KR20110049700A - 광학 적층체 및 그 제조 방법, 및 그것을 이용한 편광판 및 표시 장치 - Google Patents

광학 적층체 및 그 제조 방법, 및 그것을 이용한 편광판 및 표시 장치 Download PDF

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KR20110049700A
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Abstract

과제
방현성과 고콘트라스트를 양립시킬 수 있는 광학 적층체 및 그 제조 방법과, 상기 광학 적층체를 구비하여 이루어지는 편광판, 및 상기 광학 적층체 또는 상기 편광판을 구비하여 이루어지는 표시 장치를 제공한다.
해결 수단
투광성 기체와 상기 투광성 기체 상에 마련된 적어도 1층의 광학 기능층을 구비하고, 상기 광학 기능층은 도메인 구조를 가지며, 상기 광학 기능층의 막 두께 D와 상기 광학 기능층에 함유되어서 이루어지는 투광성 미립자의 평균 입자 지름 r이 3×r＜D≤10×r의 관계식으로 나타내는 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.

Description

광학 적층체 및 그 제조 방법, 및 그것을 이용한 편광판 및 표시 장치{OPTICAL LAMINATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND POLARIZING PLATE AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 액정 디스플레이(LCD)나 플라스마 디스플레이(PDP) 등의 디스플레이 표면에 마련하는 광학 적층체 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상기 광학 적층체를 구비하여 이루어지는 편광판 및 상기 광학 적층체 또는 상기 편광판을 구비하여 이루어지는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이, CRT(브라운관) 디스플레이, 프로젝션 디스플레이, 플라스마 디스플레이, 전계 발광(electroluminescence) 디스플레이 등의 화상 표시 장치에서의 화상 표시면은 취급시에 상처가 나지 않도록 내찰상성을 부여하는 것이 요구된다. 그 때문에, 상기 디스플레이 표면에는 광학 적층체가 배치된다. 이 광학 적층체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이하, 「PET」라고 함)나 트리아세틸 셀룰로오스(이하, 「TAC」라고 함) 등의 투광성 기체 상에 광학 기능층이 적층된 구성을 가지는 것이다.
광학 기능층은 원하는 성질을 구비하여 이루어지는 것이다. 예를 들면, 광학 기능층이 하드 코트성을 가지는 광학 적층체는 하드 코트층을 구비한 하드 코트 필름으로서 사용할 수 있다. 또, 광학 기능층의 표면에 미세 요철 구조가 형성되어서 이루어지는 광학 적층체는 하드 코트 필름으로서 사용할 수 있는 동시에, 방현층을 구비한 방현 필름으로도 사용할 수 있다. 더욱이 또, 광학 기능층으로서 광 확산층이나 저굴절률층을 사용할 수도 있다. 이들 하드 코트층이나 방현층 등의 광학 기능층을 단층으로 사용 혹은 복수의 층을 조합함으로써, 원하는 기능을 구비한 광학 적층체의 개발이 진행되고 있다.
디스플레이의 최표면에 방현 필름을 이용했을 경우에는 밝은 방에서의 사용시에 빛의 확산에 의해 흑(黑) 표시의 화상이 흰 빛을 띠게 되어, 콘트라스트가 저하하는 문제가 있었다. 이 때문에, 방현성을 저감시키고서라도 고콘트라스트를 달성할 수 있는 방현 필름이 요구되고 있다(고콘트라스트 AG). 즉, 방현성과 콘트라스트는 상반되는 성질이기 때문에 양자를 만족시키는 것은 곤란했다.
이에, 방현성과 콘트라스트를 양립시킬 수 있는 방현 필름의 개발이 진행되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 방현 필름은 용제의 휘발시에 발생하는 대류에 의해 도공층 표면에 베나드셀(Benard Cell) 구조를 형성한 후, 도공층에 포함되는 수지를 경화시키는 것이다. 상기 방법에 의해서 형성된 방현 필름을 구성하는 방현층의 막 두께는 방현층에 포함되는 미립자의 평균 입경 이상, 상기 미립자의 평균 입경의 3배 이하의 범위로 설정된다.
일본 특허 제4238936호 공보
그렇지만, 특허문헌 1에 기재된 방현 필름에 의해 방현성과 콘트라스트의 양립이 어느 정도 가능하지만, 방현성 및 콘트라스트가 불충분했다. 이의 한 요인으로서 특허문헌 1에 기재된 방현 필름에서는 방현층의 면내 방향에 미립자가 응집하지만, 방현층의 막 두께가 방현층에 포함되는 미립자의 평균 입경 이상, 상기 미립자의 평균 입경의 3배 이하의 범위에 있기 때문에 미립자의 응집이 진행되기 어려운 점을 들 수 있다. 미립자의 응집이 진행되기 어려우면 방현층 표면의 요철 구조가 작아지기 때문에 방현성이 부족해 버린다. 또, 방현층의 막 두께에 대해서 미립자의 평균 입경이 크기 때문에, 표면에 형성되는 요철의 평균 경사 각도가 커져 명실(明室) 콘트라스트가 불충분하게 되어 버린다.
이에, 본 발명은 방현성과 고콘트라스트를 양립시킬 수 있는 광학 적층체 및 그 제조 방법과, 상기 광학 적층체를 구비하여 이루어지는 편광판 및 상기 광학 적층체 또는 상기 편광판을 구비하여 이루어지는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하기 기술적 구성에 의해, 상기 과제를 달성한 것이다.
(1) 투광성 기체와 상기 투광성 기체 상에 마련된 적어도 1층의 광학 기능층을 구비하고, 상기 광학 기능층은 도메인 구조를 가지며, 상기 광학 기능층의 막 두께 D와 상기 광학 기능층에 함유되어서 이루어지는 투광성 미립자의 평균 입자 지름 r이 3×r＜D≤10×r의 관계식으로 나타내는 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
(2) 상기 광학 기능층의 막 두께 D가 2㎛~15㎛의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 광학 적층체.
(3) 상기 광학 기능층에 포함되는 투광성 미립자의 평균 입자 지름 r이 0.5㎛~5.0㎛의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 광학 적층체.
(4) 상기 광학 기능층에 형성되는 도메인 구조가 1㎟당 20개~1000개의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
(5) 상기 광학 기능층 표면에서의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.05㎛~0.20㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
(6) 상기 광학 기능층 표면에서의 요철 평균 간격 Sm이 50㎛~200㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
(7) 상기 광학 기능층 표면에서의 평균 경사 각도가 0.2°~ 1.4°의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
(8) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
(9) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
(10) 수지 성분과 투광성 미립자와 제 1 용매 및 제 2 용매를 혼합한 도료를 투광성 기체 상에 도포하여 도포층을 형성하고, 상기 도포층에 포함되는 상기 제 1 및 제 2 용매를 휘발시킬 때에 도포층에 대류를 발생시켜 도메인 구조를 형성시킨 후, 상기 도료에 포함되는 수지 성분을 경화시켜 광학 기능층을 형성시키며, 상기 광학 기능층의 막 두께 D와 상기 광학 기능층에 함유되어서 이루어지는 투광성 미립자의 평균 입자 지름 r이 3×r＜D≤10×r의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 적층체의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 방현성과 고콘트라스트를 양립시킬 수 있는 광학 적층체 및 그 제조 방법과, 상기 광학 적층체를 구비하여 이루어지는 편광판 및 상기 광학 적층체 또는 상기 편광판을 구비하여 이루어지는 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명을 구성하는 광학 기능층 중의 도메인 구조를 설명하기 위한 도면으로서, (a) 확대 평면도, (b) 확대 측단면도이다.
