KR20090064421A - 광학 기능 필름 - Google Patents

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KR20090064421A
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세이지 시노하라
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다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

내지문성, 내매직성, 미끄럼성, 발수성을 동시에 만족하는 오염 방지층을 최표면에 갖는 광학 기능 필름.
기재와, 상기 기재 상에 형성된 광학 기능층과, 상기 광학 기능층 상에 형성되고, 원소 비율이 규소 원소(Si)와 탄소 원소(C)의 비 Si/C가 0.25 내지 1.0이며, 또한 불소 원소(F)와 탄소 원소(C)의 비인 F/C가 0.10 내지 1.0이며, 또한 이하의 특성을 갖는 오염 방지층을 갖는 광학 기능 필름.
a. 유동 파라핀 접촉각이 65° 이상이며, 또한 유동 파라핀 전락각이 15° 이하.
b. 흑 매직 접촉각이 35° 이상이며, 또한 흑 매직 전락각이 15° 이하.
c. 동 마찰 계수가 0.15 미만.
기재, 광학 기능층, 오염 방지층, 유동 파라핀 접촉각, 전락각

Description

광학 기능 필름 {OPTICALLY FUNCTIONAL FILM}
본 발명은 액정 표시 장치 등의 디스플레이 등의 최표층에 적절하게 사용되고, 내지문성, 내매직성, 미끄럼성이 우수한 오염 방지층을 최표면에 갖는 광학 기능 필름에 관한 것이다.
텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등의 디스플레이, 커브미러, 백미러, 고글, 창문 유리, 그 밖의 상업 디스플레이는 표시된 문자나 도형 기타의 정보를 판독하기 위해, 표면에서의 광반사를 방지하는 반사 방지성이나 방현성, 전자파를 차폐하는 도전성, 녹 등을 방지하는 배리어성, 의장성이나 시큐리티성을 높이는 홀로그램 등의 광회절성 및/또는 외력에 의한 흠집을 방지하는 하드 코팅성 등의 기능성이 필요하다. 그 때문에, 이와 같은 디스플레이 표면에는 이들 기능을 갖는 광학 기능 필름이 설치되어 있는 것이 일반적이다.
그러나 광학 기능 필름은 그 용도상, 디스플레이 등의 최표면에 배치되어 있기 때문에, 사람의 손이 직접 닿는 것에 의한 지문의 부착, 비바람 등에 의한 오물이 부착된다. 이러한 오물이 부착된 경우에는 디스플레이 등에 표시되는 문자, 도형 등의 정보의 판독에 장해가 발생할 가능성이 있다. 그 때문에, 광학 기능 필름의 최표면에는 통상 오물의 부착을 방지하는 오염 방지층이 형성되어 있다.
이러한 오염 방지층에 필요한 요구 특성으로서는, 상술한 바와 같은 사람의 손이 닿음으로써 부착되는 유지 성분인 지문에 대한 내지문성, 빗물에 대한 발수성, 오물의 제거에 대한 미끄럼성, 또한 매직을 사용한 낙서에 대한 내매직성 등을 들 수 있다. 이러한 다양한 성능이 요구되는 오염 방지층에 대하여, 지금까지 실란계 화합물이나, 불소계 화합물이 사용되어 왔다.
그러나, 실란계 화합물은 내매직성, 미끄럼성, 발수성에 대해서는 양호한 것에 비해 내지문성이 떨어지는 등의 문제가 있었다. 한편 불소계 화합물은, 내지문성, 발수성은 양호하나, 내매직성이 떨어지는 등의 문제가 있었다. 따라서, 이러한 실란계 화합물과 불소계 화합물을 혼합, 또는 공중합시켜, 양자의 이점을 조합하는 시도가 행해져 왔으나(특허 문헌1, 특허 문헌2), 양자의 이점을 더불어 갖는 내지문성, 내매직성, 내미끄럼성, 발수성을 동시에 만족시키는 것은 얻어지고 있지 않다.
특허 문헌1 : 일본 특허 공보평6-29332호 공보
특허 문헌2 : 일본 특허 공개평7-16940호 공보
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 내지문성, 내매직성, 미끄럼성, 발수성을 동시에 만족시키는 오염 방지층을 최표면에 갖는 광학 기능 필름을 제공하는 것을 주 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 기재와, 상기 기재 상에 형성된 광학 기능층과, 상기 광학 기능층 상에 형성되고, 표면의 원소 비율이 규소 원소(Si)와 탄소 원소(C)의 비 Si/C가 0.25 내지 1.0이며, 또한 불소 원소(F)와 탄소 원소(C)의 비인 F/C가 0.10 내지 1.0이며, 또한 이하의 특성을 갖는 오염 방지층을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 기능 필름을 제공한다.
a. 유동 파라핀 접촉각이 65° 이상이며, 또한 유동 파라핀 전락각이 15° 이하
b. 흑 매직 접촉각이 35° 이상이며, 또한 흑 매직 전락각이 15° 이하.
c. 동 마찰 계수가 0.15 미만
본 발명에 따르면, 상기 오염 방지층이 유동 파라핀 접촉각이 65° 이상이며, 또한 유동 파라핀 전락각이 15° 이하의 특성을 가짐으로써 우수한 내지문성과, 흑 매직 접촉각이 35° 이상이며, 또한 흑 매직 전락각이 15° 이하인 것에 의해 우수한 내매직성과, 동 마찰 계수가 0.15 미만인 것에 의해 우수한 미끄럼성을 갖게 됨으로써, 내지문성, 내매직성, 미끄럼성을 동시에 만족시킬 수 있다.
상기 발명에 있어서는, 상기 오염 방지층의 물접촉각이 100° 이상인 것이 바람직하다. 발수성이 우수한 것으로 할 수 있기 때문이다.
상기 발명에 있어서는, 원자간력 현미경을 사용하여 측정한 경우에 있어서의 상기 오염 방지층의 표면 거칠기(Ra)가 2㎚ 이하인 것이 바람직하다. 상기 오염 방지층이 평활성이 뛰어난 것에 의해, 내찰상성, 내마모성이 우수하고 먼지의 부착을 억제할 수 있기 때문이다.
상기 발명에 있어서는, 상기 오염 방지층이, 실록산기를 갖는 규소 함유 화합물과, 퍼플루오로알킬기 또는 퍼플루오로알킬에테르기 중 적어도 어느 한 쪽을 포함하는 불소 함유 화합물을 갖는 것이 바람직하다. 양 화합물은, 일반적으로 표면 장력이 낮아, 표면에 존재하기 쉽기 때문에, 다른 성분과 섞인 경우에도 표면에 블리드되기 쉬워, 존재 비율의 조정이 용이해지기 때문이다.
본 발명은, 내지문성, 내매직성, 미끄럼성을 동시에 만족시키는 오염 방지층을 최표면에 갖는 광학 기능 필름을 제공한다는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 광학 기능 필름의 일례를 도시하는 개략적인 단면도이다.
<부호의 설명>
1 : 기재
2 : 광학 기능층
3 : 오염 방지층
본 발명은 광학 기능 필름에 관한 것이다. 이하, 본 발명의 광학 기능 필름에 대하여 설명한다.
본 발명의 광학 기능 필름은, 기재와, 상기 기재 상에 형성된 광학 기능층과, 상기 광학 기능층 상에 형성되고, 이하의 특성을 갖고, 또한 표면의 원소 비율이 규소 원소(Si)와 탄소 원소(C)의 비 Si/C가 0.25 내지 1.0이며, 또한 불소 원소(F)와 탄소 원소(C)의 비인 F/C가 0.10 내지 1.0인 오염 방지층을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
a. 유동 파라핀 접촉각이 65° 이상이며, 또한 유동 파라핀 전락각이 15° 이하
b. 흑 매직 접촉각이 35° 이상이며, 또한 흑 매직 전락각이 15° 이하
c. 동 마찰 계수가 0.15 미만
우선, 본 발명의 광학 기능 필름에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 광학 기능 필름의 일례를 도시하는 개략적인 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광학 기능 필름(10)은, 기재(1)와, 상기 기재(1) 상에 형성된 광학 기능층(2)과, 상기 광학 기능층(2) 상에 형성된 오염 방지층(3)을 갖는 것이다.
종래의 광학 기능 필름의 최표층에 형성되는 오염 방지층은, 실란계 화합물이나, 불소계 화합물이 사용되어 왔다. 실란계 화합물은 내매직성, 미끄럼성, 발수성에 대해서는 양호한 것에 비해, 내지문성이 떨어진다는 문제가 있었다. 한편 불소계 화합물은, 내지문성, 발수성은 양호하나, 내매직성이 떨어지는 등의 문제가 있었다. 따라서, 이러한 실란계 화합물과 불소계 화합물을 혼합, 또는 공중합시켜 양자의 이점을 조합하는 시도가 이루어져 왔으나, 양자의 이점을 더불어 갖는 내지문성, 내매직성, 내미끄럼성, 발수성을 동시에 만족시키는 것은 얻어지지 않고 있다.
이 점, 본 발명에 따르면, 상기 오염 방지층이 유동 파라핀 접촉각이 65° 이상이며, 또한 유동 파라핀 전락각이 15° 이하의 특성을 가짐으로써 우수한 내지문성과, 흑 매직 접촉각이 35° 이상이며, 또한 흑 매직 전락각이 15° 이하인 것에 의해 우수한 내매직성과, 동 마찰 계수가 0.15 미만인 것에 의해 우수한 미끄럼 성을 갖게 되어 내지문성, 내매직성, 미끄럼성을 동시에 만족시킬 수 있는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 광학 기능 필름은 기재와, 광학 기능층과, 오염 방지층을 갖는 것이다. 이하, 이러한 본 발명의 광학 기능 필름의 각 구성에 대하여 설명한다.
