KR20120052277A - 광학 적층체, 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

간섭 줄무늬가 발생하지 않고, 하드 코팅성, 대전 방지성 및 반사 방지성이 우수한 광학 적층체를 저렴하게 제공한다. 광투과성 기재, 상기 광투과성 기재의 한쪽 면에 하드 코팅층(A) 및 하드 코팅층(B)을 이 순서대로 갖는 광학 적층체이며, 상기 하드 코팅층(B)은 상기 하드 코팅층(A)과 접하고 있는 부분으로부터 순서대로 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)으로 이루어지고, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)의 경계는 요철 형상이고, 상기 무기 미립자는 가시광 파장보다도 작은 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 적층체이다.

Description

광학 적층체, 편광판 및 화상 표시 장치 {OPTICAL LAMINATE, POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 적층체, 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(ELD), 필드에미션 디스플레이(FED) 등의 화상 표시 장치의 최표면에는 방현성, 반사 방지성이나 대전 방지성 등의 다양한 성능을 갖는 기능층으로 이루어지는 광학 적층체가 설치되어 있다.
이러한 광학 적층체에 있어서, 하드 코팅성을 부여하는 경우, 예를 들어 광투과성 기재 상에 무기 미립자를 포함하는 하드 코팅층을 형성하는 방법이 알려져 있다(특허문헌 1).
그러한 하드 코팅층을 단층으로 제작하는 경우, 상기 하드 코팅층의 막 두께를 크게 할 필요가 있다. 그러나, 상기 막 두께를 크게 하면, 광학 적층체는 컬(휨)되기 쉬워져, 상기 광학 적층체를 편광 소자에 부착하여 편광판을 제작할 때, 롤에 의한 부착이 곤란해지는 등의 문제가 있었다. 또한, 두꺼운 하드 코팅층에 포함시키는 무기 미립자량도 많아지기 때문에 비용면에서 불리하였다.
이에 대해, 하드 코팅층을 2층으로 한 광학 적층체가 알려져 있다(특허문헌 2). 그러나, 소량의 무기 미립자의 첨가로 하드 코팅성을 부여하기 위하여, 예를 들어 상층(표면측)에 무기 미립자를 첨가하면, 상기 상층과 하층의 사이에 굴절률차가 발생한다. 이로 인해, 상기 광학 적층체를 사용하여 편광판을 형성한 경우에, 간섭 줄무늬가 발생하여 외관 불량으로 되는 등의 문제가 있었다.
일본 특허 공개 평2-160543호 공보 일본 특허 공개 평5-8350호 공보
본 발명은 상기 현 상황을 감안하여 간섭 줄무늬가 발생하지 않고, 하드 코팅성, 대전 방지성 및 반사 방지성이 우수한 광학 적층체를 저렴하게 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 광투과성 기재, 상기 광투과성 기재의 한쪽 면에 하드 코팅층(A) 및 하드 코팅층(B)을 이 순서대로 갖는 광학 적층체이며, 상기 하드 코팅층(B)은 상기 하드 코팅층(A)과 접하고 있는 부분으로부터 순서대로 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)을 갖고, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)의 경계는 요철 형상이고, 상기 무기 미립자는 가시광 파장보다도 작은 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 적층체이다.
상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)은, 무기 미립자 함유 영역(B2)의 바인더 수지를 주성분으로 하고, 또한 가시광 파장 이상의 평균 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 하드 코팅층(A)의 바인더 수지와 하드 코팅층(B)의 바인더 수지가 상용성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 하드 코팅층(A)의 경도(Ha)와, 무기 미립자 비함유 영역(B1)의 경도(Hb1)와, 무기 미립자 함유 영역(B2)의 경도(Hb2)가 하기 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
Figure pct00001
상기 무기 미립자의 형상이 염주(念珠) 형상인 것이 바람직하다.
상기 무기 미립자는 도전성 무기 미립자인 것이 바람직하다.
상기 무기 미립자의 하드 코팅층(B) 중의 함유량이 10 내지 80질량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 적층체는 하드 코팅층(B)의 하드 코팅층(A)과 반대측면에 저굴절률층을 더 가져도 된다.
본 발명의 광학 적층체는 하드 코팅층(B)의 하드 코팅층(A)과 반대측면에 오염 방지층을 더 가져도 된다.
본 발명은 또한 편광 소자를 갖는 편광판이며, 상기 편광판은 상기 편광 소자의 표면에 상술한 광학 적층체를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판이기도 하다. 본 발명은 또한 최표면에 상술한 광학 적층체, 또는 상술한 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치이기도 하다.
이하에 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 광학 적층체의 단면의 모식도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광학 적층체는 광투과성 기재(1), 광투과성 기재(1)의 한쪽 면에 하드 코팅층(A)(2) 및 하드 코팅층(B)(3)을 이 순서대로 갖고, 하드 코팅층(B)(3)은 무기 미립자 비함유 영역(B1)(4)과 무기 미립자 함유 영역(B2)(5)을 갖는다.