도 2는 실시예 1의 광학 적층체의 광학 현미경 사진이다.
도 3은 실시예 2의 광학 적층체의 광학 현미경 사진이다.
도 4는 실시예 3의 광학 적층체의 광학 현미경 사진이다.
도 5는 실시예 4의 광학 적층체의 광학 현미경 사진이다.
도 6은 비교예 1의 광학 적층체의 광학 현미경 사진이다.
도 7은 비교예 3의 광학 적층체의 광학 현미경 사진이다.
도 8은 비교예 4의 광학 적층체의 광학 현미경 사진이다.
본 형태와 관련된 광학 적층체는 투광성 기체 상에 광학 기능층을 마련한 구성으로서, 상기 광학 기능층이 도메인 구조를 가진다. 도 1은 광학 기능층 중의 도메인 구조를 모식적으로 나타낸 도면이다. (a)가 광학 적층체(광학 기능층)의 표면 구조를 나타낸 평면도, (b)가 광학 적층체의 측단면 구조를 나타낸 측단면도이다. 또한, 도 1은 개념도를 나타낸 것으로서, 실제의 축척과는 상이한 경우가 있다.
도 1(a)는 본 발명을 구성하는 광학 기능층의 확대 평면도이다. 본 발명을 구성하는 광학 기능층 중에는 도메인 구조(21)가 복수개 존재하고, 복수의 도메인 구조는 인접하여 존재한다. 또, 인접한 도메인 구조의 틈새에는 비도메인 구조(22)가 존재한다. 도메인 구조(21)는 투광성 미립자의 응집체이며, 비도메인 구조(22)는 수지 성분 또는 응집하지 않고 개개로 존재하는 투광성 미립자이다.
도 1(b)는 도 1(a)에 나타내는 A-A선에서의 단면도이다. 광학 기능층(20)은 투광성 기체(10) 상에 형성된다. 도메인 구조(21)가 존재하는 상부(광학 기능층(20)의 표면측)에는 주로 볼록 구조가 형성되고, 비도메인 구조(22)가 존재하는 상부에는 오목 구조가 형성된다. 즉, 도메인 구조와 비도메인 구조에 의해 광학 기능층의 표면 요철이 형성된다. 또한, 도메인 구조(21)는 투광성 미립자의 응집체이기 때문에, 투광성 미립자의 응집 상태에 따라 도메인 구조(21)의 상부에는 볼록 구조뿐만 아니라 요철 구조가 형성된다.
도메인 구조에 의해 형성되는 광학 기능층의 표면 요철은 종래의 미립자를 이용해 작성한 표면 요철과 비교해 평균 경사 각도가 작아지기 때문에, 표면에서의 광 확산이 작아져 고콘트라스트 성능을 발현시키는데 유리하게 된다.
도메인 구조는 투광성 미립자의 응집체이지만, 응집한 투광성 미립자의 수는 100개 이상인 것이 바람직하고, 300개 이상인 것이 더욱 바람직하며, 500개 이상인 것이 특히 바람직하다. 응집한 투광성 미립자의 수는 많을수록 바람직하다. 많은 투광성 미립자가 모임으로써 광학 기능층에 완만한 표면 요철 구조를 형성할 수 있어 고콘트라스트에 기여한다.
단위 면적당 도메인 구조의 수는 1㎟ 범위 내에 20~1000개인 것이 바람직하고, 30~500개인 것이 더욱 바람직하며, 50~300개인 것이 특히 바람직하다. 도메인 구조의 수를 상기 범위로 한 광학 기능층을 가지는 광학 적층체는 방현성과 고콘트라스트를 달성할 수 있는 광학 적층체로서 바람직하게 사용할 수 있다. 20개 미만이면 표면 요철의 간격이 커져 번쩍거림이 발생하는 문제가 있다. 1000개 넘으면 표면 요철의 수가 증가해 평균 경사 각도가 커지거나, 또 요철 간격이 작아져 콘트라스트가 저하하는 문제가 있다.
도메인 구조의 수를 증대시키면 도메인 구조의 크기가 작아지고, 도메인 구조의 수를 감소시키면 도메인 구조의 크기가 커진다고 하는 상보적인 관계에 있다.
도메인 구조의 수를 조절하는 방법으로는 예를 들면, 광학 기능층의 막 두께를 조절하는 방법을 들 수 있다. 보다 구체적으로는 광학 기능층의 막 두께를 증대시키면 도메인 구조가 커지기 때문에 도메인 구조의 수는 감소하고, 광학 기능층의 막 두께를 감소시키면 도메인 구조가 작아지기 때문에 도메인 구조의 수는 증대한다.
광학 기능층의 막 두께 D(㎛)와 투광성 미립자의 평균 입자 지름 r(㎛)를 3×r＜D≤10×r의 관계식을 만족하도록 조정함으로써, 방현성과 고콘트라스트를 양립시키기 쉬워진다. 3.5×r≤D≤9×r인 것이 더욱 바람직하고, 4×r≤D≤8×r인 것이 특히 바람직하다. D의 하한값이 3×r 이하이면 광학 기능층 표면의 요철 형상이 작아져 방현성이 부족하다. D의 상한값이 10×r을 넘으면 광학 적층체에 컬이 발생하기 쉬워진다.
투광성 미립자가 응집해서 이루어지는 도메인 구조는 그 지름(긴 지름 또는 짧은 지름 중 어느 한쪽)이 50~100㎛의 범위 내에 있으면 바람직하다.
상기 범위 내의 도메인 구조에 의해 형성된 표면 요철은 입사한 빛을 산란시키기 쉬워지기 때문에 방현성이 향상된다.
도메인 구조는 임의의 형상을 가진다. 도메인 구조의 형상으로는 예를 들면, 원형, 타원형, O자형, ㄷ자형, L자형 혹은 이들 형상을 조합한 다각형형을 들 수 있다. 인접하여 존재하는 도메인 구조는 각각 독립적으로 임의의 형상을 가진다.
본 발명을 구성하는 광학 기능층은 직접 또는 다른 층을 통하여 투광성 기체에 적층되고, 투광성 기체의 한면에 적층되어 있어도 되며, 양면에 적층되어 있어도 된다. 나아가서는, 광학 적층체는 다른 층을 가지고 있어도 된다. 다른 층으로는 예를 들면, 광 확산층, 방오층, 편광 기체, 저반사층, 다른 기능 부여층(예를 들면, 대전 방지층, 자외선·근적외선(NIR) 흡수층, 네온 컷층, 전자파 쉴드층, 하드 코트층)을 들 수 있다. 또, 상기 다른 층의 위치는 예를 들면, 편광 기체인 경우에는 상기 광학 기능층과는 반대면의 상기 투광성 기체상으로 하고, 저반사층인 경우에는 상기 광학 기능층 상으로 하며, 다른 기능성 부여층인 경우에는 상기 광학 기능층의 하층으로 한다. 편광 기체, 투광성 기체 및 광학 기능층이 적층되어서 이루어지는 적층체는 편광판으로서 사용할 수 있다. 또한, 편광 기체, 투광성 기체 및 광학 기능층은 직접 적층되고 있어도 되고, 점착층 등의 다른 층을 통하여 적층되어 있어도 된다.