1. 오염 방지층
본 발명에 사용되는 오염 방지층은, 후술하는 광학 기능층 상에 형성되는 것이나, 형성 상태에 따라 2개의 형태를 취할 수 있다. 즉, 상기 오염 방지층은, 후술하는 오염 방지층을 구성하는 재료를, 상기 광학 기능층 상에 막 형상으로 형성한 것 및 상기 광학 기능층 내에 혼합시킨 후에, 상기 광학 기능층의 최표면에 블리드시킨 것의 2개의 형태를 취할 수 있다. 본 발명에 있어서는 상기 2개의 형태 중, 어떤 형태든 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 오염 방지층은, 이하의 특성을 갖고, 또한 원소 비율이 규소 원소(Si)와 탄소 원소(C)의 비 Si/C가 0.25 내지 1.0이며, 또한 불소 원소(F)와 탄소 원소(C)의 비인 F/C가 0.10 내지 1.0의 것이다.
a. 유동 파라핀 접촉각이 65° 이상이며, 또한 유동 파라핀 전락각이 15° 이하
b. 흑 매직 접촉각이 35° 이상이며, 또한 흑 매직 전락각이 15° 이하
c. 동 마찰 계수가 0.15 미만
이하, 이러한 오염 방지층에 대하여 상세하게 설명한다.
(1) 유동 파라핀 접촉각 및 유동 파라핀 전락각
유동 파라핀 접촉각 및 유동 파라핀 전락각은, 유동 파라핀으로 대표되는 친유성 성분의 부착 용이성 및 닦임 용이성을 평가함으로써, 본 발명에 사용되는 오염 방지층의 지문의 부착 용이성 및 닦임 용이성을 평가하는 것이다. 이하, 이러한 유동 파라핀 접촉각 및 유동 파라핀 전락각에 대하여 설명한다.
(a) 유동 파라핀 접촉각
유동 파라핀 접촉각이란, 유동 파라핀을 오염 방지층의 표면에 접촉시켜 액적을 만들어 접촉각을 측정한 것을 말한다.
사람이 손으로 만짐으로써 부착되는 지문은, 유지 성분이며 친유성 물질이기 때문에, 동일하게 친유성 물질의 하나인 유동 파라핀의 접촉각을 측정함으로써 지문의 부착 용이성의 지표로 할 수 있다. 여기서 접촉각은 클수록 오염 방지층 표면과 융화되기 어렵고, 부착되기 어려운 것을 의미한다. 즉 유동 파라핀의 접촉각이 클수록 지문이 부착되기 어려운 성질을 갖게 된다.
본 발명에 있어서의 유동 파라핀 접촉각은 65° 이상인 것을 특징으로 하는 것이나, 그 중에서도 70°이상의 범위 내가 바람직하고, 특히 75°이상인 것이 바람직하다. 상기 범위보다 작으면, 본 발명의 광학 기능 필름에 사용한 경우에, 지문이 묻기 쉬운 것으로 되기 때문이다.
또한, 상기 유동 파라핀 접촉각의 측정 방법은, 건조 상태(20℃-65％RH) 하에서, 수평하게 설치한 오염 방지층 상에 바늘끝에서 만든, 직경 3.0㎜의 유동 파라핀의 액적을 접촉시켜 상기 오염 방지층 상에 유동 파라핀의 액적을 형성했다. 접촉각이란, 상기 오염 방지층과 유동 파라핀의 액적이 접촉하는 점에 있어서의 유 동 파라핀의 액적 표면에 대한 접선과 상기 오염 방지층 표면이 이루는 각이며, 유동 파라핀의 액적을 포함하는 측의 각도를 말한다.
이와 같은 접촉각의 측정에 대해서는, 예를 들어 전자동 접촉각계[쿄와 계면과학(주) 제품, DM700]를 사용하여 측정할 수 있다.
(b) 유동 파라핀 전락각
유동 파라핀 전락각이란, 유동 파라핀을 오염 방지층의 표면 상에 접촉시켜서 액적을 만든 후, 오염 방지층을 서서히 기울여 갔을 때에, 액적이 하방으로 미끄러지기 시작할 때의 경사 각도를 전락각으로서 평가하는 것이다. 이와 같은 측정 방법으로 얻어지는 유동 파라핀 전락각은 유동 파라핀의 오염 방지층 표면에 대한 부착력을 측정하는 것이며, 지문의 닦임 용이성의 지표로 할 수 있다. 여기서 전락각이 작을수록 부착력이 약한 것을 의미하고, 지문이 닦이기 쉬운 성질을 갖게 된다. 본 발명에 있어서의 유동 파라핀 전락각은 15° 이하인 것을 특징으로 하는 것이나, 그 중에서도 10° 이하의 범위 내가 바람직하고, 특히 5° 이하의 범위 내가 되는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 크면, 본 발명의 광학 기능 필름에 사용한 경우에 지문이 닦이기 어려운 것이 되기 때문이다.
또한, 상기 유동 파라핀 전락각으로서는, 건조 상태(20℃-65％RH) 하에서, 수평으로 설치한 오염 방지층 상에 바늘끝에서 만든, 직경 3.0㎜의 유동 파라핀의 액적을 접촉시켜 상기 오염 방지층 상에 유동 파라핀의 액적을 형성하였다. 이어서, 상기 오염 방지층을 2°/s의 속도로 경사 각도를 크게 해 나가 유동 파라핀의 액적이 하방으로 미끄러지기 시작할 때의 경사 각도를 유동 파라핀 전락각이라고 한다.
이러한 전락각의 측정에 대해서는, 예를 들어 전자동 접촉각계(쿄와 계면과학(주) 제품, DM700)를 사용하여 측정할 수 있다.
(c) 유동 파라핀 접촉각 및 유동 파라핀 전락각
본 발명에 사용되는 유동 파라핀 접촉각 및 유동 파라핀 전락각은, 각각 지문의 부착 용이성 및 지문의 닦임 용이성을 나타내는 것이며, 양자가 모두 상술한 범위 내에 있기 때문에, 지문이 부착되기 어렵고, 또한 부착된 지문은 닦이기 쉽게 되어 우수한 내지문성을 갖게 된다.
(2) 흑 매직 접촉각 및 흑 매직 전락각
흑 매직 접촉각 및 흑 매직 전락각은, 유성의 흑 매직의 부착 용이성 및 닦임 용이성을 평가하는 것이며, 본 발명에 사용되는 오염 방지층 표면에 대하여, 유성의 흑 매직에 의한 문자 등의 기재 용이성 및 닦임 용이성을 평가하는 것이다. 이하, 이러한 흑 매직 접촉각 및 흑 매직 전락각에 대해 설명한다.
(a) 흑 매직 접촉각
흑 매직 접촉각이란, 흑 매직으로서 유성의 흑 매직의 잉크를 오염 방지층의 표면에 적하시켜 매직 잉크의 액적을 만들어, 접촉각을 측정한 것을 말한다.
이와 같은 흑 매직의 접촉각을 측정함으로써 흑 매직과 오염 방지층의 융합의 용이성, 즉 부착 용이성의 지표로 할 수 있다. 여기서 접촉각은 클 수록 오염 방지층에 부착되기 어려운 것을 의미한다.
본 발명에 있어서의 흑 매직 접촉각은 35°이상인 것을 특징으로 하는 것이 나, 그 중에서도 40° 이상의 범위 내가 바람직하고, 특히 50° 이상의 범위 내로 되는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 작으면 본 발명의 광학 기능 필름에 사용한 경우에, 흑 매직이 부착되기 쉬운 것이 되기 때문이다.
또한, 흑 매직 접촉각의 측정 방법으로서는, 유성의 흑 매직 잉크를 사용하여 액적을 형성한 것 이외에는, 상기 「(1) 유동 파라핀 접촉각 및 유동 파라핀 전락각」의 「(a) 유동 파라핀 접촉각」의 항에 기재한 내용과 마찬가지의 방법으로 측정했다.
여기서, 상기 유성의 흑 매직 잉크로서는, 일반적으로 시판되고 있는 유성의 흑 매직 잉크를 사용할 수 있고, 구체적으로는 MHJ60-T1흑[테라니시 화학 공업(주) 제품]을 사용할 수 있다.
(b)흑 매직 전락각
흑 매직 전락각이란, 유성의 흑 매직의 잉크를, 오염 방지층의 표면 상에 접촉시켜 매직 잉크의 액적을 만들고, 오염 방지층을 서서히 기울여 갔을 때에 액적이 하방으로 미끄러지기 시작할 때의 경사 각도를 전락각으로서 평가하는 것이다.
이와 같이 측정 방법으로 얻어지는 흑 매직 전락각은, 흑 매직의 오염 방지층 표면에 대한 부착력을 측정하는 것이며, 흑 매직의 닦임 용이성의 지표로 할 수 있다. 여기서 전락각이 작을수록 부착력이 약한 것을 의미하고, 지문이 닦이기 쉬운 성질을 갖게 된다. 본 발명에 있어서의 흑 매직 전락각은 15° 이하인 것을 특징으로 하는 것이나, 그 중에서도 10° 이하의 범위 내가 바람직하고, 특히 5° 이하의 범위 내로 되는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 크면 흑 매직의 부착력이 강하여 본 발명의 광학 기능 필름에 사용한 경우에, 흑 매직이 닦이기 어려운 것이 되기 때문이다.
또한, 흑 매직 접촉각의 측정 방법으로서는, 유성의 흑 매직 잉크를 사용하여 액적을 형성한 이외에는, 상기 「(1) 유동 파라핀 접촉각 및 유동 파라핀 전락각」의 「(b) 유동 파라핀 전락각」의 항에 기재한 내용과 마찬가지의 방법으로 측정했다.
또한, 상기 흑 매직 잉크로서는, 상기 「(a)흑 매직 접촉각」과 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.
