 도포막을 형성시켜, 건조 처리함으로써, 형성할 수 있다.
이 방오코트층의 두께는, 통상 1~10nm, 바람직하게는 3~8nm의 범위이다. 상기 방오코트층을 형성함으로써, 얻어지는 광학용 필름은, 표면의 미끄럼성이 좋아지는 동시에, 더러워지기 어려워진다.
본 발명의 광학용 필름에 있어서는, 베이스 필름의 하드 코트층과는 반대측의 면에, 피착체에 점착시키기 위한 점착제층을 형성시킬 수 있다. 이 점착제층을 구성하는 점착제로서는, 광학용도용의 것, 예를 들면 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제가 바람직하게 이용된다. 이 점착제층의 두께는, 통상 1~40㎛, 바람직하게는 5~35㎛의 범위이다.
더욱, 이 점착제층 위에, 박리 필름을 형성할 수 있다. 이 박리 필림으로서는, 예를 들면 글라신지, 코트지, 라미네이트지등의 종이 및 각종 플라스틱 필름에, 실리콘 수지등의 박리제를 칠한 것 등을 들 수 있다. 이 박리 필름의 두께에 대해서는 특히 제한은 없지만, 통상 20~150㎛정도이다.
도 1 및 도 2는, 각각 본 발명의 광학용 필름의 다른 구성의 예를 표시하는 단면도이다. 도 1에 있어서, 광학용 필름(10)은, 베이스 필름(1)의 한 쪽의 면에, 경화 수지층(2) 및 하드 코트층(3)이 순차적으로 적층되고 있는 동시에, 베이스 필름(1)의 다른 쪽의 면에, 점착제층(4)이 형성되고, 그 위에 박리 필름(5)이 첩부된 구조를 가지고 있다.
한편, 도 2에 있어서, 광학용 필름(20)은, 상기 도 1의 구성에 있어서, 하드 코트층(3)위에, 반사 방지층(단층 또는 다층 구조)(6)이 적층된 구조를 가지고 있다.
[실시예]
다음에, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은, 이들의 예에 의해서 하등 한정되는 것은 아니다.
또한, 얻어진 광학용 필름의 성능은, 이하에 표시하는 방법에 따라서 측정했다.
(1) 내찰상성
스틸울#0000을 사용하고, 하중 9.8×10-3N/mm2으로 5왕복 마찰한 후에 육안으로 관찰하여, 하기의 판정기준으로 평가했다.
○: 흠이 생기지 않는다
×: 흠이 생긴다
(2) 내크랙성
JIS K 5600-5-1에 준거하여, 원통형 맨드렐법에 의해 평가했다. 수치가 작을 수록, 하드코트층의 크랙 발생이 적고, 내크랙성이 양호한 것을 표시한다.
(3) 표면 결함수
시료로부터 임의로 1OOmm×1OOmm 사이즈의 시험조각을 잘라내고, 밑바탕에 흑판을 두어서, 육안에 의해 반사 검사를 실시하여, 표면 결함에 마킹을 실시한다. 다음에 마킹한 모든 결함을 현미경에 의해 관찰하고, 베이스에 부착하고 있는 이물에 기인하는 결함수를 뺀 값을, 표면 결함수로 했다.
(4) 컬
1OOmm×1OOmm 사이즈의 시료를, 평활한 유리판위에 하드 코트층면을 위로 해서 두고, 4각의 유리판으로부터의 높이(부표)의 합계치를 mm단위로 나타냈다. 또한, 1각의 부표가 30 mm를 한도로 했다.
또, 각 코트층의 두께는, [마쓰시타인터테크노(주) 제품 「필메트릭스 F-20」]에 의해 측정하고, 굴절률은 (주)아타고제품 압베 굴절계에 의해 측정했다.
실시예 1
베이스 필름으로서 폴리카보네이트 필름(두께 100㎛)의 한쪽 면에, 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머[니혼고세이카가쿠(주)제품, 상품명 「자광UV-3520TL」, 중량 평균 분자량 14,000, 고형분 농도 70중량%] 100 중량부와 아세트페논류인 광중합개시제로서의 1-하이록시시클로헥실페닐케톤[치바·스페셜티·케미컬즈(주) 제품, 상품명「IRUGA CURE 184」] 3.5 중량부와 톨루엔/에틸 셀로솔브 중량비1/1의 혼합 용제를 혼합해서 이루어지는 고형분 농도 50중량%의 수지 조성물로 이루어지는 도공액을, 경화후의 두께가 12.5㎛가 되도록 마이어 바 No.20으로 도포했다.