＜도메인 구조를 형성하는 방법＞
도메인 구조는 투광성 미립자의 응집에 따라 대류를 이용하여 제조할 수 있다. 상세하게는 수지 성분과 투광성 미립자와 용매를 포함하는 용액(도료)을 투광성 기체 상에 도포하고, 용매의 휘발에 따라 대류를 발생시키는 건조 공정 및 건조한 도막을 경화시키는 경화 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 보다 구체적으로는 통상 상기 용액을 투광성 기체에 코팅하고 도포층으로부터 용매를 증발시킴으로써 실시할 수 있다.
응집과 대류의 병용에서의 상세한 메카니즘은 해명되어 있지 않지만, 다음과 같이 추정할 수 있다.
(1) 대류와 응집을 병용함으로써, 우선 도포 후의 도포층에 대류 도메인이 발생한다.
(2) 다음에 각각의 대류 도메인 내에서 응집이 발생하여 응집 구조는 시간과 함께 거대화해 가지만, 대류의 도메인 벽에서 응집의 성장은 멈춘다.
(3) 그 결과로서, 대류 도메인의 크기, 배열에 따른 틈새로 제어되어 응집 구조에 따른 도메인 구조가 형성된다.
표면 요철은 표면 볼록부를 형성하고 있는 부분이 도메인 구조를 형성한다. 본 발명에서의 도메인 구조에 따르는 표면 요철은 종래의 미립자를 이용해 작성한 표면 요철과 비교해 평균 경사 각도가 작아지고, 표면에서의 광 확산이 작아져 고콘트라스트 성능을 발현하는데 유리하게 된다.
이하, 본 발명을 구성하는 층마다, 바람직하게 사용할 수 있는 재료를 설명한다.
＜투광성 기체＞
본 최선 형태와 관련된 투광성 기체로는 투광성인 한 특별히 한정되지 않고, 석영 유리나 소다 유리 등의 유리도 사용 가능하지만, PET, TAC, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리염화비닐(PVC), 시클로올레핀 코폴리머(COC), 노르보넨 함유 수지, 폴리에테르술폰, 셀로판, 방향족 폴리아미드 등의 각종 수지 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, PDP, LCD에 이용하는 경우에는 PET 필름, TAC 필름 및 노르보넨 함유 수지 필름으로부터 선택되는 1종을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
이들 투광성 기체의 투명성은 높을수록 양호하지만, 전광선 투과율(JIS K7105)로는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상이 좋다. 또, 투광성 기체의 두께로는 경량화의 관점에서는 얇은 쪽이 바람직하지만, 그 생산성이나 취급성을 고려하면, 1~700㎛의 범위인 것, 바람직하게는 25~250㎛를 사용하는 것이 바람직하다.
투광성 기체 표면에 알칼리 처리, 코로나 처리, 플라스마 처리, 스퍼터 처리 등의 트리트먼트 처리, 계면활성제, 실란 커플링제 등의 프라이머 코팅, Si 증착 등의 박막 드라이 코팅 등을 실시함으로써, 투광성 기체와 광학 기능층의 밀착성을 향상시켜, 상기 광학 기능층의 물리적 강도, 내약품성을 향상시킬 수 있다. 또, 투광성 기체와 광학 기능층 사이에 다른 층을 마련하는 경우에도 상기와 동일한 방법으로 각 층 계면의 밀착성을 향상시켜 상기 광학 기능층의 물리적 강도, 내약품성을 향상시킬 수 있다.
＜광학 기능층＞
광학 기능층은 수지 성분, 투광성 미립자 및 용제를 함유하는 도료를 투광성 기체 상에 도포하고, 상기 용제를 휘발시킨 후, 상기 수지 성분을 경화시켜 형성할 수 있다. 광학 기능층에는 다른 임의 성분을 함유시켜도 된다.
광학 기능층의 두께는 2.0~15.0㎛의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.0~10.0㎛의 범위이며, 더욱 바람직하게는 4.0~9.0㎛의 범위이다. 광학 기능층이 2.0㎛보다 얇은 경우에는 자외선 경화시에 산소 저해에 의한 경화 불량을 일으켜, 광학 기능층의 내마모성이 열화되기 쉬워진다. 광학 기능층이 15.0㎛보다 두꺼운 경우에는 광학 기능층의 경화 수축에 의한 컬의 발생이나 마이크로크랙의 발생, 투광성 기체와의 밀착성 저하, 나아가서는 광투과성의 저하가 생겨 버린다. 그리고, 막 두께의 증가에 따른 필요 도료량의 증가에 의한 비용 상승의 원인도 된다.
광학 기능층에 표면 요철 구조를 형성시킴으로써 방현층으로 사용할 수 있다. 또, 투광성 기체 상에 방현층을 가지는 적층체는 방현 필름으로 사용할 수 있다.
(수지 성분)
광학 기능층을 구성하는 수지 성분으로는 경화 후의 피막으로서 충분한 강도를 갖고, 투명성이 있는 것을 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 상기 수지 성분으로는 열경화형 수지, 열가소형 수지, 전리 방사선 경화형 수지, 2액 혼합형 수지 등을 들 수 있지만, 이들 중에서도 전자선이나 자외선 조사에 의한 경화 처리로, 간단하고 쉬운 가공 조작으로 효율적으로 경화시킬 수 있는 전리 방사선 경화형 수지가 바람직하다.
전리 방사선 경화형 수지로는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 등의 라디칼 중합성 관능기나, 에폭시기, 비닐에테르기, 옥세탄기 등의 양이온 중합성 관능기를 가지는 모노머, 올리고머, 프리폴리머를 단독으로, 또는 적절히 혼합한 조성물이 이용된다. 모노머의 예로는, 아크릴산 메틸, 메틸 메타크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페녹시에틸 메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 등을 들 수 있다. 올리고머, 프리폴리머로는 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리우레탄 아크릴레이트, 다관능 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 알키드 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트 등의 아크릴레이트 화합물, 불포화 폴리에스테르, 테트라메틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르, 비스페놀 A 디글리시딜에테르나 각종 지환식 에폭시 등의 에폭시계 화합물, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 1,4-비스{[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시]메틸}벤젠, 디[1-에틸(3-옥세타닐)]메틸에테르 등의 옥세탄 화합물을 들 수 있다. 이것들은 단독, 혹은 복수 혼합해 사용할 수 있다.
이들 전리 방사선 경화형 수지 중에서, 관능기 수가 3개 이상인 다관능 모노머는 경화 속도를 올리거나, 경화물의 경도를 향상시킬 수 있다. 또, 다관능 우레탄 아크릴레이트를 사용함으로써, 경화물의 경도나 유연성 등을 부여할 수 있다.