구체적으로는, 본 발명의 광학 적층체에서는 하드 코팅층(B)(3)이 무기 미립자 비함유 영역(B1)(4)과 무기 미립자 함유 영역(B2)(5)을 특정한 층 구성으로 갖는다. 이로 인해, 경도가 높고, 하드 코팅성이 우수한 광학 적층체로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 무기 미립자 함유 영역(B2)(5)과 무기 미립자 비함유 영역(B1)(4) 및 하드 코팅층(A)(2)은 경도가 다른 층이므로, 그 결과 경도가 낮은 층이 소위 완충층으로 되고, 이 완충층과 경도가 높은 층의 조합에 의해 하드 코팅성이 보다 우수한 광학 적층체로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 적층체에서는 무기 미립자 비함유 영역(B1)(4)과 무기 미립자 함유 영역(B2)(5)의 경계는 요철 형상이다. 이로 인해, 무기 미립자 비함유 영역(B1)(4)과 무기 미립자 함유 영역(B2)(5)에 굴절률차가 있어도 상기 요철 형상이 존재함으로써 간섭 줄무늬가 발생하지 않는다. 또한, 하드 코팅층(A)(2)과 광투과성 기재(1) 및/또는 무기 미립자 비함유 영역(B1)(4)과의 계면에서 간섭 줄무늬가 발생한 경우라도, 상기 요철 형상에 의한 확산에 의해 상기 간섭 줄무늬를 경감하는 것이 가능하게 되어, 외관이 양호한 광학 적층체로 할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 광학 적층체에 있어서, 상기 「무기 미립자 비함유 영역(B1)(4)과 무기 미립자 함유 영역(B2)(5)의 경계는 요철 형상이다」란, 본 발명의 광학 적층체의 두께 방향의 단면을 관찰한 경우에, 무기 미립자 비함유 영역(B1)(4)과 무기 미립자 함유 영역(B2)(5)의 경계에 요철 형상이 관찰되는 것을 말한다.
본 발명의 광학 적층체는, 광투과성 기재(1)와 하드 코팅층(A)(2), 하드 코팅층(A)(2)과 하드 코팅층(B)(3)의 사이에 계면을 발생시킬 가능성이 있다. 계면은, 각 층의 사이에 있어서 물리적 또는 화학적으로 친화하는 일이 없는 경우에 발생한다. 특히, 각 층의 굴절률차가 크게 영향을 미쳐 간섭 줄무늬를 발생시켜 외관 불량으로 되는 경우가 있다. 이에 대해, 본 발명의 광학 적층체는, 상술한 요철 형상이 존재하기 때문에 간섭 줄무늬를 경감할 수 있어 외관이 양호해진다.
또한, 이 요철 형상은 무기 미립자의 유무에 의해 형성되어 있고, 무기 미립자 비함유 영역(B1)(4)과 무기 미립자 함유 영역(B2)(5)의 사이에 명확한 계면은 없다. 오목부에는 바인더 수지 중에 무기 미립자가 분산된 영역이 존재하고, 볼록부는 바인더 수지만으로 이루어지고 무기 미립자가 존재하지 않는다. 이러한 요철 형상이기 때문에, 계면의 존재에 기인하는 미광 등의 문제도 발생하지 않아 보다 바람직한 광학 적층체로 할 수 있는 것이다. 또한, 상기 경계는 무기 미립자의 유무에 의한 것이므로, 하드 코팅층(B)(3)의 단면을 관찰하면, 상기 경계는 점 형상, 선 형상의 양쪽이 혼재하거나 또는 점 형상이며, 완전한 선 형상(계면)으로는 되지 않는다.
또한, 본 발명에서는 하드 코팅층을 2층으로 나누어 무기 미립자를 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)(5)에만 함유시키고 있다. 즉, 본 발명에서는 상기 무기 미립자를 필요한 개소에 최소한으로 함유시키고 있기 때문에, 비용면에 있어서도 유리한 것으로 된다.
본 발명의 광학 적층체의 각 구성에 대하여 이하에 상세하게 설명한다.
<광투과성 기재>
본 발명의 광학 적층체는 광투과성 기재를 갖는다.
상기 광투과성 기재로서는 평활성, 내열성을 구비하고, 기계적 강도가 우수한 것이 바람직하다.
상기 광투과성 기재를 형성하는 재료의 구체예로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리프로필렌(PP), 시클로올레핀 중합체(COP), 시클로올레핀 공중합체(COC), 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리카르보네이트, 또는 폴리우레탄 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 혹은 트리아세틸셀룰로오스를 들 수 있다.
상기 광투과성 기재의 두께는 20 내지 300㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 하한이 30㎛이고, 상한이 200㎛이다.
상기 광투과성 기재는, 그 위에 형성하는 층과의 접착성을 향상시키기 위하여 코로나 방전 처리, 비누화, 산화 처리 등의 물리적인 처리 외에 앵커제 또는 프라이머 등의 도료의 도포를 미리 행하여도 된다.
<하드 코팅층(A)>
본 발명의 광학 적층체는, 상기 광투과성 기재 상에 하드 코팅층(A)을 갖는다.
상기 하드 코팅층(A)을 형성하기 위한 바인더 수지로서는 투명성의 것이 바람직하고, 예를 들어 자외선 혹은 전자선에 의해 경화하는 수지인 전리 방사선 경화형 수지, 전리 방사선 경화형 수지와 용제 건조형 수지(열가소성 수지 등, 도포 시공 시에 고형분을 조정하기 위하여 첨가한 용제를 건조시키는 것만으로 피막으로 되는 수지)의 혼합물, 또는 열경화성 수지를 들 수 있다. 보다 바람직하게는 전리 방사선 경화형 수지이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「수지」는 단량체, 올리고머 등의 수지 성분도 포함하는 개념이다.