그 다음에, 10O℃에서 1분간 건조 후, 자외선(조도 120 mW/cm2, 광량 350mJ /cm2)을 조사해서 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경화 수지층을 형성했다. 더욱 이 경화 수지층위에, 광중합 개시제를 함유하는 자외선 경화형 하드 코트제[아라카와 카가쿠코교(주) 제품, 상품명 「빔 세트 575CB」, 다관능 우레탄 아크릴레이트와 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트의 혼합물, 고형분 농도 100 중량%]에 톨루엔을 첨가하여 고형분 농도 50중량%으로 조정한 하드 코트층 형성용 도공액을, 경화 후의 두께가 3.7㎛가 되도록, 마이어 바 No. 6으로 도포했다. 다음에, 100℃에서 1분간 건조 후, 자외선(조도 120mW/cm2, 광량 250mJ/cm2)을 조사해서 하드 코트층을 형성했다.
이와 같이 해서 얻어진 광학용 하드 코트 필름의 성능을 제 1표에 표시한다.
실시예 2
베이스필름으로서 고리형상 폴리오레핀 필름[제이에스알(주)제품, 상품명 「아톤필름 100」, 두께 100㎛]의 한쪽 면에, 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머 「자광UV-3520 TL」 (전출) 100 중량부와 광중합 개시제로서의 1-히드록시 시클로 헥실 페닐 케톤「IRUGA CURE 184」 (전출) 3.5중량부와 톨루엔/에틸 셀로솔브 중량비 1/1의 혼합 용제를 혼합해서 이루어지는 고형분 농도 50중량%의 수지 조성물로 이루어지는 도공액을, 경화 후의 두께가 20㎛가 되도록 아플리케이터로 도포했다.
그 다음에, 10O℃에서 1분간 건조 후, 자외선(조도 120mW/cm2, 광량 350mJ /cm2)을 조사해서 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경화 수지층을 형성했다. 더욱, 이 경화 수지층위에, 광중합 개시제를 함유하는 자외선 경화형 하드 코트제[다이이치세이카코교(주)제품, 상품명 「세이카빔 EXF-01L」, 고형분 농도 10O중량%]에 톨루엔을 첨가하여 고형분 농도 50중량%로 조정한 하드 코트층 형성용 도공액을, 경화 후의 두께가 5.0㎛가 되도록, 마이어 바 No.8로 도포했다. 다음에, 100℃에서 1분간 건조 후, 자외선(조도 120mW/cm2, 광량 250mJ/cm2)을 조사해서 하드 코트층을 형성했다.
이와 같이 해서 얻어진 광학용 하드코트필름의 성능을 제 1표에 표시한다.
실시예 3
실시예 1에 있어서, 하드 코트층 형성용 도공액의 도포에 마이어 바 No. 20을 이용해서 하드 코트층의 두께를 12.5㎛로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서, 광학용 하드 코트 필름을 제작했다.
이와 같이 해서 얻어진 광학용 하드 코트 필름의 성능을 제 1표에 표시한다.
또한, 이 광학용 하드 코트 필름의 컬의 값은 11Omm이었지만, 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경화 수지층을 형성하지 않는 경우(비교예 2)에 비해서, 컬을 억제할 수 있었다.
실시예 4
실시예 1에 있어서, 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머로서 중량평균분자량 14,000의 「자광UV-3520TL」대신에, [쿄에이샤 카가쿠샤 제품, 상품명 「UL-503 LN」] (중량평균분자량 8,000, 고형분 농도 70 중량%)을 이용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 광학용 하드코트필름을 제작했다.
이와 같이 해서 얻어진 광학용 하드 코트 필름의 성능을 제 1표에 표시한다.
실시예 5
베이스 필름을 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스필름[코니카 미놀타 홀딩스 사 제품, 상품명「KC8UN」]로 바꾼 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 광학용 하드 코트 필름을 제작했다. 이 광학용 하드코트필름의 성능을 제 1표에 표시한다.
실시예 6
베이스 필름을 두께 1OO㎛의 아크릴 필름으로 바꾼 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 광학용하드코트필름을 제작했다. 이 광학용 하드코트필름의 성능을 제 1표에 표시한다.