(c) 흑 매직 접촉각 및 흑 매직 전락각
본 발명에 사용되는 흑 매직 접촉각 및 흑 매직 전락각은, 각각 유성의 흑 매직의 부착 용이성 및 닦임 용이성을 나타내는 것이다. 흑 매직 접촉각 및 흑 매직 전락각 양자가 모두 상술한 범위 내에 있음으로써, 흑 매직이 부착되기 어렵고, 부착된 경우에 있어서는 닦아내기 쉬운 것이 되어 우수한 내매직성을 갖게 된다.
(3) 동 마찰 계수
본 발명에 사용되는 동 마찰 계수는, 예를 들어 상기 오염 방지층 표면에 부착된 지문이나 매직을 천 등으로 닦아낼 때의 닦임 용이성의 지표가 되는 미끄럼성을 나타내는 것이다. 여기서, 동 마찰 계수가 작은 경우에는 상기 오염 방지층 표면이 미끄러지기 쉬워, 지문이나 매직을 천 등으로 닦아내기 쉬운 것이 된다. 본 발명에 있어서는, 상기 동 마찰 계수가 0.15 미만인 것을 특징으로 하는 것이나, 그 중에서도 0.10 이하의 범위 내가 바람직하고, 특히 0.08 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 범위보다 크면 지문 등을 닦아내기 어려운 것이 되기 때문이다.
또한, 상기 동 마찰 계수는 건조 상태(20°-65％RH) 하에서 HEIDON HHS-2000 동 마찰 시험기에 의해, 10㎜Φ 스테인리스강구, 하중 200g, 속도 5㎜/s로 측정한 값을 사용했다.
(4) 기타의 특성
본 발명에 사용되는 오염 방지층은, 표면의 원소 비율이 규소 원소(Si)와 탄소 원소(C)의 비 Si/C가 0.25 내지 1.0이며, 또한 불소 원소(F)와 탄소 원소(C)의 비인 F/C가 0.10 내지 1.0이며, 상술한 특성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 다른 특성을 갖는 것이어도 된다. 본 발명에 있어서는, 예를 들어 물접촉각이 100° 이상, 표면 거칠기(Ra)를 2㎚ 이하로 해도 된다.
상기 물접촉각은 물과의 융합의 용이성, 즉 물의 부착 용이성을 나타내는 것이며, 접촉각이 크면 물이 부착되기 어려운 특성을 갖는 것을 의미한다. 최근, 옥내뿐만 아니라, 옥외에 있어서도 디스플레이 등이 사용되게 되어 있어, 비바람에 노출되어도 양호하게 화상을 인식할 수 있는 것이 요구되고 있다. 그러한 요구에 대하여, 상기 물접촉각이 100° 이상인 것에 의해 물이 부착되기 어렵고, 닦아내기 쉬운 것이 되어 우수한 발수성을 가질 수 있다. 본 발명에 있어서는, 물접촉각이 100°이상이면 되나, 그 중에서도 105° 이상의 범위 내가 바람직하고, 특히 110° 이상인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위보다 작으면 충분한 발수성을 발휘할 수 없어 디스플레이에 표시되는 화상을 양호하게 인식할 수 없을 가능성이 있기 때문이다.
또한, 물접촉각의 측정 방법으로서는 증류수를 사용하여 액적을 형성한 이외에는 상기 「(1) 유동 파라핀 접촉각 및 유동 파라핀 전락각」의 「(a) 유동 파라핀 접촉각」의 항에 기재한 내용과 마찬가지의 방법으로 측정했다.
상기 오염 방지층의 표면 거칠기(Ra)는 오염 방지층 표면의 요철의 유무를 나타내는 것이며, 이 값이 크면 표면에 큰 요철이 있는 것을 의미한다. 상기 표면 거칠기(Ra)가 클 경우에는 내찰상성, 내마모성이 약하고, 또한 먼지가 부착되기 쉽다는 문제가 발생한다. 그에 대해, 표면 거칠기(Ra)가 2㎚ 이하인 것에 의해, 내찰상성, 내마모성이 우수하고, 오염 방지층 표면의 요철에 먼지가 부착되기 어려운 것으로 할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 표면 거칠기(Ra)가 2㎚ 이하이면 되나, 그중에서도 1.5㎚ 이하의 범위 내가 바람직하고, 특히 1㎚ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 범위보다 크면 내찰상성, 내마모성이 열화되기 쉽고, 오염 방지층 표면에 먼지가 부착되기 쉬워지기 때문이다.
여기서 상기 표면 거칠기(Ra)는 평균 면거칠기를 나타내고 있으며, 원자간력 현미경[일본 비코(주) 제품, Nanoscope Ⅲa]을 사용하고, 스캐너는 DMLS-633G를 사용하였다. 캔틸레버는 실리콘 제품인 MPP-21100-10을 사용했다. 모두 일본 비코사로부터 구입할 수 있는 일반적으로 사용되고 있는 것이다. 관찰 모드는 법핑 모드로 행하였다. 관찰에 사용하는 캔틸레버는 탐침 오염에 의한 분해능 저하가 없도록 항상 신품을 사용했다. 또한 관찰 시에 있어서의 마모 열화를 방지하기 위해, 분해능을 희생으로 하지 않는 범위에서 가능한 한 탐침에 가해지는 부하가 작은 조건에서 행하였다. 건조 상태(20°-65％RH) 하에서 1㎛×1㎛의 미소 범위를 측정하여 분해능 256픽셀×256픽셀로 관찰함으로써 행하였다. 주사 속도는 1.0㎐로 행하였으나, 분해능에 지장이 없으면 이 속도에 구애받을 일은 없다. 관찰 후 부속의 소프트웨어에 의해 데이터의 경사를 보정하고, 그 후 부속의 소프트웨어에 의해 표면 거칠기 평가를 행하였다. 표면 거칠기(Ra)는, 하기 수학식1에 의해 얻었다.
Figure 112009019924794-PCT00001
상기 수학식1로 얻어지는 평균 면거칠기 Ra값(㎚)은 JIS B 0601로 정의되어 있는 중심선 평균 거칠기(Ra)를, 측정면에 대하여 적용하여 3차원으로 확장한 것으로, 「기준면부터 지정면까지의 편차의 절대값을 평균한 값」으로 표현한 것이다. 여기서, 상기 수학식1에서 사용한, S0, F(X, Y), XL 내지 XR, YB 내지 YT, Z0의 의미는 다음과 같다.
Ra : 평균 면거칠기값(㎚)
S0 : 측정면이 이상적으로 편평하다고 했을 때의 면적(|XR-XL|×|YT-YB|)
F(X, Y) : 측정점(X, Y)에 있어서의 높이(X는 X 좌표, Y는 Y 좌표)
XL 내지 XR : 측정면의 X 좌표의 범위
YB 내지 YT : 측정면의 Y 좌표의 범위
ZO : 측정면 내의 평균 높이
(5) 오염 방지층
본 발명에 사용되는 오염 방지층의 표면의 원소 비율은, 상술한 특성을 갖는 것이며, 규소 원소(Si)와 탄소 원소(C)의 비 Si/C가 0.25 내지 1.0이며, 또한 불소 원소(F)와 탄소 원소(C)의 비인 F/C가 0.10 내지 1.0이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서는, Si/C가 0.25 내지 1.0이며, 또한 F/C가 0.10 내지 1.0인 것을 특징으로 하는 것이나, 그 중에서도 상기 원소 비율은 Si/C가 0.3 이상의 범위 내이며, 또한 F/C가 0.15 이상의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 Si/C가 0.35 이상의 범위 내이며, 또한 F/C가 0.20 이상의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 범위보다 작으면 상술한 특성이 충분히 발휘되지 않기 때문이다. 또한, Si/C가 1.0을 초과하는 원소 비율로 되면, 다른 성분과의 상용성이 현저하게 나빠지기 때문에, 도공면에 튐이나 얼룩을 발생시키거나, 백화되거나 하는 악영향을 미친다. 또한, 최표층의 막 강도의 저하도 야기시킨다. F/C가 1.0을 초과하는 원소 비율로 된 경우에도 마찬가지의 문제를 발생시키기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 상기 원소 비율의 측정에는 ESCA(각도 분해형 미소 영역 X선 광전자 분광 장치 Theta Probe[서모 일렉트론(주) 제품]을 사용하여 이하의 조건 하에서 상기 오염 방지층 표면을 측정한 결과를 사용했다. X선 광전자 분광법(XPS)의 측정에서는, 반사 방지막의 표면으로부터 대략 1㎚ 내지 10㎚의 범위의 원소가 검출된다.
(측정 조건)
X선원 : 단색화 AlKα
측정 면적 : 400㎛Φ
X선 출력 : 100W
표면이 이러한 원소 비율인 오염 방지층을 구성하는 재료로서는, 규소 함유 화합물과, 불소 함유 화합물을 갖는 것을 들 수 있고, 그 중에서도 실록산기를 갖는 규소 함유 화합물과, 퍼플루오로알킬기 또는 퍼플루오로알킬에테르기 중 적어도 어느 한 쪽을 포함하는 불소 함유 화합물을 갖는 것이 바람직하다. 양 화합물은, 일반적으로 표면 장력이 낮아 표면에 존재하기 쉽기 때문에, 다른 성분과 섞인 경우에도 표면에 블리드되기 쉬워 존재 비율의 조정이 용이해지기 때문이다.
본 발명에 사용되는 실록산기를 갖는 규소 함유 화합물로서는, 하기 화학식1로 나타내는 것을 사용할 수 있다. 식에서, Ra는 메틸기 등의 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 나타내고, Rb는 비치환, 혹은 아미노기, 에폭시기, 카르복실기, 수산기 또는 (메타)아크릴로일기로 치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 3의 알콕시기 또는 폴리에테르 변성기를 나타내고, 각 Ra, Rb는 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또한, m은 0 내지 250, n은 0 내지 250의 정수이다.