전리 방사선 경화형 수지로서 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트를 사용할 수 있다. 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트는 다른 불화 아크릴레이트와 비교해 전리 방사선 경화형임으로 인해, 분자 사이에서의 가교가 일어나기 때문에 내약품성이 뛰어나 비누화(saponification) 처리 후에도 충분한 방오성을 발현한다고 하는 효과를 나타낸다. 또, 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트의 배합량을 늘림으로써, 도메인 구조의 크기를 증대시키는 동시에, 단위 면적당 도메인 구조 수를 감소시킬 수 있다. 광학 기능층 중에 포함되는 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트의 비율은 특별히 한정되지 않지만, 광학 기능층을 구성하는 수지 조성물 중의 고형 성분 전체 중량 100중량부 중, 0.05~50중량%가 바람직하고, 0.2~20중량%가 보다 바람직하다. 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트의 배합량이 0.05중량%보다 적으면 발수 효과, 미끄러짐성이 저하해, 내스크래치성, 방오성, 내약품성이 나빠진다. 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트의 배합량이 50중량%보다 많으면 제막성이 나빠질 가능성이 있다.
여기서, 전리 방사선 경화형 수지 및 투광성 미립자 등의 광학 기능층 중의 고형분을 총칭하여 「수지 조성물」이라고 한다. 그 외, 임의로 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트나 대전 방지제 등의 성분이 포함되어 있어도 된다.
전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트로는 예를 들면, 2-(퍼플루오로데실)에틸 메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로-7-메틸옥틸)에틸 메타크릴레이트, 3-(퍼플루오로-7-메틸옥틸)-2-히드록시프로필 메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로-9-메틸데실)에틸 메타크릴레이트, 3-(퍼플루오로-8-메틸데실)-2-히드록시프로필 메타크릴레이트, 3-퍼플루오로옥틸-2-히드록실프로필 아크릴레이트, 2-(퍼플루오로데실)에틸 아크릴레이트, 2-(퍼플루오로-9-메틸데실)에틸 아크릴레이트, 펜타데카플루오로옥틸 (메타)아크릴레이트, 운데카플루오로헥실 (메타)아크릴레이트, 노나플루오로펜틸 (메타)아크릴레이트, 헵타플루오로부틸 (메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸 (메타)아크릴레이트, 펜타플루오로프로필 (메타)아크릴레이트, 트리플루오로 (메타)아크릴레이트, 트리이소플루오로이소프로필 (메타)아크릴레이트, 트리플루오로에틸 (메타)아크릴레이트, 하기 화합물 (i)~(xxxi) 등을 이용할 수 있다. 또한, 하기 화합물은 모두 아크릴레이트의 경우를 나타낸 것으로, 식 중의 아크릴로일기는 모두 메타크릴로일기로 변경 가능하다.
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이들은 단독 혹은 복수 종류 혼합해 사용하는 것도 가능하다. 불화 아크릴레이트 중 우레탄 결합을 가지는 불화 알킬기 함유 우레탄 아크릴레이트가 경화물의 내마모성과 신장 및 유연성의 점으로부터 바람직하다. 또, 불화 아크릴레이트 중에서도, 다관능 불화 아크릴레이트가 바람직하다. 또한, 여기서의 다관능 불화 아크릴레이트란 2개 이상(바람직하게는 3개 이상, 보다 바람직하게는 4개 이상)의 (메타)아크릴로일옥시기를 가지는 것을 의미한다.
전리 방사선 경화형 수지는 그대로 전자선 조사에 의해 경화 가능하지만, 자외선 조사에 의한 경화를 실시하는 경우에는 광중합 개시제의 첨가가 필요하다. 또한, 이용되는 방사선으로는 자외선, 가시광선, 적외선, 전자선 중 어느 하나여도 된다. 또, 이들 방사선은 편광이어도 무편광이어도 된다.
광중합 개시제로는 아세토페논계, 벤조페논계, 티옥산톤계, 벤조인, 벤조인메틸에테르 등의 라디칼 중합 개시제, 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요도늄염, 메탈로센 화합물 등의 양이온 중합 개시제를 단독 또는 적절히 조합해 사용할 수 있다.
또, 전리 방사선 경화형 수지에 레벨링제, 대전 방지제 등의 첨가제를 함유시킬 수 있다. 레벨링제는 도막 표면의 장력 균일화를 도모해 도막 형성 전에 결함을 고치는 기능이 있어, 상기 전리 방사선 경화형 수지보다 계면장력, 표면장력 모두 낮은 물질이 이용된다.
전리 방사선 경화형 수지 등의 수지 성분의 배합량은 광학 기능층을 구성하는 수지 조성물 중의 고형 성분 전체 중량에 대해서, 50중량% 이상 함유되고, 60중량% 이상이 바람직하다. 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 99.9중량%이다. 50중량% 미만에서는 충분한 경도를 얻을 수 없다는 등의 문제가 있다.
(투광성 미립자)
투광성 미립자로는 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리에틸렌 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리불화비닐리덴, 폴리불화에틸렌계 수지 등으로 이루어지는 유기계 투광성 수지 미립자, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화칼슘, 산화주석, 산화인듐, 산화안티몬 등의 무기계 투광성 미립자를 사용할 수 있다. 투광성 미립자의 굴절률은 1.40~1.75가 바람직하고, 굴절률이 1.40 미만 또는 1.75보다 큰 경우에는 투광성 기체 혹은 수지 매트릭스와의 굴절률차가 너무 커져서 전광선 투과율이 저하한다. 또, 투광성 미립자와 수지의 굴절률차는 0.2 이하가 바람직하다. 투광성 미립자의 평균 입자 지름은 0.5~5㎛의 범위의 것이 바람직하고, 1.0~3㎛가 보다 바람직하다. 입경이 0.5㎛보다 작은 경우에는 방현성이 저하하기 때문에, 또 5㎛보다 큰 경우에는 번쩍거림이 발생하는 동시에 표면 요철의 정도가 너무 커져서 표면이 흰 빛을 띠어 버리기 때문에 바람직하지 않다. 또, 상기 광학 기능층 중에 포함되는 투광성 미립자의 비율은 특별히 한정되지 않지만, 수지 조성물 100중량부에 대해 0.1~20중량%로 하는 것이 방현 기능, 번쩍거림 등의 특성을 만족시키는데 있어서 바람직하고, 광학 기능층 표면의 미세한 요철 형상과 헤이즈 값을 조절하기 쉽다. 여기서, 「굴절률」은 JIS K-7142에 따른 측정값을 가리킨다. 또, 「평균 입자 지름」은 전자현미경으로 실측한 100개 입자의 직경의 평균값을 가리킨다.
(용제)
용제로는 수지 조성물에 포함되는 수지 성분을 양호하게 용해해 투광성 미립자를 분산시킬 수 있는 것을 이용한다.
특히, 도메인 구조를 형성시키기 위한 표면 요철을 형성시키는 용제(용매)로는 제 1 용매 및 제 2 용매를 함유하는 것이 바람직하다.
제 1 용매 및 제 2 용매를 가함으로써, 응집과 대류를 이용해 도메인 구조 에 기초한 표면 요철 형상을 광학 기능층 표면에 작성할 수 있는 것이다.
제 1 용매란 투광성 미립자를 양호하게 분산시킬 수 있는 것을 말한다. 투광성 미립자의 종류에 따라 사용할 수 있는 제 1 용매는 상이하지만, 예를 들면 투광성 미립자로서 PMMA 미립자를 사용했을 경우 제 1 용매로는 톨루엔 등의 방향족 용제나 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK) 등의 케톤계 용제를 사용할 수 있다. 이들 제 1 용매는 1종으로 사용해도 되고, 복수를 혼합하여 사용해도 된다.