상기 전리 방사선 경화형 수지로서는, 예를 들어 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 화합물 등의 1개 또는 2개 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다. 1개의 불포화 결합을 갖는 화합물로서는, 예를 들어 에틸(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 스티렌, 메틸스티렌, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 2개 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물로서는, 예를 들어 폴리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 헥산디올(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 화합물 및 상기 다관능 화합물과 (메트)아크릴레이트 등의 반응 생성물(예를 들어, 다가 알코올의 폴리(메트)아크릴레이트에스테르) 등을 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴레이트」는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 가리키는 것이다.
또한, 상기 전리 방사선 경화형 수지로서, 불포화 이중 결합을 갖는 비교적 저분자량의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지 등도 사용할 수 있다.
상기 전리 방사선 경화형 수지는 용제 건조형 수지와 병용하여 사용할 수도 있다. 용제 건조형 수지를 병용함으로써 도포면의 피막 결함을 유효하게 방지할 수 있고, 이에 의해 보다 우수한 염흑감(艶黑感)을 얻을 수 있다. 상기 전리 방사선 경화형 수지와 병용하여 사용할 수 있는 용제 건조형 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 열가소성 수지를 사용할 수 있다.
상기 열가소성 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 아세트산 비닐계 수지, 비닐에테르계 수지, 할로겐 함유 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 셀룰로오스 유도체, 실리콘계 수지 및 고무 또는 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지는 비결정성이고, 또한 유기 용제(특히 복수의 중합체나 경화성 화합물을 용해 가능한 공통 용제)에 가용인 것이 바람직하다. 특히, 제막성, 투명성이나 내후성이 우수하다고 하는 관점에서, 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스 유도체(셀룰로오스에스테르류 등) 등이 바람직하다.
본 발명의 광학 적층체에 있어서, 상기 광투과성 기재의 재료가 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스계 수지인 경우, 상기 열가소성 수지의 바람직한 구체예로서 셀룰로오스계 수지, 예를 들어 니트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 에틸히드록시에틸셀룰로오스, 아세틸부틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체 등을 들 수 있다. 셀룰로오스계 수지를 사용함으로써, 광투과성 기재나 하드 코팅층과의 밀착성이나 투명성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 셀룰로오스계 수지 외에 아세트산 비닐 및 그의 공중합체, 염화비닐 및 그의 공중합체, 염화비닐리덴 및 그의 공중합체 등의 비닐계 수지, 폴리비닐포르말, 폴리비닐부티랄 등의 아세탈 수지, 아크릴 수지 및 그의 공중합체, 메타크릴 수지 및 그의 공중합체 등의 아크릴계 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카르보네이트 수지 등을 들 수 있다.
상기 열경화성 수지로서는 페놀 수지, 요소 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 멜라민 수지, 구아나민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아미노알키드 수지, 멜라민-요소 공축합 수지, 규소 수지, 폴리실록산 수지 등을 들 수 있다.
상기 하드 코팅층(A)은 상기 바인더 수지 외에, 필요에 따라 그 밖의 성분을 포함하여도 된다. 상기 그 밖의 성분으로서는 광중합 개시제, 레벨링제, 가교제, 경화제, 중합 촉진제, 자외선 흡수제, 충격 흡수제, 점도 조정제, 유기 대전 방지제 등을 들 수 있다.
상기 하드 코팅층(A)은, 상기 바인더 수지, 그 밖의 성분 및 용제를 균일하게 혼합하여 제조된 하드 코팅층(A)용 조성물을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 혼합은 페인트 셰이커, 비즈 밀, 니이더 등의 공지된 장치를 사용하여 행하면 된다.
상기 용제로서는 물, 알코올(예, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, s-부탄올, t-부탄올, 벤질알코올, PGME), 케톤(예, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 헵타논, 디이소부틸케톤, 디에틸케톤), 에스테르(예, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 부틸, 포름산 메틸, 포름산 에틸, 포름산 프로필, 포름산 부틸, PGMEA), 지방족 탄화수소(예, 헥산, 시클로헥산), 할로겐화 탄화수소(예, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 사염화탄소), 방향족 탄화수소(예, 벤젠, 톨루엔, 크실렌), 아미드(예, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, n-메틸피롤리돈), 에테르(예, 디에틸에테르, 디옥산, 테트라히드로푸란), 에테르알코올(예, 1-메톡시-2-프로판올) 등을 들 수 있다.
상기 하드 코팅층(A)용 조성물에 사용하는 용제는 침투성 용제인 것이 바람직하다.