Figure 112009019924794-PCT00002
본 발명에 있어서는, 상기 화학식1로 나타내는 구조를 갖는 화합물 중에서도, 특히 편 말단을 (메타)아크릴로일 변성을 한 X-22-174DX, X-22-2426[모두 신에 츠 화학공업(주) 제품] 또는 양 말단을 (메타)아크릴로일 변성을 한 X-22-164A, X-22-164E[모두 신에츠 화학 공업(주) 제품]를 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 사용되는 불소 함유 화합물로서는, CdF2d+1(d는 1 내지 21의 정수)로 나타내는 퍼플루오로알킬기 또는 -(CF2-CF2-O)-로 나타내는 퍼플루오로알킬에테르기 중 적어도 어느 한 쪽을 포함하는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 불소 함유 모노머의 중합체 또는 불소 함유 모노머와 불소 비함유 모노머의 공중합체 등을 사용할 수도 있다.
본 발명에 있어서는, 그 중에서도 하기 화학식2로 나타내는 퍼플루오로폴리에테르기를 갖는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, p는 0 내지 2000, q는 0 내지 2000의 정수이다.
Figure 112009019924794-PCT00003
본 발명에 있어서는, 상기 화학식2로 나타내는 퍼플루오로폴리에테르기를 갖는 화합물 중에서도, 특히 양 말단 또는 편 말단을 (메타)아크릴로일 변성된 퍼플루오로폴리에테르 화합물이 바람직하게 사용된다. 구체적으로는, 양 말단 우레탄메타크릴레이트 변성된 MD700, 5101X[모두 솔베이솔레크시스(주) 제품], 양 말단 우레탄아크릴레이트 변성된 5090X[솔베이솔레크시스(주) 제품]를 들 수 있다.
또한, 본 발명에 사용되는 오염 방지층을 구성하는 재료로서는, 상기 실록산 기를 갖는 규소 함유 화합물과, 퍼플루오로알킬기 또는 퍼플루오로알킬에테르기 중 적어도 어느 한 쪽을 포함하는 불소 함유 화합물을 갖는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니며, 혼합물로서 사용해도 좋고, 양자를 공중합하여 동일 분자 내에 포함하는 것이어도 된다. 본 발명에 있어서는 양자 모두 적절하게 사용할 수 있으나, 동일 분자 내에 포함하는 것이 바람직하다. 상기 오염 방지층의 표면의 원소 비율의 조정이 용이하기 때문이다.
본 발명에 있어서는, 상기 규소 함유 화합물과, 불소 함유 화합물의 비로서는, 상기 오염 방지층의 표면의 Si/C 및 F/C가 상술한 범위 내에 있으면 특별히 한정되는 것은 아니며, 사용하는 화합물의 종류에 따라 적절하게 선택하는 것이다.
본 발명에 사용되는 오염 방지층의 막 두께는, 상기 오염 방지층이 상기 오염 방지층을 구성하는 재료를, 후술하는 광학 기능층의 최표면에 블리드시켜 형성한 것일 경우에는 명확하게 규정할 수 없는 경우도 있으나, 상기 오염 방지층이 후술하는 광학 기능층 상에 막 형상으로 형성된 것인 경우에 있어서는 통상 1㎚ 내지 30㎚의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 5㎚ 내지 10㎚의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 두꺼우면 광학 특성에 영향을 미치게 하고, 디스플레이 등에 사용한 경우에 화상을 양호하게 인식할 수 없을 가능성이 있기 때문이다.
본 발명에 있어서의 상기 오염 방지층의 형성 방법으로서는, 용제 중에 상술 한 실록산기를 갖는 규소 함유 화합물과, 퍼플루오로알킬기 또는 퍼플루오로알킬에테르기 중 적어도 어느 한 쪽을 포함하는 불소 함유 화합물을, 용해 또는 분산시켜 오염 방지층 도공액을 조제하고, 후술하는 광학 기능층 상에 도포, 건조하는 방법이나, 후술하는 광학 기능층을 형성하는 광학 기능층 형성용 도공액 중에 용해하여 후술하는 기재 상에 도포함으로써 상기 광학 기능층의 표면에 블리드 아웃시키는 방법을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 후자의 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 막 두께를 얇은 것으로 할 수 있고, 또한 공정수를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
2. 기재
본 발명에 사용되는 기재로서는, 디스플레이 등의 화상 표시 장치의 전방면에 배치했을 때에 디스플레이 등에 표시되는 화상을 양호하게 인식할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이와 같은 기재로서는, 가시광을 흡수하지 않는 투명 필름을 사용할 수 있다. 이러한 투명 필름으로서는, 예를 들어 트리아세틸셀룰로스 필름, 폴리에틸렌텔레프탈레이트 필름, 디아세틸셀룰로스 필름, 아세테이트부틸레이트셀룰로스 필름, 폴리에테르설폰 필름, 폴리아크릴계 필름, 폴리우레탄계 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에테르 필름, 트리메틸펜텐 필름, 폴리에테르케톤 필름, 아크릴로니트릴 필름, 메타크릴로니트릴 필름 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 상기 투명 필름 재료 중에서도, 1축 또는 2축 연신 폴리에스테르 필름 및 트리아세틸셀룰로스 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 1축 또는 2축 연신 폴리에스테르 필름은, 투명성, 내열성이 우수 한 것이기 때문이며, 트리아세틸셀룰로스 필름은 광학 이방성이 없기 때문이다.
상기 투명 필름의 두께는, 화상을 양호하게 인식할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니나, 통상 25㎛ 내지 1000㎛의 범위 내이다.
3. 광학 기능층
본 발명에 사용되는 광학 기능층은, 상술한 기재상 및 오염 방지층 사이에 형성되는 것이며, 디스플레이 등의 표면에 사용되었을 때에 원하는 광학 기능을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서, 상기 광학 기능층으로서는, 예를 들어 필름의 표면의 흠집이 생기기 않도록 내찰상성의 기능을 갖는 하드 코팅층, 반사 방지의 기능을 갖는 저굴절률층, 대전을 방지함으로써 먼지의 부착 방지의 기능을 갖는 대전 방지층, 외광의 반사를 확산시킴으로써 확산 반사가 되어, 형광등 등의 화면으로의 투영을 감소시키는 기능을 갖는 방현층 등을 들 수 있고, 이러한 광학 기능층 중 적어도 1층 이상을 적층하여 이루어지는 것이다.
본 발명에 사용되는 광학 기능층의 적층순으로서는, 통상 기재측부터 대전 방지층, 하드 코팅층, 방현층, 저굴절률층의 순으로 적층된다. 그 때문에, 상기 광학 기능층의 층 구성으로서는, 예를 들어 기재/대전 방지층, 기재/하드 코팅층, 기재/저굴절률층, 기재/대전 방지층/하드 코팅층, 기재/하드 코팅층/저굴절률층, 기재/대전 방지층/하드 코팅층/저굴절률층, 기재/방현층, 기재/방현층/저굴절률층, 기재/방현층/하드 코팅층/저굴절률층, 기재/대전 방지층/방현층, 기재/대전 방지층/방현층/저굴절률층, 기재/대전 방지층/방현층/하드 코팅층/저굴절률층 등을 들 수 있다.
(1) 대전 방지층
본 발명에 사용되는 대전 방지층은, 대전 방지 효과에 의해, 먼지의 부착 방지, 혹은 본 발명의 광학 기능 필름을 CRT에 사용한 경우의 전자파 실드 효과를 얻을 수 있다.
이러한 대전 방지층으로서는, 통상 도전성 미립자를 수지 조성물로 분산시킨 것이 사용된다.
상기 대전 방지층에 사용되는 도전성 미립자로서는, 예를 들어 안티몬 도프의 인듐·틴옥산드(ATO)나 인듐·틴옥산드(ITO), 금 및/또는 니켈에 의해 표면 처리한 유기 화합물 미립자 등을 들 수 있다. 또한, 대전 방지제로서는, 제4급 암모늄염 등의 양이온성 대전 방지제, 술폰산염기, 황산 에스테르염기 등의 음이온계 대전 방지제, 폴리에틸렌글리콜계 등의 비이온성의 대전 방지제 등의 각종 계면 활성제형 대전 방지제, 또한 상기와 같이 대전 방지제를 고분자량화한 고분자형 대전 방지제 등이어도 된다. 또한, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리아센, 또는 그 각 유도체 등의 도전성 폴리머도 사용할 수 있다.
상기 대전 방지층에 사용되는 수지 조성물로서는, 상기 도전성 미립자를 포함할 수 있는 투명한 수지 조성물이면, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 열가소성 수지, 열경화형 수지, 감광성 수지 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 대전 방지층의 제조 방법은, 균일한 막 두께로 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상의 코팅 방법을 사용할 수 있 다.
또한 본 발명에 있어서는, 상기 도전성 미립자를 후술하는 하드 코팅층, 저굴절률층, 방현층에 첨가함으로써, 각각이 대전 방지층으로서의 기능을 더불어 갖는 것으로 해도 된다.
(2) 하드 코팅층
본 발명에 사용되는 하드 코팅층은, 본 발명의 광학 기능 필름의 표면의 흠집이 생기지 않도록 내찰상성 효과를 부여하는 것이다. 본 발명에 있어서, 상기 하드 코팅층으로서는, JIS 5600-5-4 : 1999로 나타내는 연필 경도 시험으로 H 이상의 경도를 나타내는 것이다.
이와 같은 하드 코팅층을 구성하는 재료로서는, 투명성을 갖고, 하드 코드성이 얻어지는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 열가소성 수지, 열경화형 수지, 전리 방사선 경화형 수지 등을 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 하드 코팅성이 우수한 것으로 할 수 있는 이점으로부터, 그 중에서도 반응 경화형 수지, 즉 열경화형 수지 및/또는 전리 방사선 경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 전리 방사선 경화형 수지를 하드 코팅층의 바인더 수지에 사용하는 것이 바람직하다. 생산성, 에너지 효율, 다른 부재에의 열 데미지의 저감 등이 우수하기 때문이다.