제 2 용매란 투광성 미립자를 적당히 응집시킬 수 있는 것을 말한다. 투광성 미립자의 종류에 따라 사용할 수 있는 제 2 용매는 상이하지만, 예를 들면 투광성 미립자로서 PMMA 미립자를 사용했을 경우 제 2 용매로는 물, 메탄올, 에탄올 등을 사용할 수 있다. 이들 제 2 용매는 1종으로 사용해도 되고, 복수를 혼합하여 사용해도 된다.
여기서, 수지 성분과 투광성 미립자와 제 1 용매 및 제 2 용매를 혼합해 사용하는 것이 바람직하다. 이 혼합한 도료를 투광성 기체 상에 도포해 도포층을 형성한 후, 상기 도포층에 포함되는 상기 제 1 및 제 2 용매를 휘발시킬 때에 도포층에 대류가 발생하기 쉬워진다. 이 대류에 의해 도포층 표면에 도메인 구조가 형성된다. 상기 도메인 구조가 형성된 후, 상기 도료에 포함되는 수지를 경화시킴으로써 광학 기능층에 도메인 구조를 형성시킬 수 있다. 또한, 상기 도포층을 형성할 때에는, 경화 후 광학 기능층의 막 두께와 평균 입자 지름의 관계가 본 발명의 범위에 포함되도록 한다. 상기와 같이 제 1 용매 및 제 2 용매를 혼합해 형성한 광학 기능층은 방현성을 얻기 위한 표면 요철을 형성시키기 쉬워지기 때문에 바람직하다.
(대전 방지제)
광학 기능층은 대전 방지제(대전 방지제를 도전제나 도전 재료라고 호칭하는 경우도 있음)를 포함하고 있어도 된다. 도전제의 첨가에 의해, 광학 적층체의 표면에서의 먼지 부착을 유효하게 방지할 수 있다. 대전 방지제(도전제)의 구체예로는 제4급 암모늄염, 피리디늄염, 제1~제3 아미노기 등의 양이온성기를 가지는 각종 양이온성 화합물, 설폰산염기, 황산 에스테르염기, 인산 에스테르염기, 포스폰산염기 등의 음이온성 기를 가지는 음이온성 화합물, 아미노산계, 아미노황산 에스테르계 등의 양성(兩性) 화합물, 아미노알코올계, 글리세린계, 폴리에틸렌글리콜계 등의 비이온성 화합물, 주석 및 티탄의 알콕시드와 같은 유기 금속 화합물 및 이들의 아세틸아세토네이트염과 같은 금속 킬레이트 화합물 등을 들 수 있고, 나아가 상기에 열기한 화합물을 고분자량화한 화합물을 들 수 있다. 또, 제3급 아미노기, 제4급 암모늄기 또는 금속 킬레이트부를 갖고, 또한 전리 방사선에 의해 중합 가능한 모노머 또는 올리고머, 혹은 관능기를 가지는 커플링제와 같은 유기 금속 화합물 등의 중합성 화합물도 또 대전 방지제로서 사용할 수 있다.
또, 도전성 미립자를 들 수 있다. 도전성 미립자의 구체예로는 금속 산화물로 이루어진 것을 들 수 있다. 그와 같은 금속 산화물로는 ZnO, CeO2, Sb2O2, SnO2, ITO로 약칭하여 불리는 일이 많은 산화인듐주석, In2O3, Al2O3, 안티몬 도프 산화주석(약칭; ATO), 알루미늄 도프 산화아연(약칭； AZO) 등을 들 수 있다. 미립자란 1미크론 이하의, 이른바 서브미크론의 크기의 것을 가리키고, 바람직하게는 평균 입자 지름이 0.1nm~0.1㎛의 것이다.
또, 대전 방지제(도전제)의 다른 구체예로는 도전성 폴리머를 들 수 있다. 그 재료로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 지방족 공역계 폴리아세틸렌, 폴리아센, 폴리아즈렌, 방향족 공역계 폴리페닐렌, 복소환식 공역계 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리이소티아나프텐, 헤테로 원자 함유 공역계 폴리아닐린, 폴리티에닐렌비닐렌, 혼합형 공역계 폴리(페닐렌비닐렌), 분자 중에 복수의 공역쇄를 가지는 공역계인 복쇄형 공역계, 이들 도전성 폴리머의 유도체 및 이들 공역 고분자쇄를 포화 고분자에 그라프트 또는 블록 공중합한 고분자인 도전성 복합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤 등의 유기계 대전 방지제를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 유기계 대전 방지제를 사용함으로써, 뛰어난 대전 방지 성능을 발휘하는 동시에, 광학 적층체의 전광선 투과율을 높임과 함께 헤이즈값을 내리는 것도 가능하게 된다. 또, 도전성 향상이나, 대전 방지 성능 향상을 목적으로 하여, 유기 설폰산이나 염화철 등의 음이온을 도펀트(전자 공여제)로서 첨가할 수도 있다. 도펀트 첨가 효과도 근거로 하여, 특히 폴리티오펜은 투명성, 대전 방지성이 높아 바람직하다. 상기 폴리티오펜으로는 올리고티오펜도 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 유도체로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 폴리페닐아세틸렌, 폴리디아세틸렌의 알킬기 치환체 등을 들 수 있다.
(편광 기체)
본 발명에 있어서는 광학 기능층과는 반대면의 투광성 기체 상에 편광 기체를 적층해도 된다. 광학 기능층과 투광성 기체와 편광 기체를 적층함으로써 편광판으로 할 수 있다. 이들 층간은 직접 적층되어 있어도 되고, 점착층 등의 다른 층을 통하여 적층되어 있어도 된다. 여기서, 상기 편광 기체는 특정한 편광만을 투과하고 다른 빛을 흡수하는 광 흡수형 편광 필름이나, 특정한 편광만을 투과하고 다른 빛을 반사하는 광 반사형 편광 필름을 사용할 수 있다. 광 흡수형의 편광 필름으로는 폴리비닐알코올, 폴리비닐렌 등을 연신시켜 얻어지는 필름이 사용 가능하고, 예를 들면 2색성 소자로서 옥소(沃素) 또는 염료를 흡착시킨 폴리비닐알코올을 1축 연신해 얻어진 폴리비닐알코올(PVA) 필름을 들 수 있다. 광 반사형의 편광 필름으로는 예를 들면, 연신했을 때에 연신 방향의 굴절률이 상이한 2종류의 폴리에스테르 수지(PEN 및 PEN 공중합체)를 압출 성형 기술에 의해 수백층 교대로 적층해 연신한 구성의 3M사제 「DBEF」나 콜레스테릭 액정 폴리머층과 1/4 파장판을 적층해서 이루어지는 콜레스테릭 액정 폴리머층 측으로부터 입사한 빛을 서로 역방향의 2개의 원편광으로 분리하고, 한쪽을 투과, 다른 쪽을 반사시켜 콜레스테릭 액정 폴리머층을 투과한 원편광을 1/4 파장판에 의해 직선 편광으로 변환시키는 구성의 닛토 전공사제 「니폭스」나 머크사제 「트랜스막스」등을 들 수 있다.