상기 침투성 용제란, 그 용제를 포함하는 조성물을 도포 시공하는 광투과성 기재에 대하여 습윤성, 팽윤성을 발현할 수 있는 용제나, 또한 광투과성 기재 중에 침투할 수 있는 용제를 말한다. 상기 침투성 용제를 사용함으로써, 광투과성 기재와 하드 코팅층(A)의 계면을 실질적으로 없앨 수 있기 때문에 층간 밀착성을 양호하게 하고, 또한 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 광투과성 기재로서 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 기재를 사용하는 경우의 상기 침투성 용제로서는 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸이소부틸케톤, 디아세톤알코올 등의 케톤류; 포름산 메틸, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 락트산 에틸 등의 에스테르류; 니트로메탄, 아세토니트릴, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 질소 함유 화합물; 메틸글리콜, 메틸글리콜아세테이트 등의 글리콜류; 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 디옥솔란, 디이소프로필에테르 등의 에테르류; 염화메틸렌, 클로로포름, 테트라클로로에탄 등의 할로겐화 탄화수소; 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 셀로솔브아세테이트 등의 글리콜에테르류; 그 밖에 디메틸술폭시드, 탄산프로필렌을 들 수 있고, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 그 중에서도 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 및 시클로헥사논으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
상기 하드 코팅층(A)의 형성 방법은 공지된 방법에 따르면 된다. 예를 들어, 상기 하드 코팅층(A)용 조성물을 상기 광투과성 기재 상에 도포하여 피막을 형성하고, 필요에 따라 건조시킨 후, 상기 피막을 경화시키면 된다.
상기 도포하여 피막을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 스핀 코팅법, 침지법, 스프레이법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 롤 코터법, 메니스커스 코터법, 플렉소 인쇄법, 스크린 인쇄법, 비드 코터법 등의 공지된 각종 방법을 들 수 있다.
상기 피막의 경화 방법은, 상기 조성물의 내용 등에 따라 적절하게 선택하면 된다. 예를 들어, 상기 조성물이 자외선 경화형의 것이라면, 피막에 자외선을 조사함으로써 경화시키면 된다.
상기 하드 코팅층(A)은 두께가 1 내지 10㎛인 것이 바람직하다. 상기 두께가 1㎛ 미만이면, 본 발명의 광학 적층체의 하드 코팅성이 불충분해질 우려가 있다. 상기 두께가 10㎛를 초과하면, 컬이 심하여 편광판화 가공이 곤란해질 우려가 있다. 상기 두께는 2 내지 8㎛인 것이 보다 바람직하다.
상기 두께는 광학 적층체의 단면을 전자 현미경(SEM, TEM, STEM)으로 관찰하여 측정한 값이다.
<하드 코팅층(B)>
본 발명의 광학 적층체는 상기 하드 코팅층(A) 상에 하드 코팅층(B)을 갖는다.
상기 하드 코팅층(B)은 상기 하드 코팅층(A)과 접하고 있는 부분으로부터 순서대로 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)을 갖는다.
본 발명의 광학 적층체에서는 무기 미립자를 포함하는 무기 미립자 함유 영역(B2)이 표면측(광투과성 기재와 반대측)에 위치하므로, 경도가 높고 하드 코팅성이 우수한 것으로 된다. 또한, 무기 미립자를 포함하지 않는 무기 미립자 비함유 영역(B1)은, 무기 미립자 함유 영역(B2)과 비교하여 경도가 낮은 영역으로 되어, 소위 완충 영역으로 되어 광학 적층체가 컬(휨)되는 것을 방지하고, 광학 적층체에 외부로부터 가해진 힘을 완충시켜 하드 코팅성을 보다 우수한 것으로 할 수 있다.
또한, 상기 하드 코팅층(B)에서는, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)의 경계가 요철 형상이다. 상기 요철 형상이 존재함으로써, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)의 굴절률차에 의한 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)의 사이에 계면이 존재하지 않기 때문에, 반사에 의한 콘트라스트의 저하나 미광의 발생도 방지할 수 있다.
상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)은, 상기 하드 코팅층(A)과 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)의 사이에 위치하는 층이다.
상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)은 무기 미립자를 포함하지 않는 층이다. 무기 미립자를 포함하지 않는 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 후술하는 무기 미립자를 포함하는 무기 미립자 함유 영역(B2)을 갖는 특정한 구성으로 함으로써, 본 발명의 원하는 효과를 얻을 수 있다.
상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)은, 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)의 바인더 수지를 주성분으로 하는 것인 것이 바람직하다.
상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)은, 가시광 파장 이상의 평균 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 가시광 파장 미만의 평균 두께이면, 간섭 줄무늬를 억제할 수 없게 될 우려가 있다.
구체적으로는, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)의 평균 두께는 500nm 이상인 것이 바람직하다. 500nm 미만이면 간섭 줄무늬를 억제할 수 없게 될 우려가 있다.
또한, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)은, 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)에 포함되는 무기 미립자의 존재의 유무에 의해 요철 형상이 형성되어 있다. 이로 인해, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)의 평균 두께란, 광학 적층체의 두께 방향의 단면을 전자 현미경(SEM, TEM, STEM)에 의해 관찰하여, 하드 코팅층(A)과 하드 코팅층(B)의 계면과, 볼록부의 산 정상 또는 오목부의 골짜기 바닥과의 거리를 일정 범위에 있어서 측정하여 얻어진 값의 평균값을 의미한다.
상기 요철 형상으로서는 볼록부의 간격이 가시광 파장 이상인 요철 형상인 것이 바람직하다. 상기 볼록부의 간격이 가시광 파장 이상이면, 상기 요철 형상 부분에 입사한 광이 적절하게 산란되어 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있기 때문이다.
상기 무기 미립자 함유 영역(B2)은 무기 미립자를 포함한다.