본 발명에 사용되는 하드 코팅층을 형성하기에 적합한 전리 방사선 경화형 수지 조성물로서는, 바람직하게는 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 것, 예를 들어 비교적 저분자량의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리에테르 수지, 다가 알코올, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨디(메타)아크릴레이트모노스테아레이트 등의 디(메타)아크릴레이트; 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트 등의 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트 유도체나 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트 등의 다관능(메타)아크릴레이트 등의 다관능 화합물 등의 모노머류나 에폭시아크릴레이트나 우레탄아크릴레이트 등의 올리고머 등을 사용할 수 있다.
상기 전리 방사선 경화형 수지 조성물에 사용하는 광중합 개시제는, 상기 전리 방사선 경화형 수지 조성물의 반응 형식에 맞추어 광 래디컬 개시제 또는 광 양이온 개시제 등을 적절하게 선택한다. 광중합 개시제에는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 광중합 개시제는 바인더 성분의 전리 방사선 경화성의 반응 형식에 맞추어 광 래디컬 개시제 또는 광양이온 개시제 등을 적절하게 선택한다.
이러한 광중합 개시제로서는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 아세토페논류, 벤조페논류, 케탈류, 안트라퀴논류, 디슬피드 화합물류, 티우람 화합물류, 플루오로아민 화합물류 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 1-히드록시시클로헥실-페닐-케톤, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 벤질디메틸케톤, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-프로판-1-온, 벤조페논 등을 예시할 수 있다. 이들 중에서도 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 및 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온은, 소량으로도 전리 방사선의 조사에 의한 중합 반응을 개시해 촉진하므로 본 발명에 있어서 바람직하게 사용된다. 이들은 어느 한 쪽을 단독으로, 또는 양쪽을 조합하여 사용할 수 있다. 이들은 시판품에도 존재하고, 예를 들어 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤은 이가큐어184(Irgacure184)의 상품명으로 치바스페셜티케미컬즈(주)로부터 입수할 수 있다.
본 발명에 사용되는 하드 코팅층의 막 두께는, 내찰상성을 발휘할 수 있고, 충분한 강도를 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 경화 후에 있어서, 0.1㎛ 내지 100㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.8㎛ 내지 20㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 범위보다 얇으면 충분한 하드 코팅 성능이 얻어지지 않고, 상기 범위보다 두꺼우면 외부로부터의 충격에 대하여 깨지기 쉬워지기 때문이다.
본 발명에 사용되는 하드 코팅층의 제조 방법은, 균일한 막 두께로 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상의 코팅 방법을 사용할 수 있다.
(3) 방현층
본 발명에 사용되는 방현층은, 표면에 미세한 요철 형상을 갖고, 방현 기능을 제공하는 층이다.
상기 방현층은, 방현성을 부여하기 위한 투광성 미립자 및 기재나 인접하는 층에 대한 밀착성을 부여하기 위한 바인더를 함유하고, 또한 필요에 따라 레벨링제 등의 첨가제, 굴절률 조정, 가교 수축 방지, 고압입 강도 부여를 위한 무기 필러 등을 함유하여 형성된다.
상기 각 투광성 미립자는, 특별히 한정되지 않고, 무기계, 유기계의 것을 사용할 수 있다. 유기계 재료에 의해 형성되어 이루어지는 미립자의 구체예로서는, 플라스틱 비즈를 들 수 있다. 플라스틱 비즈로서는, 스틸렌 비즈(굴절률 1.60), 멜라민 비즈(굴절률 1.57), 아크릴 비즈(굴절률 1.50 내지 1.53), 아크릴-스틸렌비즈(굴절률 1.54 내지 1.58), 벤조구아나민 비즈, 벤조구아나민·포름알데히드 축합 비즈, 폴리카보네이트 비즈, 폴리에틸렌 비즈 등을 들 수 있다. 상기 플라스틱 비즈는, 그 표면에 소수성기를 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 스틸렌 비즈를 들 수 있다. 무기계 미립자로서는, 부정형 실리카, 무기 실리카 비즈 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용되는 투광성 미립자의 입경은, 바인더 중에 균일하게 분산시킬 수 있어, 원하는 요철이 얻어지는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며 0.5㎛ 내지 8㎛의 것이 적절하게 사용된다.
또한, 이러한 투광성 미립자의 바인더에 대한 함유량으로서는 바인더 100질량부에 대하여 1질량부 내지 15질량부의 범위 내에서 바람직하게 사용된다.
본 발명에 사용되는 방현층에 사용할 수 있는 바인더로서는, 투명한 수지이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 열가소성 수지 및 반응 경화형 수지인 열경화형 수지, 전리 방사선 경화형 수지 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 방현층의 막 두께로서는, 원하는 방현성이 얻어지는 것 이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 사용하는 투광성 미립자의 종류나, 본 발명의 광학 기능 필름의 용도 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다.
또한, 상기 방현층은, 단층이어도 되나 복층으로 이루어지는 것이어도 된다. 방현층이 복층인 경우, 기초 요철층 및 이 기초 요철층 상에 설치된 표면 형상 조정층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 표면 형상 조정층은 상기 기초 요철층의 표면 형상을 보다 적절한 요철 형상으로 조정하는 기능을 갖는 층이다. 방현층이 복층인 경우의 기초 요철층은 표면이 요철 형상을 갖는 것으로서, 요철층이 단층일 경우의 방현층과 실질적으로 동일한 방법에 의해 얻을 수 있다.
본 발명에 사용되는 방현층의 형성 방법은, 통상 상기 투광성 미립자를, 상기 바인더에 혼합하여, 도공액으로 한 것을 도공함으로써 형성한다.
이러한 도공액에 있어서는, 사용 시에 침전한 투광성 미립자를 잘 교반하여 분산시킬 필요가 있다. 이와 같은 문제를 없애기 위해 상기한 도공액에 침강 방지제로서, 입경 0.5㎛ 이하, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 0.25㎛의 실리카 비즈를 첨가해도 좋다. 또한, 이 실리카 비즈는 첨가할수록 유기 필러의 침강 방지에 유효하나, 도막의 투명성에 악영향을 끼친다. 따라서, 도막의 투명성을 손상시키지 않고, 또한 침강 방지할 수 있는 범위, 즉 바인더 100질량부에 대하여 0.1질량부 미만 정도 실리카 비즈를 첨가하는 것이 바람직하다.
(4) 저굴절률층
본 발명에 있어서의 저굴절률층으로서는, 상기 광학 기능층에 반사 방지 효과를 부여할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 저굴절률 미 립자와 바인더 성분을 갖는 것을 들 수 있다. 저굴절률 미립자는, 바인더 성분보다도 낮은 굴절률을 갖는 미립자이다.
(저굴절률 미립자)
본 발명에 있어서 사용되는 코어가 되는 저굴절률 미립자는, 코팅 조성물에 있어서 사용되는 바인더 성분보다도 낮은 굴절률을 갖는 미립자이다. 본 발명에 있어서는, 상기 저굴절률 미립자의 굴절률로서는 1.44 이하인 것이 바람직하고, 그 중에서도 1.40 이하인 것이 바람직하다. 충분한 저굴절률성을 부여할 수 있기 때문이다.
본 발명에 있어서 사용되는 저굴절률 미립자로서는, 공극을 갖는 미립자, 혹은 저굴절률성을 갖는 금속 불화물 미립자 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 공극을 갖는 미립자란, 미립자의 내부에 기체가 충전된 구조 및/또는 기체를 포함하는 다공질 구조체를 형성하는 미립자를 의미한다. 기체가 굴절률 1.0의 공기일 경우, 미립자 본래의 굴절률에 비해 미립자 중의 점유율에 비례하여 굴절률이 저하된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 미립자의 형태, 구조, 응집 상태, 막 내부에서의 미립자의 분산 상태에 의해 내부 및/또는 표면의 적어도 일부에 나노포러스 구조의 형성이 가능한 미립자도 포함된다.
본 발명에 있어서 사용되는 저굴절률 미립자 중 공극을 갖는 미립자의 재료로서는 무기물, 유기물 중 무엇이든 상관없으며, 예를 들어 금속, 금속 산화물, 수지로 이루어지는 것을 들 수 있고, 그 중에서도 산화규소(실리카) 미립자를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 실리카 미립자는 결정성, 졸 형상, 겔 형상의 상태 등 이어도 상관없다.
공극을 갖는 무기계의 미립자의 구체예로서는, 일본 특허 공개평7-133105호 공보, 일본 특허 출원 공개2001-233611호 공보 등에 개시된 복합 산화물 졸 또는 중공 실리카 미립자를 들 수 있다. 그 중에서도, 일본 특허 출원 공개2001-233611호 공보에서 개시되어 있는 기술을 사용하여 조제한 중공 실리카 미립자가 바람직하다. 공극을 갖는 무기계 미립자는 경도가 높기 때문에, 바인더 성분과 혼합하여 저굴절률층을 형성했을 때 그 층 강도가 향상되고, 또한 굴절률을 1.20 내지 1.44 정도의 범위 내로 조제하는 것이 가능하기 때문이다.
상기한 바와 같은 중공 실리카 미립자 등의 공극을 갖는 무기계 미립자는, 구체적으로는 이하의 제1 내지 제3 공정에 의해 제조할 수 있다.
즉, 제1 공정으로서, 미리 실리카 원료 및 실리카 이외의 무기 산화물 원료의 알카리수 용액을 개별적으로 조제하거나 또는 양자의 혼합 수용액을 조제한다. 다음에, 목적으로 하는 복합 산화물의 복합 비율에 따라 얻어진 상기 수용액을 pH10 이상의 알칼리 수용액 중에 교반하면서 서서히 첨가한다. 또한, 제1 공정 대신에, 미리 시드 입자를 포함하는 분산액을 출발 원료로 하는 것도 가능하다.
다음에, 제2 공정으로서, 상기의 공정에서 얻어진 복합 산화물로 이루어지는 콜로이드 입자로부터 규소와 산소 이외의 원소 중 적어도 일부를 선택적으로 제거한다. 구체적으로는, 복합 산화물 중의 원소를 광물산이나 유기산을 사용하여 용해 제거하거나, 혹은 양이온 교환 수지와 접촉시켜 이온 교환 제거한다.