＜광학 적층체＞
상기 구성 성분을 포함하는 광학 기능층 형성용 도료를 투광성 기체 상에 도포한 후, 열 혹은 전리 방사선(예를 들면 전자선 또는 자외선 조사)을 조사하여 이 광학 기능층 형성용 도료를 경화시킴으로써 광학 기능층을 형성시켜 본 발명의 광학 적층체를 얻을 수 있다. 광학 기능층은 투광성 기체의 한면에 형성되어 있어도 되고, 양면에 형성되어 있어도 된다. 본 발명의 광학 적층체는 이하의 성질·기능을 구비하는 것이 바람직하다.
(헤이즈)
본 최선 형태와 관련된 광학 적층체의 전체 헤이즈는 3~13인 것이 바람직하고, 4~10.5인 것이 보다 바람직하며, 5~9인 것이 더욱 바람직하다.
(전광선 투과율)
광학 적층체의 전광선 투과율은 90% 이상인 것이 바람직하고, 90.5% 이상인 것이 보다 바람직하며, 91% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
(화상 선명성)
광학 적층체의 비누화 처리전의 화상 선명성은 광학 빗 폭 0.5㎜에서 0~90%인 것이 바람직하고, 5~80%인 것이 보다 바람직하며, 10~77.5%인 것이 더욱 바람직하다.
(번쩍거림)
광학 적층체의 번쩍거림은 광학 적층체 형성면과 반대면에 무색 투명한 점착층을 통하여 해상도가 상이한 몇 개의 액정 디스플레이 표면에 맞춰 붙이고, CCD 카메라에 의해 사진 촬영해 화상의 휘도 불균일의 유무로 판단할 수 있다. 번쩍거림은 해상도가 보다 높은 디스플레이에서 확인할 수 없는 것이 바람직하고, 해상도가 101~140ppi인 액정 디스플레이에서 번쩍거림이 없는 것이 바람직하다.
(평균 경사 각도)
본 발명의 광학 적층체는 광학 기능층의 표면에 미세한 요철 형상을 가진다. 여기서, 상기 미세한 요철 형상은 바람직하게는 ASME95에 따라 구해지는 평균 경사로부터 계산되는 평균 경사 각도가 0.2°~ 1.4°의 범위에 있고, 보다 바람직하게는 0.25°~ 1.2°, 더욱 바람직하게는 0.25°~1.0°이다. 평균 경사 각도가 0.2°미만에서는 방현성이 악화되고, 평균 경사 각도가 1.4°를 넘으면 콘트라스트가 악화되기 때문에, 디스플레이 표면에 이용하는 광학 적층체에 적합하지 않게 된다.
(산술 평균 거칠기)
또, 본 발명의 광학 적층체는 광학 기능층의 미세한 요철 형상으로서 산술 평균 거칠기 Ra가 0.05㎛~0.2㎛인 것이 바람직하고, 0.05㎛~0.15㎛인 것이 더욱 바람직하며, 0.05㎛~0.10㎛인 것이 특히 바람직하다. 산술 평균 거칠기 Ra가 0.05㎛ 미만이면 광학 적층체의 방현성이 불충분하게 된다. 산술 평균 거칠기 Ra가 0.2㎛를 넘으면 광학 적층체의 콘트라스트가 악화된다.
(요철 평균 간격)
본 발명에 있어서는 요철 평균 간격 Sm은 50㎛~200㎛인 것이 바람직하다. Sm가 50㎛ 미만에서는 충분한 콘트라스트가 얻어지지 않고, Sm가 200㎛를 넘으면 방현성이 저하되기 때문에 디스플레이 표면에 이용하는 광학 적층체에 적합하지 않게 된다.
(맥베스 농도)
본 발명의 광학 적층체의 맥베스 반사 농도는 광학 필름의 투광성 기체의 수지층과는 반대측의 면을 검게 한 상태로 측정한 값이 클수록 검은 것을 나타낸다. 맥베스 반사 농도의 값은 3.2 이상인 것이 바람직하다. 디스플레이 등의 표면에 광학 필름을 이용했을 경우, 백(白) 표시에 큰 차이가 보여지는 일이 적기 때문에 고콘트라스트화하기 위해서는 흑 표시시의 검음을 강조할 필요가 있다. 맥베스 반사 농도가 3.2 미만에서는 고콘트라스트화가 불충분하게 된다.
(광택도)
본 발명의 광학 적층체의 60°광택도는 100~130의 범위가 바람직하다. 60°광택도가 130보다 큰 경우 방현성이 낮아져 바람직하지 않다. 또, 60°광택도가 100보다 작은 경우 방현성은 양호하지만 표면에서의 빛의 산란이 강해짐으로써, 명실 콘트라스트가 낮아짐으로 인해 바람직하지 않다.
＜광학 적층체의 제조 방법＞
투광성 기체 상에 광학 기능층 형성용 도료를 도포하는 수법으로는 통상의 도공 방식이나 인쇄 방식이 적용된다. 구체적으로는 에어 닥터 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅, 나이프 코팅, 리버스 코팅, 트랜스퍼 롤 코팅, 그라비어 롤 코팅, 키스 코팅, 캐스트 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 오리피스 코팅, 캘린더 코팅, 댐 코팅, 딥 코팅, 다이 코팅 등의 코팅이나, 그라비어 인쇄 등의 오목판 인쇄, 스크린 인쇄 등의 공판 인쇄 등의 인쇄 등을 사용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 이용해 설명하지만, 본 발명은 이것들로 제한되는 것은 아니다.
(제조예 1) 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트 A액의 합성
500㎖의 반응 플라스크 중 이소포론 디이소시아네이트 22.2g(0.1몰)의 MIBK(메틸이소부틸케톤) 100㎖ 용액에 에어 버블링을 실시하면서 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 59.6g(0.20몰)의 MIBK 50㎖ 용액을 25℃에서 적하했다. 적하 종료 후, 디부틸주석 디라우레이트 0.3g를 가하고 추가로 70℃에서 4시간 가열 교반을 실시했다. 반응 종료 후, 반응 용액을 5% 염산 100㎖로 세정했다. 유기층을 분취한 후, 40℃ 이하에서 용매를 감압 유거(留去)함으로써 무색 투명 점조 액체인 우레탄 아크릴레이트 80.5g를 얻었다. 200㎖ 반응 플라스크에 조제한 우레탄 아크릴레이트 40.8g(0.05몰), 퍼플루오로옥틸에틸 메르캅탄 71.9g(0.15몰), MIBK 60g를 투입해 균일하게 했다. 이 혼합 용액에 25℃에서 트리에틸아민 1.0g를 서서히 가했다. 가하기를 끝낸 후, 추가로 50℃에서 3시간 교반했다. 반응 종료 후, 50℃ 이하의 조건에서 증발기(evaporator)를 이용하여 트리에틸아민을 감압 유거하고, 추가로 진공 펌프로 건조함으로써 구조식 1로 나타내는 불소화 알킬기 함유 우레탄 아크릴레이트를 함유하고, 아크릴로일기와 퍼플루오로옥틸에틸 메르캅탄의 부가 반응의 위치가 상기 구조식 1과는 상이한 화합물을 추가로 포함하는 혼합물로 이루어진 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트 A액을 얻었다.