상기 무기 미립자를 포함하는 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)은, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)이나 하드 코팅층(A)과 비교하여 보다 높은 경도를 갖는다. 이러한 무기 미립자 함유 영역(B2)을 보다 표층측에 위치시킴으로써, 광학 적층체의 표면의 경도를 높여 내찰상성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 광학 적층체가 경도가 다른 층이 조합되게 되므로 하드 코팅성이 우수한 것으로 할 수 있다.
상기 무기 미립자는 가시광 파장보다도 작은 입경을 갖는다. 상기 무기 미립자의 입경이 가시광 파장 이상이면 투명성이 저하하기 때문이다. 구체적으로는, 상기 무기 미립자의 평균 1차 입자 직경은 1 내지 200nm인 것이 보다 바람직하다. 1nm 미만이면 경도가 얻어지지 않을 우려가 있다. 200nm를 초과하면 헤이즈값이 상승할 우려가 있다. 상기 평균 1차 입자 직경은 5 내지 150nm인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 평균 1차 입자 직경은 본 발명의 광학 적층체의 단면을 전자 현미경(SEM, TEM, STEM)으로 관찰하여 측정하여 얻어지는 값이다.
광학 적층체에서의 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)의 광투과성 기재측과 반대측면에 저굴절률 반사 방지층을 더 적층하는 구성의 경우에 있어서는, 상기 무기 미립자는 굴절률이 높은 것이 바람직하다. 후술하는 저굴절률층을 형성한 경우에, 상기 저굴절률층과의 굴절률차를 충분히 취할 수 있어 상기 저굴절률층에 의한 반사 방지 효과를 보다 발휘할 수 있기 때문이다.
광학 적층체의 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)의 광투과성 기재측과 반대측면에 저굴절률 반사 방지층을 더 적층하지 않는 구성의 경우에 있어서는, 상기 무기 미립자는 바인더 수지보다도 굴절률이 낮은 것이 바람직하다. 별도로 저굴절률층을 형성하지 않아도 표면 반사율이 저하하여 시인성이 좋은 광학 적층체를 얻을 수 있기 때문이다.
또한, 상술한 저굴절률 반사 방지층의 유무에 상관없이 무기 미립자와 바인더 수지 사이에는 굴절률차를 갖는 것이 바람직하다. 무기 미립자 함유 영역(B2)과 무기 미립자 비함유 영역(B1)의 사이에 굴절률차가 발생하여, 광투과성 기재 및/또는 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 하드 코팅층(A)의 계면에서 발생하는 간섭 불균일을 경감할 수 있기 때문이다.
상기 무기 미립자는, 상술한 원하는 형태에 따라 적절한 굴절률을 갖는 것을 적절하게 선택하면 되지만, 통상, 굴절률이 1.2 내지 3.5인 것이 바람직하다. 굴절률이 1.2 내지 1.5인 무기 미립자를 사용하는 경우에는, 하드 코팅층(B)을 저굴절률화할 수 있기 때문에, 별도로 저굴절률층을 형성하지 않아도 시인성이 좋은 광학 적층체를 얻을 수 있다.
또한, 후술하는 저굴절률층을 형성하는 경우에는, 보다 수준이 높은 반사 방지 효과를 얻기 위하여 무기 미립자의 굴절률은 1.5 내지 3.5인 것이 바람직하다.
상기 무기 미립자로서는 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)에 충분한 경도를 부여할 수 있는 것이면 되며, 공지된 무기 미립자를 사용할 수 있다. 본 발명의 광학 적층체에서는 상기 무기 미립자는 도전성 무기 미립자인 것이 바람직하다. 본 발명의 광학 적층체에 대전 방지성을 부여할 수 있기 때문이다.
상기 무기 미립자로서는, 구체적으로는 SiO2(굴절률 1.20 내지 1.45: 다공질, 중공 등의 모든 형태를 포함함), MgF(굴절률 1.38), ZnO(굴절률 1.90, 이하 괄호 안의 값은 모두 굴절률을 나타내는 것임), Sb2O2(1.71), SnO2(1.997), CeO2(1.95), 산화인듐주석(약칭 ITO; 1.95), In2O3(2.00), Al2O3(1.63 내지 1.76), 안티몬 도프 산화주석(약칭 ATO; 2.0), 알루미늄 도프 산화아연(약칭 AZO; 2.0), TiO2(루틸형: 2.71) 등을 들 수 있다. 무기 미립자 중에서도 대전 방지성, 굴절률 및 경도를 광학 적층체에 적절하게 부여하고자 하는 경우에는 ATO 혹은 SnO2인 것이 바람직하다.
상기 무기 미립자는 단분산의 것이어도 되지만, 염주 형상의 것이 보다 바람직하다. 염주 형상이면, 소량의 첨가로 하드 코팅성이나 상술한 대전 방지성을 적절하게 부여할 수 있고, 또한 광학 적층체의 광투과성을 저하시킬 우려가 없다. 또한, 상기 무기 미립자가 염주 형상임으로써, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)을 하드 코팅층(B) 중에 적절하게 형성할 수 있다. 이것은 후술한다.
또한, 상기 염주 형상이란, 상기 무기 미립자가 3 내지 100개 연결되어 있는 상태를 말하며, 상기 연결되어 있는 상태는 직쇄상이어도 되고 분지상이어도 된다.