계속해서, 제3 공정으로서 이 일부 원소가 제거된 복합 산화물의 콜로이드 입자에, 가수 분해성의 유기 규소 화합물 또는 규산액 등을 가함으로써 콜로이드 입자의 표면을 가수 분해성 유기 규소 화합물 또는 규산액 등의 중합물로 피복한다. 이와 같이 하여, 상기 공보에 기재된 복합 산화물 졸을 제조할 수 있다.
또한, 형성한 저굴절률층의 내부 및 / 또는 표면의 적어도 일부에 나노포러스 구조를 형성하는 것이 가능한 미립자로서는, 앞의 실리카 미립자 외에 비표면적을 크게 하는 것을 목적으로 하여 제조되어, 충전용의 컬럼 및 표면의 다공질부에 각종 화학 물질을 흡착시키는 제방재, 촉매 고정용으로 사용되는 다공질 미립자 또는 단열재나 저유전재에 내장하는 것을 목적으로 하는 중공 미립자의 분산체나 응집체를 들 수 있다. 그러한 구체예로서는, 시판품으로서 일본 실리카 공업 주식회사 제품의 상품명 Nipsil이나 Nipgel 중에서 다공질 실리카 미립자의 집합체, 닛산 화학 공업(주) 제품의 실리카 미립자가 쇄 형상으로 연결된 구조를 갖는 콜로이드 실리카 UP 시리즈(상품명)로부터 본 발명의 바람직한 입자 직경의 범위 내의 것을 이용하는 것이 가능하다.
한편, 공극을 갖는 유기계의 미립자의 구체예로서는, 일본 특허 출원 공개2002-80503호 공보에서 개시되어 있는 기술을 사용하여 조제한 중공 고분자 미립자를 바람직하게 들 수 있다. 중공 고분자 미립자는, 구체적으로는 분산 안정제의 수용액 중에서, (i) 1종 이상의 가교성 모노머, (ⅱ) 개시제, (ⅲ) 1종 이상의 가교성 모노머로부터 얻어지는 중합체, 또는 1종 이상의 가교성 모노머와 1종 이상의 단관능성 모노머의 공중합체, 및 (i) 내지 (ⅲ)에 대하여 상용성이 낮은 수난용성의 용매로 이루어지는 혼합물을 분산시키고, 현탁중합을 행함으로써 제조할 수 있 다. 또한 여기서, 가교성 모노머란 중합성 반응기를 2개 이상 갖는 것이며, 단관능성 모노머란 중합성 반응기를 1개 갖는 것이다.
본 발명에 있어서 저굴절률 미립자로서 공극을 갖는 미립자를 사용할 경우의 굴절률로서는 1.20 내지 1.44의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 1.22 내지 1.40의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 범위보다 크면 충분히 저굴절률화할 수 없기 때문이며, 상기 범위보다 작으면 미립자 자체의 강도의 확보가 곤란해지기 때문이다.
한편, 본 발명에 있어서 사용되는 금속 불화물 미립자의 재료로서는, 굴절률이 낮은 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 불화 마그네슘, 불화 알루미늄, 불화 칼슘, 불화 리튬 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 저굴절률 미립자로서 금속 불화물 미립자를 사용할 경우의 굴절률로서는 1.30 내지 1.44의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 1.33 내지 1.40의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 범위보다 크면 충분히 저굴절률화할 수 없기 때문이며, 저굴절률층을 충분히 저굴절률화하는 것이 가능한 점에서 상기 범위가 바람직하다.
미립자의 형상은, 구 형상, 쇄 형상, 침 형상, 판 형상, 편 형상, 막대 형상, 섬유 형상, 수지 형상 중 어느 것이든 상관없다.
저굴절률 미립자의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 1㎚ 이상 100㎚ 이하이며, 더 바람직하게는 하한이 10㎚ 이상이며 상한이 50㎚ 이하이다. 미립자의 평균 입자 직경이 100㎚를 초과할 경우에는 투명성을 손상시킬 우려가 있기 때문이다. 한편, 미립자의 평균 입자 직경이 1㎚ 미만일 경우에는 미립자의 분산이 곤란해질 우려가 있다. 미립자의 평균 입자 직경이 이 범위 내에 있는 것에 의해 저굴절률층이 우수한 투명성을 부여하는 것이 가능해진다.
(바인더 성분)
본 발명에 사용되는 바인더 성분으로서는, 상술한 저굴절률 미립자를 균일하게 분산하여 사용할 수 있어 우수한 성막성이나, 기재나 인접하는 층에 대한 밀착성을 부여할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다.
이러한 바인더 성분으로서는, 고화 또는 경화되었을 때에 투명성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 가시광, 자외선, 전자선 등의 전자파 또는 에너지 입자선에 감응하여 경화되는 광 경화성 바인더 성분이나, 열에 감응하여 경화되는 열경화성 바인더 성분으로 대표되는 반응성 바인더 성분 또는 광이나 열 등에 감응하는 일 없이 건조 또는 냉각에 의해 고화되는 열가소성 수지 등으로 대표되는 비반응성 바인더 성분을 사용할 수 있다.
그 중에서도 본 발명에 있어서는, 광 경화성 바인더 성분, 특히 전리 방사선 경화성 바인더 성분을 사용하는 것이 바람직하다. 도공 적성이 우수한 코팅 조성물을 조제할 수 있어, 균일한 대면적 도막을 형성하기 쉽기 때문이다. 또한, 도막 중의 바인더 성분을 도공 후에 광중합에 의해 경화시킴으로써 비교적 강도가 높은 도막이 얻어지기 때문이다.
이러한 전리 방사선 경화성 바인더 성분으로서는, 전리 방사선의 조사를 받았을 때에 직접, 또는 개시제의 작용을 받아 간접적으로 중합이나 2량화 등의 대분 자화를 진행시키는 반응을 일으키는 중합성 관능기를 갖는 모노머, 올리고머 및 폴리머를 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 주로 아크릴기, 비닐기, 알릴기 등의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 래디칼 중합성의 것이나, 에폭시기 함유 화합물과 같은 광 양이온 중합성의 것을 사용할 수 있다.
상기 열경화성 바인더 성분으로서는, 가열에 의해 동일한 관능기 또는 다른 관능기 사이에서 중합 또는 가교 등의 대분자량화 반응을 진행시켜 경화시킬 수 있는 경화 반응성 관능기를 갖는 모노머, 올리고머 및 폴리머를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 알콕시기, 수산기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기, 수소 결합 형성기 등을 갖는 모노머, 올리고머를 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 전리 방사선 경화성 바인더 성분, 상기 열경화성 바인더 성분으로서는 바인더 성분 사이에서 가교 결합이 되도록 1분자 내에 중합성 관능기를 2개 이상 갖는 다관능성인 것이 바람직하다.
상기 비반응성 바인더 성분으로서는, 광학 박막을 형성하기 위하여 종래부터 사용되고 있는 비중합 반응성의 투명 수지, 예를 들어 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리아크릴레이트, 폴리 메타크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리스티롤, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 폴리카보네이트 등을 예시할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 바인더 성분의 1종류를 사용해도 되고, 2종류 이상을 혼합한 것이어도 좋다. 예를 들어, 상기 전리 방사선 경화성 바인더 성분에 상기 열경화성 바인더 성분이나, 상기 비반응성 바인더 성분과 같이 다른 반응 형 식의 중합성 모노머, 올리고머, 폴리머를 조합해도 된다.
본 발명에 사용되는 저굴절률층을 구성하는 상기 저굴절률 미립자 및 상기 바인더 성분의 배합 비율로서는, 저굴절률 미립자 10질량부에 대하여, 바인더 성분을 3질량부 내지 20질량부로 배합하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 저굴절률층의 두께는 반사 방지 효과를 발휘할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니나, 통상 10㎚ 내지 200㎚의 범위 내이다.
본 발명에 사용되는 저굴절률층의 형성 방법으로서는, 막 두께를 균일한 것으로 할 수 있는 것이면 특별히 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 열CVD법 등 다양한 진공 성막의 방법, 혹은 졸겔법 등에 의한 웨트 코팅등의 공지의 방법을 사용할 수 있으나, 통상 상기 저굴절률 미립자 및 바인더 성분을 도공액상으로 한 저굴절률층용 코팅 조성물을 도공하는 웨트 코팅에 의해 형성되는 것이다.
상기 저굴절률층용 코팅 조성물로서는 적어도 상기 저굴절률 미립자 및 바인더 성분을 갖는 것이나, 기타 필요에 따라 용제, 광중합 개시제, 그 밖의 첨가제를 함유시켜도 된다.
(용제)
본 발명에 사용되는 상기 저굴절률층용 코팅 조성물에 포함되는 용제로서는 상기 저굴절률 미립자 및 바인더 성분 등을 균일하게 용해 내지 분산할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 일반적인 유기 용제를 사용할 수 있다.
이러한 용제로서는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 등의 알코 올류; 부틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 아세트산 에틸, 아세트산 부틸 등의 에스테르류; 할로겐화 탄화수소류; 토루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 혹은 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 그 중에서도 케톤계의 유기 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 케톤계 용제를 사용하여 본 발명에 따른 코팅 조성물을 조제하면 당해 조성물을 기재 표면에 용이하게 얇고 균일하게 도포할 수 있고, 또한 도공 후에 있어서 용제의 증발 속도가 적절하여 건조 불균일을 일으키기 어려우므로 균일한 얇기의 대면적 도막을 용이하게 얻을 수 있다. 케톤계 용제로서는 1종의 케톤으로 이루어지는 단독 용제, 2종 이상의 케톤으로 이루어지는 혼합 용제 및 1종 또는 2종 이상의 케톤과 함께 다른 용제를 함유해 케톤 용제로서의 성질을 잃어버리지 않은 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 용제의 70질량％ 이상, 특히 80질량％ 이상이 1종 또는 2종 이상의 케톤에 의해 차지되어 있는 케톤계 용제가 사용된다.