Figure pat00006
(제조예 2) ATO 함유 자외선 경화형 수지 B액의 합성
주석산칼륨 130g과 주석산 안티모닐칼륨 30g을 순수 400g에 용해한 혼합 용액을 조제했다. 이 조제한 용액을 12시간에 걸쳐 60℃, 교반하의 질산암모늄 1.0g과 15% 암모니아수 12g을 용해한 순수 1000g 중에 첨가하고 가수 분해를 실시했다. 이때 10% 질산 용액을 pH 9.0으로 유지되도록 동시에 첨가했다. 생성된 침전물을 여별 세정한 후, 다시 물에 분산시켜 고형분 농도 20중량%의 금속 산화물 전구체 수산화물 분산액을 조제했다. 이 분산액을 온도 100℃에서 분무 건조해 금속 산화물 전구체 수산화물 분체를 조제했다. 이 분체를 공기 분위기하, 550℃에서 2시간 가열 처리함으로써 Sb 도프 산화 주석(ATO) 분말을 얻었다.
이 분말 60g를 농도 4.3중량%의 수산화칼륨 수용액 140g에 분산시키고, 분산액을 30℃로 유지하면서 샌드 밀로 3시간 분쇄하여 졸을 조제했다. 다음에, 이 졸을 이온 교환 수지로 pH가 3.0이 될 때까지 탈알칼리 이온 처리를 실시하고, 그 다음에 순수를 가해 고형분 농도 20중량%의 ATO 분산액을 조제했다. 이 ATO 분산액의 pH는 3.3이었다. 또 ATO 미립자의 평균 입자 지름은 10㎚였다.
다음에, ATO 분산액 100g를 25℃로 조정하고, 테트라에톡시실란(다마화학(주)제: 오르토규산에틸, SiO2 농도 28.8중량%) 4.0g를 3분간 첨가한 후, 30분 교반을 실시했다. 그 후 에탄올 100g를 1분에 걸쳐 첨가하고 50℃로 30분간 승온, 15시간 과열 처리를 실시했다. 이때의 고형분 농도는 10중량%였다.
다음에, 한외 여과막으로 분산매인 물, 에탄올을 에탄올로 치환하여 고형분 농도 30중량%의 유기 규소 화합물로 표면 처리한 ATO 분산액을 조제했다.
이 유기 규소 화합물로 표면 처리한 ATO 분산액 13.1g과 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(쿄에이샤 화학제 PE-3A) 25.6g, 우레탄 아크릴레이트(쿄에이샤 화학제 UA306I) 17.1g, 광중합 개시제(치바재팬제 이르가큐어-184) 2.5g, 에탄올 34.2g, 톨루엔 7.5g를 혼합하고, 페인트 쉐이커에서 30분간 혼합하여 고형분 농도 49중량%의 ATO 함유 자외선 경화형 수지 B 액을 얻었다.
[실시예 1]
상기 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트 A액, ATO 함유 자외선 경화형 수지 B액을 포함하는 표 1에 기재된 소정의 혼합물을 디스퍼에서 30분간 교반함으로써 얻어진 광학 기능층 형성용 도료를 막 두께 80㎛, 전광선 투과율 92%로 이루어진 투명 기체의 TAC 필름(후지 필름사제; TD80UL)의 한면 상에 롤 코팅 방식으로 도포(라인 스피드；20m/분)하고, 30~50℃에서 20초간 예비 건조를 거친 후, 100℃에서 1분간 건조하고 질소 분위기(질소 가스 치환) 중에서 자외선 조사(램프; 집광형 고압 수은등, 램프 출력; 120W/cm, 등수: 4등, 조사 거리; 20cm)를 실시함으로써 도공막을 경화시켰다. 이와 같이 하여, 두께 7.3㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 1의 광학 적층체를 얻었다.
[실시예 2]
광학 기능층 형성용 도료를 상기 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트 A액, ATO 함유 자외선 경화형 수지 B액을 포함하는 표 1에 기재된 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 두께 7.2㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 2의 광학 적층체를 얻었다.
[실시예 3]
광학 기능층 형성용 도료를, ATO 함유 자외선 경화형 수지 B액을 포함하는 표 1에 기재된 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 두께 6.0㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 3의 광학 적층체를 얻었다.
[실시예 4]
두께 11.0㎛의 광학 기능층으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 실시예 4의 광학 적층체를 얻었다.
[비교예 1]
광학 기능층 형성용 도료를 평균 입자 지름 4.1㎛ 부정형 실리카를 포함하는 표 1에 기재된 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 두께 3.5㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 1의 광학 적층체를 얻었다.
[비교예 2]
광학 기능층 형성용 도료를 상기 전리 방사선 경화형 불화 아크릴레이트 A액, ATO 함유 자외선 경화형 수지 B액을 포함하고, 투광성 미립자를 포함하지 않는 표 1에 기재된 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 두께 7.3㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 2의 광학 적층체를 얻었다.
[비교예 3]
광학 기능층 형성용 도료를 ATO 함유 자외선 경화형 수지 B액 및 평균 입자 지름이 5㎛인 PMMA 미립자를 포함하는 표 1에 기재된 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 두께 6.7㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 3의 광학 적층체를 얻었다.
[비교예 4]
두께 4.0㎛의 광학 기능층으로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 비교예 4의 광학 적층체를 얻었다.
Figure pat00007
＜평가방법＞
다음에 실시예 및 비교예의 광학 적층체에 대해서, 하기 항목에 대해서 평가를 실시했다.
(도메인 수)
도메인 수는 광학 현미경을 이용해 배율 50배로 광학 적층체의 사진 촬영을 실시해 사진의 0.1㎟ 프레임 내에 존재하는 도메인 수를 눈으로 봐서 측정했다. 또한, 0.1㎟를 나타내는 프레임 내에 걸쳐서 존재하는 도메인에 대해서는 그 면적이 프레임 내에 반 이상 차지하고 있으면 눈으로 봐서 인정되는 경우만 카운트했다. 상기와 같이 하여 0.1㎟ 프레임 내에 존재하는 도메인 수를 계측한 후, 1㎟당 존재하는 도메인 수를 산출했다.
광학 현미경; OLYMPUS제 BX60
카메라; NIKON제 COOLPIX E995
촬영 모드; 투과
실시예 및 비교예의 광학 적층체를 도면에 나타냈다(실시예 1이 도 2, 실시예 2가 도 3, 실시예 3이 도 4, 실시예 4가 도 5, 비교예 1이 도 6, 비교예 3이 도 7, 비교예 4가 도 8).
또한, 비교예 2의 광학 적층체는 평균 입자 지름에 대해서 광학 기능층의 두께가 얇은 것으로부터, 도메인 구조를 형성하지 않았기 때문에 사진 촬영을 실시하지 않았다.
(전광선 투과율)
전광선 투과율은 JIS K7105에 따라, 헤이즈미터(상품명: NDH2000, 일본전색사제)를 이용해 측정했다.
(헤이즈 값)
헤이즈 값은 JIS K7105에 따라, 헤이즈미터(상품명: NDH2000, 일본전색사제)를 이용해 측정했다. 또한, 표 중의 헤이즈는 전체 헤이즈의 값이다.
(산술 평균 거칠기·요철의 평균 간격)
산술 평균 거칠기 Ra 및 요철 평균 간격 Sm은 JIS B0601-1994에 따라, 표면 거칠기 측정기(상품명: 서프코터 SE1700α, 고사카 연구소사제)를 이용해 측정했다.