상기 무기 미립자는 유기 처리를 실시한 것이어도 된다. 특히, 반응성기를 갖는 유기 처리를 한 경우, 바인더 수지와도 반응하여 가교함으로써 하드 코팅 성능이 향상되기 때문에 바람직하다.
상기 유기 처리로서는 상기 무기 미립자의 표면에 화합물을 화학적으로 결합시키는 방법이나, 상기 무기 미립자의 표면과는 화학적인 결합없이 무기 미립자를 형성하는 조성물에 있는 보이드 등에 침투시키는 물리적인 방법을 들 수 있으며, 어느 쪽을 사용하여도 된다.
일반적으로는, 상기 유기 처리로서는 수산기 또는 실라놀기 등의 실리카 표면의 활성기를 이용하는 화학적 처리법이 처리 효율의 관점에서 바람직하게 사용된다. 처리에 사용하는 화합물로서는, 상술한 활성기와 반응성이 높은 실란계, 실록산계, 실라잔계 재료 등이 사용된다. 예를 들어, 메틸트리클로로실란 등의 직쇄 알킬 단치환 실리콘 재료, 분지 알킬 단치환 실리콘 재료, 혹은 디-n-부틸디클로로실란, 에틸디메틸클로로실란 등의 다치환 직쇄 알킬실리콘 화합물이나, 다치환 분지쇄 알킬실리콘 화합물을 들 수 있다. 마찬가지로, 직쇄 알킬기 혹은 분지 알킬기의 단치환, 다치환 실록산 재료, 실라잔 재료도 유효하게 사용할 수 있다.
필요 기능에 따라 알킬쇄의 말단 내지 중간 부위에 헤테로 원자, 불포화 결합기, 환상 결합기, 방향족 관능기 등을 갖는 것을 사용하여도 된다.
상기 무기 미립자의 함유량은, 상기 하드 코팅층(B) 중 10 내지 80질량%인 것이 바람직하다. 10질량% 미만이면, 본 발명의 광학 적층체의 하드 코팅성 등이 떨어지는 경우가 있다. 80질량%를 초과하면, 무기 미립자 함유층의 투명성의 저하나 경도의 저하의 우려가 있다. 상기 함유량은 15 내지 60질량%인 것이 보다 바람직하다.
상기 무기 미립자 비함유 영역(B1) 및 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)을 갖는 하드 코팅층(B)은, 바인더 수지 및 상기 무기 미립자를 포함하는 하드 코팅층(B)용 조성물을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 하드 코팅층(B)을 형성하기 위한 바인더 수지로서는, 상술한 하드 코팅층(A)을 형성하기 위한 바인더 수지와 마찬가지의 수지를 들 수 있다. 그 중에서도 상기 하드 코팅층(B)을 형성하기 위한 바인더 수지로서는, 상기 하드 코팅층(A)의 바인더 수지와 상용성이 있는 수지인 것이 바람직하다. 특히, 하드 코팅층(A)의 바인더 수지와 동일한 수지를 사용한 경우에는 밀착성이 향상되고, 간섭 줄무늬의 원인으로 되는 계면도 두드러지지 않게 되므로 바람직하다. 또한, 상기 하드 코팅층(B)의 바인더 수지와 상기 하드 코팅층(A)의 바인더 수지가 동일한 경우에는, 무기 미립자 비함유 영역(B1)의 경도는 상기 하드 코팅층(A)의 경도와 거의 동일해지고, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 상기 하드 코팅층(A)은 모두 완충 영역으로서 기능하여, 하드 코팅성이 보다 우수한 광학 적층체로 할 수 있다.
상기 하드 코팅층(B)용 조성물은, 상기 하드 코팅층(B)을 형성하기 위한 바인더 수지와, 상기 무기 미립자와, 필요에 따라 그 밖의 성분을 용제와 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 그 밖의 성분 및 용제로서는, 상술한 하드 코팅층(A)용 조성물에 사용할 수 있는 그 밖의 성분 및 용제를 들 수 있다. 또한, 대전 방지성을 향상시키기 위하여, 상기 무기 도전성 미립자와 함께 유기 대전 방지제를 첨가하여도 된다.
상기 혼합하여 제조하는 방법으로서는, 상술한 하드 코팅층(A)용 조성물의 제조 방법과 마찬가지의 방법을 들 수 있다.
상기 하드 코팅층(B)은, 예를 들어 상기 하드 코팅층(B)용 조성물을 상기 하드 코팅층(A) 상에 웹 속도와 도포 속도가 상이하게 하여 전단력을 부여하도록 도포하여 피막을 형성한 후, 건조, 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
여기서, 상기 하드 코팅층(B)용 조성물 중에서는, 상기 무기 미립자가 균일하게 분산되어 있다. 그러나, 경화 후의 하드 코팅층(B)에 있어서 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)의 경계가 요철 형상으로 되도록 무기 미립자가 분리되는 것은, 상기 피막의 형성에 있어서, 상기 피막 중에서 하드 코팅층(A)과의 사이에 작용하는 전단 응력에 의해 하드 코팅층(A)측의 계면 부근으로부터 무기 미립자가 반대측 계면의 방향으로 이동하기 때문이라고 추정된다. 이러한 상태의 피막을 건조, 경화시킴으로써 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)을 갖는 하드 코팅층(B)을 형성할 수 있는 것이라고 생각된다. 또한, 상기 하드 코팅층(B)용 조성물의 조성이나 도포 속도, 건조 방법 등을 조정함으로써, 형성하는 무기 미립자 비함유 영역(B1)의 두께 및 요철 형상을 제어할 수 있다.