또한, 용제의 양은 각 성분을 균일하게 용해, 분산할 수 있어, 조제 후의 보존 시에 응집을 초래하지 않고, 또한 도공 시에 너무 옅지 않은 농도가 되도록 적절하게 조절한다. 이 조건이 만족되는 범위 내에서 용제의 사용량을 적게 하여 고농도의 코팅 조성물을 조제하고, 용량을 취하지 않은 상태에서 보존하고, 사용 시에 필요분을 취출하여 도공 작업에 적합한 농도로 희석하는 것이 바람직하다. 고형분과 용제의 합계량을 100질량부로 했을 때에, 전체 고형분 0.5질량부 내지 50질량부에 대하여, 용제를 50질량부 내지 95.5질량부, 더 바람직하게는 전체 고형분 10질량부 내지 30질량부에 대하여, 용제를 70질량부 내지 90질량부의 비율로 사용 함으로써 특히 분산 안정성이 우수하여 장기 보존에 적합한 저굴절률층용 코팅 조성물이 얻어진다.
(광중합 개시제)
본 발명에 있어서 사용되는 바인더 성분이 전리 방사선 경화성일 경우에는, 광중합을 개시시키기 위하여 광중합 개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 광중합 개시제로서는 상기 「(2) 하드 코팅층」의 항에 기재한 것과 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.
또한, 광중합 개시제를 사용할 경우에는 전리 방사선 경화성 바인더 성분 100질량부에 대하여, 당해 광중합 개시제를 통상은 3질량부 내지 8질량부의 비율로 배합하는 것이 바람직하다.
(기타)
본 발명에 있어서는, 상기 저굴절률 미립자 및 바인더 성분 이외에도 필요에 따라 다른 첨가물을 첨가해도 된다. 이러한 첨가물로서는 에폭시아크릴레이트 수지(교에이샤 화학 제품 「에폭시에스테르」나 쇼와고분자 제품 「에폭시」 등)나 각종 이소시아나트와 수산기를 갖는 모노머가 우레탄 결합을 통하여 중부가에 의해 얻어지는 우레탄 아크릴레이트 수지(니혼 합성 화학 공업 제품 「시코」나 교에이샤 화학 제품 「우레탄아크릴레이트」) 등의 수 평균 분자량(GPC법으로 측정한 폴리스틸렌 환산수 평균 분자량)이 2만 이하의 올리고머류도 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 모노머류나 올리고머류는 도막의 가교 밀도를 높이는 효과가 높은 것 외에, 수평균 분자량이 2만 이하로 작으므로 유동성이 높은 성분이며, 상기 저굴절 률층용 코팅 조성물의 도공 적성을 향상시키는 효과가 있기 때문이다.
또한, 바인더로서 굴절률을 저하시키는 목적으로 불소를 함유한 모노머 및 폴리머를 첨가해도 상관없다.
또 본 발명에 사용되는 저굴절률층은, 상기 저굴절률층의 기재측에 다른 굴절률층(고굴절률층과 중굴절률층)을 더 설치하여도 된다. 상기 고굴절률층, 중굴절률층은, 저굴절률층과 함께 사용함으로써 각각의 굴절률의 차이에 의해 광의 반사를 효율적으로 방지할 수 있기 때문이다.
이들 다른 굴절률층의 굴절률로서는, 상기 저굴절률층보다 굴절률이 높은 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 1.46 내지 2.00의 범위 내에서 임의로 설정할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 중굴절률층은 적어도 상기 저굴절률층보다도 굴절률이 높고, 그 굴절률이 1.46 내지 1.80의 범위 내의 것을 의미하고, 고굴절률층은 중굴절률층과 병용될 경우에는 적어도 상기 중굴절률층보다도 굴절률이 높고, 그 굴절률이 1.65 내지 2.00의 범위 내의 것을 의미한다.
본 발명에 사용되는 상기 중굴절률층 및 고굴절률층으로서는, 굴절률이 상술한 범위 내이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 초미립자 중 원하는 굴절률을 갖는 것과 바인더 성분을 갖는 것을 들 수 있다.
이러한 초미립자의 재료로서는, 예를 들어 산화아연(1.90), 티타니아(2.3 내지 2.7), 산화세륨(1.95), 주석 도프 산화 인듐(1.95 내지 2.00), 안티몬 도프 산화 주석(1.75 내지 1.85), 이트리아(1.87), 지르코니아(2.10)를 들 수 있다. 또한 상기 괄호 안은 각 초미립자의 재료의 굴절률을 나타낸다.
본 발명에 있어서 상기 중굴절률층 및 고굴절률층의 굴절률의 조정 방법으로서는, 상기 초미립자의 함유율에 따라 일반적으로 정해지기 때문에 첨가량에 따라 조정할 수 있다.
또한, 본 발명에 사용되는 초미립자의 평균 입자 직경은, 원하는 굴절률을 갖는 층을 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니나, 통상 100㎚ 이하이다. 또한 상기 바인더 성분으로서는 상술한 저굴절률층과 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.
이들 기타의 굴절률층의 막 두께는 10㎚ 내지 300㎚, 또한 30㎚ 내지 200㎚의 범위인 것이 바람직하다.
상기 다른 굴절률층(고굴절률층과 중굴절률층)의 형성 위치로서는, 상기 저굴절률층과 상기 기재 사이이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 기재 상에 직접 설치해도 되나, 상기 기재 상에 하드 코팅층을 형성하고 하드 코팅층과 저굴절률층 사이에 설치하는 것이 바람직하다. 반사 방지 기능을 더 효과적으로 발휘할 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에 사용되는 초미립자가 도전성을 갖는 것이면, 이러한 초미립자를 사용하여 형성된 다른 굴절률층(고굴절률층 또는 중굴절률층)은 도전성을 갖기 때문에 대전 방지층으로서의 기능을 겸비한 것으로 해도 된다.
본 발명에 있어서의 상기 고굴절률층 또는 중굴절률층의 형성 방법으로서는, 상술한 저굴절률층과 마찬가지의 방법에 의해 형성할 수 있어, 화학 증착법(CVD), 물리 증착법(PVD) 등의 증착법에 의해 형성한 티타니아 또는 지르코니아와 같은 굴 절률이 높은 무기 산화물의 증착막으로 해도 되고, 혹은 티타니아와 같은 굴절률이 높은 무기 산화물 미립자를 분산시킨 막으로 해도 된다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상과, 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것은 어떠한 경우에도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
실시예
다음에, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 대하여 더 구체적으로 설명한다.
[평가 방법]
실시예, 비교예에 있어서의 광학 기능 필름은, (1) 반사율 측정, (2) 표면의 원소 비율(Si/C 및 F/C), (3) 접촉각 및 전락각, (4) 표면의 동 마찰 계수, (5) 표면의 평균 면거칠기(Ra), (6) 내찰상성 평가 시험에 대하여 측정하였다. 그 결과를 표1에 나타낸다.
(1) 반사율 측정
시마즈 제작소(주)제품 분광 광도계(UV-3100PC)를 사용하여 절대 반사율을 측정했다. 최저 반사율을 표1에 나타낸다. 또한, 최저 반사율은 저굴절률층의 막 두께가 반사율의 극소값이 파장 550㎚ 부근이 되도록 설정했을 때의 반사율의 값으로 하였다.
(2) 표면의 원소 비율(Si/C 및 F/C)
ESCA[각도 분해형 미소 영역 X선광 전자 분광 장치 Theta Probe(서모일렉트론(주) 제품]를 사용하여 이하의 조건 하에서 도공막 표면의 원소 비율을 측정했다.
(측정 조건)
X선원 : 단색화 AlKα
측정 면적 : 400㎛Φ
X선 출력 : 100W
(3) 접촉각 및 전락각
표면의 유동 파라핀, 흑 매직[MHJ60-T1흑, 테라니시 화학공업(주) 제품]의 접촉각 및 전락각, 물의 접촉각을 DM700[쿄와 계면 과학(주) 제품]을 사용하여 측정했다.
(4) 표면의 동 마찰 계수
표면의 동 마찰 계수는, HEIDON HHS-2000 동 마찰 시험기에 의해, 건조 상태(20℃-65％RH) 하에서 10㎜Φ 스테인리스강 구, 하중 200g, 속도 5㎜/s의 조건으로 측정했다.
(5) 표면의 평균 면거칠기(Ra)
표면의 평균 면거칠기(Ra)는 원자간력 현미경[일본 비코(주) 제품, Nanoscope Ⅲa]을 사용하여 건조 상태(20℃-65％RH) 하, 1㎛×1㎛의 범위에서 측정했다.
(6) 내찰상성 평가 시험
#0000의 스틸 울을 사용하여 하중 200g으로 20왕복했을 때의 흠집의 유무를 육안으로 확인했다. 평가 기준은 이하와 같다.
○: 전혀 흠집이 확인되지 않은 것
○ 내지 △ : 미세한 흠집(5개 이하)이 확인되는 것
△ : 흠집은 현저하게 있으나, 박리는 확인되지 않은 것
× : 박리되는 것
[제1 실시예]
(1) 하드 코팅층의 형성
(하드 코팅층 형성용 조성물의 조제)
하기 조성의 성분을 혼합하여 하드 코팅층 형성용 조성물을 조제했다.
·펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PET-30:상품명, 니혼카야쿠 제품); 30.0질량부
·이가큐어907(상품명, 치바스페셜티케미컬즈사 제품); 1.5질량부
·메틸이소부틸케톤; 73.5질량부
(하드 코팅층의 제작)
두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름 상에 상기 조제한 하드 코팅층 형성용 조성물을 바 코팅하고, 건조에 의해 용제를 제거한 후, 자외선 조사 장치를 사용하여 조사선량 약 20mJ/㎠로 자외선 조사를 행하여 도막을 경화시켜, 막 두께 10㎛의 하드 코팅층을 갖는 기재/하드 코팅층으로 이루어지는 적층 필름을 얻었다.