(평균 경사 각도)
평균 경사 각도는 ASME 95에 따라, 표면 거칠기 측정기(상품명: 서프코터 SE1700α, 고사카 연구소사제)를 이용해 평균 경사를 구하고, 다음 식에 따라서 평균 경사 각도를 산출했다.
평균 경사 각도 = tan-1(평균 경사)
(화상 선명성)
JIS K7105에 따라, 사상성 측정기(상품명: ICM-1DP, 스가 시험기사제)를 이용해 측정기를 투과 모드로 설정하고 광학 빗 폭 0.5㎜에서 측정했다.
(방현성)
방현성은 화상 선명성의 값이 0~80일 때 ○, 81~90일 때 △, 91~100일 때 ×로 했다.
(번쩍거림)
번쩍거림은 각 실시예 및 각 비교예의 광학 적층체 형성면과 반대면에 무색 투명한 점착층을 통하여 해상도가 50ppi인 액정 디스플레이(상품명: LC-32GD4, 샤프사제)와 해상도가 100ppi인 액정 디스플레이(상품명: LL-T1620-B, 샤프사제)와 해상도가 120ppi인 액정 디스플레이(상품명: LC-37GX1W, 샤프사제)와 해상도가 140ppi인 액정 디스플레이(상품명: VGN-TX72B, 소니사제)와 해상도가 150ppi인 액정 디스플레이(상품명: nw8240-PM780, 일본 휴렛팩커드사제)와 해상도가 200ppi인 액정 디스플레이(상품명: PC-CV50FW, 샤프사제)의 화면 표면에 각각 맞춰 붙이고, 암실에서 액정 디스플레이를 초록 표시로 한 후, 각 액정 TV의 법선 방향으로부터 해상도 200ppi의 CCD 카메라(CV-200C, 키엔스사제)로 촬영한 화상에 대하여, 휘도 불균일이 확인되지 않을 때의 해상도의 값이 0~50ppi일 때 ×, 51~100ppi일 때 △, 101~140ppi일 때 ○, 141~200ppi일 때 ◎로 했다.
(명실 콘트라스트)
명실 콘트라스트는 실시예 및 비교예의 광학 적층체에 있어서, 광학 기능층의 형성면과 반대면에 무색 투명한 점착층을 통하여 액정 표시 장치(상품명: LC-37GX1W, 샤프사제)의 화면 표면에 맞춰 붙이고, 액정 표시 장치 화면의 정면 윗쪽 60°방향으로부터 형광등(상품명: HH4125GL, 내셔널사제)으로 액정 디스플레이 표면의 조도가 200룩스가 되도록 한 후, 액정 표시 장치를 백 표시 및 흑 표시로 했을 때의 휘도를 색채 휘도계(상품명: BM-5A, 탑콘사제)로 측정하여, 얻어진 흑 표시시의 휘도(cd/㎡)와 백 표시시의 휘도(cd/㎡)를 이하의 식으로 산출했을 때의 값이 800 이하일 때 ×, 801 이상일 때 ○으로 했다.
콘트라스트 = 백 표시의 휘도 / 흑 표시의 휘도
(암실 콘트라스트)
암실 콘트라스트는 실시예 및 비교예의 광학 적층체에 있어서, 광학 기능층의 형성면과 반대면에 무색 투명한 점착층을 통하여 액정 표시 장치(상품명: LC-37GX1W, 샤프사제)의 화면 표면에 맞춰 붙이고, 암실 조건 하에서 액정 표시 장치를 백 표시 및 흑 표시로 했을 때의 휘도를 색채 휘도계(상품명: BM-5A, 탑콘사제)로 측정하여, 얻어진 흑 표시시의 휘도(cd/㎡)와 백 표시시의 휘도(cd/㎡)를 이하의 식으로 산출했을 때의 값이 900~1100일 때 ×, 1101~1300일 때 △, 1301~1500일 때 ○으로 했다.
콘트라스트 = 백 표시의 휘도 / 흑 표시의 휘도
(맥베스 농도)
맥베스 반사 농도는 JIS K7654에 따라, 맥베스 반사 농도계(상품명: RD-914, 사카타 엔지니어링사제)를 이용해 실시예 및 각 비교예의 광학 적층체의 투광성 기체의 수지층과는 반대측의 면을 매직 잉크(등록상표)로 검게 칠한 후, 수지층 표면의 맥베스 반사 농도를 측정했다.
(광택도)
광택도는 JIS Z8741에 따라, 광택계(상품명: VG2000 일본전색사제)를 이용해 60°경면 광택도를 측정했다.
얻어진 결과를 표 2에 나타냈다. 또한, 표 중의 데이터는 특별한 기재가 없는 한 비누화 처리를 실시하기 전의 광학 적층체를 측정한 결과이다.
Figure pat00008
표 2에 나타내는 바와 같이 각 실시예의 광학 적층체는 광학 기능층의 막 두께 D와 상기 광학 기능층에 함유되어서 이루어지는 투광성 미립자의 평균 입자 지름 r이 3×r＜D≤10×r의 관계식을 만족시키기 때문에, 방현성과 고콘트라스트(명실 및 암실)를 달성할 수 있는 것이었다.
특히 실시예 1~3의 광학 적층체는 방현성과 고콘트라스트에 더해, 추가로 번쩍거림도 효과를 나타내는 것이었다.
한편, 각 비교예의 광학 적층체는 상기 관계식 3×r＜D≤10×r를 만족시키지 않기 때문에, 방현성과 고콘트라스트(명실 및 암실)를 양립시킬 수 없었다.
1 광학 적층체
10 투광성 기체
20 광학 기능층
21 도메인 구조
22 비도메인 구조

Claims (10)

  1. 투광성 기체와 상기 투광성 기체 상에 마련된 적어도 1층의 광학 기능층을 구비하고, 상기 광학 기능층은 도메인 구조를 가지며, 상기 광학 기능층의 막 두께 D와 상기 광학 기능층에 함유되어서 이루어지는 투광성 미립자의 평균 입자 지름 r이 3×r＜D≤10×r의 관계식으로 나타내는 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 기능층의 막 두께 D가 2㎛~15㎛의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 광학 기능층에 포함되는 투광성 미립자의 평균 입자 지름 r이 0.5㎛~5.0㎛의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 기능층에 형성되는 도메인 구조가 1㎟당 20개~1000개의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 기능층 표면에서의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.05㎛~0.20㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 기능층 표면에서의 요철 평균 간격 Sm이 50㎛~200㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 기능층 표면에서의 평균 경사 각도가 0.2°~ 1.4°의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  8. 청구항 1에 기재된 광학 적층체를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
  9. 청구항 1에 기재된 광학 적층체를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 수지 성분과 투광성 미립자와 제 1 용매 및 제 2 용매를 혼합한 도료를 투광성 기체 상에 도포하여 도포층을 형성하고, 상기 도포층에 포함되는 상기 제 1 및 제 2 용매를 휘발시킬 때에 도포층에 대류를 발생시켜 도메인 구조를 형성시킨 후, 상기 도료에 포함되는 수지 성분을 경화시켜 광학 기능층을 형성시키며, 상기 광학 기능층의 막 두께 D와 상기 광학 기능층에 함유되어서 이루어지는 투광성 미립자의 평균 입자 지름 r이 3×r＜D≤10×r의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 광학 적층체의 제조 방법.
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