또한, 상기 하드 코팅층(B)을 형성하는 다른 방법으로서는, 예를 들어 이형성을 갖는 기재 상에 상기 하드 코팅층(B)용 조성물을 도포하고, 도포액 중에서의 무기 미립자의 비중차를 이용하면서 대류가 발생하도록 하여 건조시킴으로써, 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)의 경계에 요철 형상이 형성된 후, 상기 피막을 경화시켜 하드 코팅층(B)을 형성하고, 그 위에 하드 코팅층(A)을 형성하여, 기재에 하드 코팅층(A)면을 전사하는 방법 등을 들 수 있다. 하드 코팅층(B)을 경화하는 경우에는, 반경화이면 하드 코팅층(A)과의 밀착성을 향상시키고, 하드 코팅간의 계면을 발생시키기 어렵게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 하드 코팅층(B)용 조성물의 도포 방법으로서는 일정한 전단력을 피막에 가할 수 있는 방법이면 특별히 한정되지 않으며, 상술한 하드 코팅층(A)의 형성에서의 도포 방법과 마찬가지의 방법을 들 수 있다.
상기 도포량은 1.5 내지 15g/cm2가 바람직하다.
상기 건조 방법으로서는 일반적인 건조 방법이 이용되지만, 구체적으로는 40 내지 150℃의 온풍을 일정 시간 분사하거나 혹은 체류시킴으로써 행한다.
상기 피막을 경화시키는 방법으로서는, 상술한 하드 코팅층(A)의 경화 방법과 마찬가지의 방법을 들 수 있다.
이러한 방법에 의해 하드 코팅층(B)을 형성함으로써, 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)을 갖는 하드 코팅층(B)을 형성할 수 있다.
상기 하드 코팅층(B)은 두께가 1 내지 10㎛인 것이 바람직하다. 상기 두께가 1㎛ 미만이면, 하드 코팅성이 불충분해질 우려가 있다. 상기 두께가 10㎛를 초과하면, 컬이 심하여 편광판화 가공이 곤란해질 우려가 있다. 상기 두께는 2 내지 8㎛인 것이 보다 바람직하다.
상기 두께는 광학 적층체의 단면을 전자 현미경(SEM, TEM, STEM)으로 관찰하여 측정한 값이다.
본 발명의 광학 적층체에 있어서, 상기 하드 코팅층(A)의 경도(Ha)와, 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)의 경도(Hb1)와, 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)의 경도(Hb2)가 하기 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
<수학식 1>
Figure pct00002
상기 식을 만족함으로써, 광학 적층체로서 적당한 경도를 가지면서 컬 등의 변형을 방지할 수 있다.
상기 하드 코팅층(A), 상기 무기 미립자 비함유 영역(B1) 및 상기 무기 미립자 함유 영역(B2)의 경도에 대해서는, 각 층 및 영역을 형성하는 성분을 포함하는 조성물에 의해 단독으로 형성한 필름을 사용하여, Hㆍ피셔사제 표면 피막 물성 시험기(피코덴터 HM500)에 의해 측정할 수 있다.
<저굴절률층>
상기 광학 적층체는 저굴절률층을 더 갖는 것이 바람직하다.
상기 저굴절률층을 형성함으로써 반사 방지성이 우수한 광학 적층체로 할 수 있다.
상기 저굴절률층은 상기 하드 코팅층(A) 및 (B)보다도 낮은 굴절률을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 상기 하드 코팅층(A) 및 (B)의 굴절률이 1.5 이상이고, 저굴절률층의 굴절률이 1.5 미만인 것이 바람직하다. 상기 저굴절률층의 굴절률은 보다 바람직하게는 1.45 이하, 더욱 바람직하게는 1.35 이하이다.
상기 저굴절률층은, 1) 실리카 또는 불화마그네슘을 함유하는 수지, 2) 저굴절률 수지인 불소계 재료, 3) 실리카 또는 불화마그네슘을 함유하는 불소계 재료, 4) 실리카 또는 불화마그네슘의 박막 등의 어느 하나로 구성되어도 된다.
상기 불소계 재료란, 적어도 분자 중에 불소 원자를 포함하는 중합성 화합물 또는 그의 중합체이다. 상기 중합성 화합물로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 전리 방사선으로 경화하는 관능기(전리 방사선 경화성기)나 열로 경화하는 극성기(열경화 극성기) 등의 경화 반응성의 기를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이들 반응성의 기를 동시에 겸비하는 화합물이어도 된다.
불소 원자를 함유하는 전리 방사선 경화성기를 갖는 중합성 화합물로서는, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 불소 함유 단량체를 널리 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는 플루오로올레핀류(예를 들어 플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로부타디엔, 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔 등)를 예시할 수 있다. (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 것으로서 2,2,2-트리플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로부틸)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로헥실)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로옥틸)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로데실)에틸(메트)아크릴레이트, α-트리플루오로메타크릴산 메틸, α-트리플루오로메타크릴산 에틸과 같은 분자 중에 불소 원자를 갖는 (메트)아크릴레이트 화합물; 분자 중에 불소 원자를 적어도 3개 갖는 탄소수 1 내지 14의 플루오로알킬기, 플루오로시클로알킬기 또는 플루오로알킬렌기와, 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 불소 함유 다관능 (메트)아크릴산 에스테르 화합물 등도 있다.