실시예 7
(1) 폴리에스테르계의 베이스필름으로서 두께 188㎛의 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET)필름[토요 보우세키(주)제품, 상품명「A4100」]의 역접착 코트면에, 실시예 1과 마찬가지로 해서, 두께 12.5㎛의 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경화 수지층을 형성했다. 그 다음에, 이 위에, 자외선 경화형 아크릴계 하드 코트제[제이에스알(주) 제품, 상품명 「데소라이트 KZ7224」, 고형분 농도 46 중량%]를, 완전 경화후의 두께가 6.0㎛가 되도록 마이어바 No.12로 도포하고, 80℃에서 1분간 건조한 후, 이것에 자외선을 광량 80mJ/cm2로 조사해서, 하프큐어상태로 경화시켜, 하드 코트층을 형성했다.
(2) 금속 산화물로서 산화 티탄의 분산액 [다이니혼 잉크 카가쿠코교(주)제품, 상품명「TF-14D」, 고형분 농도 10중량%] 100 중량부와 안티몬도프산화주석의 분산액[다이니혼 잉크 카가쿠코교(주) 제품, 상품명 「TA-01D」, 고형분 농도 10중량%] 100 중량부를 이용하고(안티몬 도프 산화 주석 함유량 50 중량%), 이것에 자외선 경화형 아크릴계 수지[다이니치세이카공업(주) 제품, 상품명 「세이카빔 EXF-01L (NS)」, 고형분 농도100%] 6.7 중량부를 첨가하여, 더욱 전체의 고형분 농도가 3 중량%로 되도록, 이소부틸알코올로 희석해서, 도공액을 조제했다. 그 다음에, 이 도공액을, 마이어 바 No.4로, 상기 (1)의 공정에서 형성된 하프 큐어 상태의 하드 코트층위에, 완전경화후의 두께가 90nm가 되도록 도포하고, 80℃에서 1분간 건조한 후, 이것에 자외선을 광량 680mJ/cm2로 조사해서, 경화시켜, 고굴절률층을 형성하고, 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경화 수지층위에, 굴절률 1.51의 하드 코트층 및 굴절률 1.71의 고굴절률층을 순차적으로 형성시켰다.
(3) 실록산계 대전 방지제[콜코트(주) 제품, 상품명 「콜코트 P」, 고형분 농도 2 중량%]를, 상기 (2)의 공정에서 형성된 고굴절률층위에, 마이어 바 No. 6으로 가열 처리 후의 두께가 120nm가 되도록 도포하고, 130℃에서 2분간 가열 처리해서, 굴절률 1.45의 저굴절률층을 형성했다.
이와 같이 해서 얻어진 하드 코트층위에 반사 방지층이 적층된 광학용 하드 코트 필름의 성능을 제 1표에 표시한다.
또한, 보텀 반사율은, 580nm의 파장에서 1.05%이었다. 이 보텀 반사율에 대해서는, 분광 광도계 [(주) 시마즈 제작소제 「UV-3101 PC」]에 의해 측정하고, 가장 반사율이 낮은 파장에 있어서의 반사율을 보텀 반사율로 했다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7
베이스필름의 종류 PC COP PC PC TAC 아크릴 PET
2관능우레탄아크릴레이트올리고머의경화수지층 두께(㎛) 12.5 20 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5
올리고머Mw 14,000 14,000 14,000 8,000 14,000 14,000 14,000
하드코트층 두께(㎛) 3.7 5.0 12.5 3.7 3.7 3.7 6.0
굴절률 1.53 1.53 1.53 1.53 1.53 1.53 1.51
하드코트필름의 성능 내찰상성(스틸울)
내크랙성[원통형맨드렐법] 12 16 32 12 12 12 16
표면결함수(개수) 0 0 0 0 0 1 0
컬(mm) 21 54 110 23 23 19 55
(주) PC: 폴리카보네이트필름
COP: 고리형상 폴리오레핀필름
TAC: 트리아세틸셀룰로오스
PET: 폴리에틸렌텔레프탈레이트
Mw: 중량평균분자량
비교예1
실시예 1에 있어서, 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경화 수지층을 형성하지 않았던 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 광학용 하드 코트 필름을 제작했다.
이와 같이 해서 얻어진 광학용 하드 코트 필름의 성능을 제 2표에 표시한다.
비교예 2
실시예 1에 있어서, 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경화 수지층을 형성하지 않고, 또한 마이어바 No.20을 이용해서 하드 코트층의 두께를 12.5㎛로 바꾼 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 광학용 하드 코트 필름을 제작했다.