(2) 저굴절률층의 형성
하기 조성의 성분을 혼합하여 저굴절률층 형성용 조성물을 조제했다.
(저굴절률층 형성용 조성물)
·중공 실리카 미립자 분산액(중공 실리카메틸이소부틸케톤졸; 평균 입자 직경 50㎚, 고형분 20％, 쇼쿠바이 화학 공업(주) 제품]; 13.6질량부
·펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PET-30:상품명, 니혼카야쿠 제품); 1.8질량부
· 이가큐어127(상품명, 치바스페셜티케미컬즈사 제품); 0.1질량부
·X-22-164E(상품명, 신에츠 화학 공업 제품, 양 말단 메타크릴 변성 실리콘); 0.2질량부
·5101X(상품명, 솔베이솔레크시스 제품, 양 말단 4관능 메타크릴레이트 변성 퍼플루오로폴리에테르 화합물); 0.2질량부
·메틸이소부틸케톤; 84.1질량부
(3) 광학 기능 필름의 제작
(1)에서 얻어진 기재/하드 코팅층으로 이루어지는 적층 필름 상에, 상기에서 조제된 저굴절률층 형성용 조성물을 바 코팅하고, 건조시킴으로써 용제를 제거한 후, 자외선 조사 장치[퓨전 UV 시스템 재팬(주), 광원 H 밸브]를 사용하여, 조사선량 200mJ/㎠로 자외선 조사를 행하고, 도막을 경화시켜 막 두께 약 100㎚의 저굴절률층을 형성했다.
이상에 의해, 기재/하드 코팅층/저굴절률층/오염 방지층(블리드에 의해 형성)의 층 구성을 갖는 광학 기능 필름을 얻었다.
[제2 실시예]
저굴절률층 형성용 조성물을 하기 조성의 성분으로 한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 기재/하드 코팅층/저굴절률층/오염 방지층(블리드에 의해 형성)의 층 구성을 갖는 광학 기능 필름을 얻었다.
(저굴절률층 형성용 조성물)
·중공 실리카 미립자 분산액(중공 실리카메틸이소부틸케톤졸; 평균 입자 직경 50㎚, 고형분 20％, 쇼쿠바이 화학 공업(주) 제품]; 13.6질량부
·펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PET-30:상품명, 니혼카야쿠 제품); 1.8질량부
·이가큐어127(상품명, 치바스페셜티케미컬즈사 제품); 0.1질량부
·ZX-007C(고형분 35％, 상품명, 후지 화성공업 제품, 불소 수지/실록산 그래프트형 폴리머); 0.5질량부
·5088X(상품명, 솔베이소레크시스 제품, 양 말단 2관능 우레탄 메타크릴레이트 변성 퍼플루오로폴리에테르 화합물); 0.2질량부
·메틸이소부틸케톤; 83.4질량부
[제3 실시예]
(1) 기재/하드 코팅층/저굴절률층의 형성
제1 실시예와 마찬가지로 하여, 기재/하드 코팅층으로 이루어지는 적층 필름을 얻었다. 이어서, 저굴절률층 형성용 조성물을 하기 조성의 성분으로 하고, 상기 적층 필름 상에 저굴절률층을 형성했다.
(저굴절률층 형성용 조성물)
·중공 실리카 미립자 분산액(중공 실리카메틸이소부틸케톤졸; 평균 입자 직경 50㎚, 고형분 20％, 쇼쿠바이 화학 공업(주) 제품]; 16.4질량부
·펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PET-30:상품명, 니혼카야쿠 제품); 1.6질량부
·이가큐어127(상품명, 치바스페셜티케미컬즈사 제품); 0.1질량부
·메틸이소부틸케톤; 81.9질량부
(2) 오염 방지층의 형성
하기 조성의 성분을 혼합하여 오염 방지층 형성용 조성물을 조제했다.
(오염 방지층 형성용 조성물)
·ZX-007C(고형분 35％, 상품명, 후지 화성공업 제품, 불소 수지/실록산 그래프트형 폴리머); 0.6질량부
·FLUOROLINK D(상품명, 솔베이솔레크시스 제품, 양 말단 수산기 변성 퍼플루오로폴리에테르 화합물); 0.1질량부
·콜로네이트HX(상품명, 일본 폴리우레탄 제품, 이소시아뉴레이트형 프레폴리머); 0.3질량부
·이소프로필알코올; 9.4질량부
(1)에서 얻어진 기재/하드 코팅층/저굴절률층으로 이루어지는 적층 필름 상에 상기에서 조제된 오염 방지층 형성용 조성물을 바 코팅하고, 건조시킴으로써 용제를 제거한 후, 오븐에서 80℃, 1h의 조건으로 도막을 경화시켜, 막 두께 약 10㎚ 의 오염 방지층을 형성했다.
이상에 의해, 기재/하드 코팅층/저굴절률층/오염 방지층(막 형상)의 층 구성을 갖는 광학 기능 필름을 얻었다.
[제1 비교예]
저굴절률층 형성용 조성물을 하기 조성의 성분으로 한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 반사 방지막을 제작하고, 기재/하드 코팅층/저굴절률층의 층 구성의 광학 기능 필름을 얻었다.
(저굴절률층 형성용 조성물)
·중공 실리카 미립자 분산액(중공 실리카메틸이소부틸케톤졸; 평균 입자 직경 50㎚, 고형분 20％, 쇼쿠바이 화학 공업(주) 제품]; 14.7질량부
·펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PET-30:상품명, 니혼카야쿠 제품); 2.0질량부
·이가큐어127(상품명, 치바스페셜티케미컬즈사 제품); 0.1질량부
·메틸이소부틸케톤; 83.2질량부
[제2 비교예]
저굴절률층 형성용 조성물을 하기 조성의 성분으로 한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 반사 방지막을 제작하고, 기재/하드 코팅층/저굴절률층/오염 방지층(실리콘계 오염 방지제만을 블리드시켜 형성)의 층 구성을 갖는 광학 기능 필름을 얻었다.
(저굴절률층 형성용 조성물)
·중공 실리카 미립자 분산액; 14.0질량부
·펜타에리스톨트리아크릴레이트(PET-30:상품명, 니혼카야쿠 제품); 1.9질량부
·이가큐어369(상품명, 치바스페셜티케미컬즈사 제품); 0.1질량부
·X-22-162C(상품명, 신에츠 화학 공업 제품, 양 말단 카르복실기 변성 실리콘 첨가제); 0.2질량부
·메틸이소부틸케톤; 83.8질량부
[제3 비교예]
저굴절률층 형성용 조성물을 하기 조성의 성분으로 한 것 이외에는, 제1 실시예와 마찬가지로 반사 방지막을 제작하고, 기재/하드 코팅층/저굴절률층(불소계 오염 방지제만을 블리드시켜 형성)의 층 구성을 갖는 광학 기능 필름을 얻었다.
(저굴절률층 형성용 조성물)
·중공 실리카 미립자 분산액; 14.0질량부
·펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PET-30:상품명, 니혼카야쿠 제품); 1.9질량부
·이가큐어369(상품명, 치바스페셜티케미컬즈사 제품); 0.1질량부
·F200(고형분 30％, 상품명, 일본 유지 제품, 불소계 블록 코폴리머 첨가제); 0.8질량부
·메틸이소부틸케톤; 83.2질량부
Figure 112009019924794-PCT00004
실시예 및 비교예에 있어서의 광학 기능 필름의 표면의 원소 비율을 측정한 바, 실시예에 관해서는 모두 규소 원소(Si)와 탄소 원소(C)의 비 Si/C가 0.25 이상이며, 또한 불소 원소(F)와 탄소 원소(C)의 비인 F/C가 0.10 이상이며, 이하의 특성을 만족시키는 것이었다.
a. 유동 파라핀 접촉각이 65° 이상이며, 또한 유동 파라핀 전락각이 15° 이하
b. 흑 매직 접촉각이 35° 이상이며, 또한 흑 매직 전락각이 15° 이하
c. 동 마찰 계수가 0.15 미만
그것에 비하여, 비교예에 있어서는, 상기 a 내지 c의 모든 특성을 만족하는 것은 없었다.
내지문성, 내매직성, 미끄럼성이 우수한 오염 방지층을 최표면에 가짐으로써 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화 등의 디스플레이, 커브미러, 백미러, 고글, 창문 유리, 그 밖의 상업 디스플레이의 최표층에 사용할 수 있으며, 특히 액정 표시 장치 등의 디스플레이의 최표층에 적절하게 사용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 기재와, 상기 기재 상에 형성된 광학 기능층과, 상기 광학 기능층 상에 형성되고, 표면의 원소 비율이 규소 원소(Si)와 탄소 원소(C)의 비 Si/C가 0.25 내지 1.0이며, 또한 불소 원소(F)와 탄소 원소(C)의 비인 F/C가 0.10 내지 1.0이며,
    또한
    a. 유동 파라핀 접촉각이 65° 이상이며, 또한 유동 파라핀 전락각이 15° 이하
    b. 흑 매직 접촉각이 35° 이상이며, 또한 흑 매직 전락각이 15° 이하
    c. 동 마찰 계수가 0.15 미만
    의 특성을 갖는 오염 방지층을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 기능 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오염 방지층의 물접촉각이 100° 이상인 것을 특징으로 하는, 광학 기능 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오염 방지층이, 원자간력 현미경을 사용하여 측정한 표면 거칠기(Ra)가 2㎚ 이하인 것을 특징으로 하는, 광학 기능 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오염 방지층이, 실록산기를 갖는 규소 함유 화합물과, 퍼플루오로알킬기 또는 퍼플루오로알킬에테르기 중 적어 도 어느 한 쪽을 포함하는 불소 함유 화합물을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 기능 필름.
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