이와 같이 해서 얻어진 광학용 하드 코트 필름의 성능을 제 2표에 표시한다.
비교예 3
실시예 2에 있어서, 어플리케이터대신에 마이어 바 No.4를 이용해서, 2관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경화 수지층의 두께를 2.5㎛로 한 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 해서 광학용 하드 코트 필름을 제작했다.
이와 같이 해서 얻어진 광학용 하드코트필름의 성능을 제2표에 표시한다.
비교예
1 2 3
베이스필름의 종류 PC COP COP
2관능우레탄아크릴레이트 올리고머의 경화수지층 두께(㎛) - - 2.5
올리고머의 Mw - - 14000
하드코트층 두께(㎛) 3.7 12.5 5.0
굴절률 1.53 1.53 1.53
하드코트필름의 성능 내찰상성(스틸울)
내크랙성[원통형맨드렐법] 16 >32 16
표면결함수(개수) 21 2 12
컬(mm) 33 >120 62
(주) PC: 폴리카보네이트 필름
COP: 고리형상폴리오레핀필름
Mw: 중량평균분자량
이상의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 광학용 필름은, 표면 결함이 없으며, 내찰상성이 뛰어나고 또한 컬도 양호하다.
본 발명의 광학용 필름은, 베이스 필름 표면의 요철에 유래하는 표면 결함이 억제되는 동시에, 내찰상성 및 내크랙성이 뛰어나고 또한, 베이스 필름의 컬을 억제할 수가 있어, 예를 들면 터치 패널용이나 편광판, 1/4파장판용으로서 혹은 광디스크의 커버 필름이나 각종 디스플레이의 보호 필름등으로 해서 매우 적합하게 이용된다.
본 발명에 의하면, 베이스 필름의 한 쪽의 면에, 경화 수축이 매우 작은 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 유래의 경화 수지를 주체로 하는 경화 수지층을 형성함으로써, 그 위에 형성하는 하드 코트층의 두께를, 종래보다 얇게 해도, 광학용 하드코트필름으로서의 목표물성을 얻을 수 있는 동시에, 베이스필름표면의 요철에 유래하는 표면 결함이 억제되고, 수율이 향상된 광학용 하드 코트 필름을 제공할 수 있다. 또, 이 광학용 하드 코트 필름은, 하드 코트층의 두께가 얇기때문에 양호한 내크랙성 및 저컬성을 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 광학용 필름의 구성의 일례를 표시하는 단면도
도 2는 본 발명의 광학용 필름의 구성의 다른 예를 표시하는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 베이스 필름 2: 경화 수지층
3: 하드 코트층 4: 점착제층
5: 박리 필름 6: 반사 방지층
10, 20: 광학용 필름

Claims (7)

  1. 베이스 필름의 한쪽의 면에, (A) 중량 평균 분자량 3,000이상 50,000이하의 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 유래의 경화수지 70중량%이상을 함유하는 두께 5~25㎛의 경화 수지층, 및 (B) 전리방사선에 의한 경화수지를 함유하는 두께 1~15㎛의 하드코트층을 순차적으로 적층한 것을 특징으로 하는 광학용 필름.
  2. 제 1항에 있어서, (B) 층위에, 더욱 (C) 적어도 1층으로 이루어지는 반사 방지층을 적층해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학용 필름.
  3. 제 1항에 있어서, 베이스 필름이, 아세틸셀룰로오스계 필름, 폴리카보네이트계 필름, 고리형상 폴리오레핀계 필름, 아크릴 수지계 필름 또는 폴리에스테르계 필름인 것을 특징으로 하는 광학용 필름.
  4. 제 2항에 있어서, 베이스 필름이, 아세틸셀룰로오스계 필름, 폴리카보네이트계 필름, 고리형상 폴리 오레핀계 필름, 아크릴수지계 필름 또는 폴리에스테르계 필름인 것을 특징으로 하는 광학용 필름.
  5. 제 1항 내지 4항의 어느 한 항에 있어서, (B)층의 하드코트층이, 굴절율 1.49~1.65인 것을 특징으로 하는 광학용 필름.
  6. 제 1항 내지 4항의 어느 한 항에 있어서, 베이스필름의 다른쪽의 면에, 두께 1~40㎛의 점착제층을 형성해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학용 필름.
  7. 제 5항에 있어서, 베이스필름의 다른 쪽의 면에, 두께 1~40㎛의 점착제층을 형성해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학용 필름.
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