불소 원자를 함유하는 열경화성 극성기를 갖는 중합성 화합물로서는, 예를 들어 4-플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체; 플루오로에틸렌-탄화수소계 비닐에테르 공중합체; 에폭시, 폴리우레탄, 셀룰로오스, 페놀, 폴리이미드 등의 각 수지의 불소 변성품 등을 예시할 수 있다. 상기 열경화성 극성기로서는, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기 등의 수소 결합 형성기를 바람직하게 들 수 있다. 이것들은 도막과의 밀착성뿐만 아니라 실리카 등의 무기 초미립자와의 친화성도 우수하다.
전리 방사선 경화성기와 열경화성 극성기를 겸비하는 중합성 화합물(불소계 수지)로서는 아크릴 또는 메타크릴산의 부분 및 완전 불소화 알킬, 알케닐, 아릴에스테르류, 완전 또는 부분 불소화 비닐에테르류, 완전 또는 부분 불소화 비닐에스테르류, 완전 또는 부분 불소화 비닐케톤류 등을 예시할 수 있다.
불소 원자를 함유하는 상기 중합성 화합물의 중합체로서는, 예를 들어 상기 전리 방사선 경화성기를 갖는 중합성 화합물의 불소 함유 (메트)아크릴레이트 화합물을 적어도 1종 포함하는 단량체 또는 단량체 혼합물의 중합체; 불소 함유 (메트)아크릴레이트 화합물 중 적어도 1종과, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트와 같은 분자 중에 불소 원자를 포함하지 않는 (메트)아크릴레이트 화합물과의 공중합체; 플루오로에틸렌, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 3,3,3-트리플루오로프로필렌, 1,1,2-트리클로로-3,3,3-트리플루오로프로필렌, 헥사플루오로프로필렌과 같은 불소 함유 단량체의 단독중합체 또는 공중합체; 등을 들 수 있다.
또한, 이들 공중합체에 실리콘 성분을 함유시킨 실리콘 함유 불화비닐리덴 공중합체도, 상기 중합성 화합물의 중합체로서 사용할 수 있다. 이 경우의 실리콘 성분으로서는 (폴리)디메틸실록산, (폴리)디에틸실록산, (폴리)디페닐실록산, (폴리)메틸페닐실록산, 알킬 변성 (폴리)디메틸실록산, 아조기 함유 (폴리)디메틸실록산이나, 디메틸실리콘, 페닐메틸실리콘, 알킬ㆍ아르알킬 변성 실리콘, 플루오로실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘, 지방산 에스테르 변성 실리콘, 메틸 수소 실리콘, 실라놀기 함유 실리콘, 알콕시기 함유 실리콘, 페놀기 함유 실리콘, 메타크릴 변성 실리콘, 아크릴 변성 실리콘, 아미노 변성 실리콘, 카르복실산 변성 실리콘, 카르비놀 변성 실리콘, 에폭시 변성 실리콘, 머캅토 변성 실리콘, 불소 변성 실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘 등을 예시할 수 있다. 그 중에서도 디메틸실록산 구조를 갖는 것이 바람직하다.
상기한 것 외에 분자 중에 적어도 1개의 이소시아네이트기를 더 갖는 불소 함유 화합물과, 아미노기, 히드록실기, 카르복실기 등의 이소시아네이트기와 반응하는 관능기를 분자 중에 적어도 1개 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 화합물; 불소 함유 폴리에테르폴리올, 불소 함유 알킬폴리올, 불소 함유 폴리에스테르폴리올, 불소 함유 ε-카프로락톤 변성 폴리올 등의 불소 함유 폴리올과, 이소시아네이트 기를 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 화합물; 등도 불소계 수지로서 사용할 수 있다.
저굴절률층의 형성에 있어서는, 예를 들어 원료 성분을 포함하는 조성물(굴절률층용 조성물)을 사용하여 형성할 수 있다. 보다 구체적으로는 원료 성분(수지 등) 및 필요에 따라 첨가제(예를 들어, 후술하는 「공극을 갖는 미립자」, 중합 개시제, 대전 방지제, 오염 방지제, 방현제 등)를 용제에 용해 또는 분산시켜 이루어지는 용액 또는 분산액을 저굴절률층용 조성물로서 사용하고, 상기 조성물에 의한 도막을 형성하고, 상기 도막을 경화시킴으로써 저굴절률층을 얻을 수 있다. 또한, 중합 개시제, 대전 방지제, 오염 방지제, 방현제 등의 첨가제는 공지된 것을 사용할 수 있다. 또한, 유기 대전 방지제를 첨가함으로써 대전 방지 성능을 부여할 수 있다.
상기 용제로서는 상술한 하드 코팅층(A)의 형성에 있어서 사용할 수 있는 용제와 마찬가지의 용제를 들 수 있다. 그 중에서도 메틸이소부틸케톤(MIBK), 메틸에틸케톤(MEK), 이소프로필알코올(IPA), n-부탄올, s-부탄올, t-부탄올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)가 바람직하다.
상기 조성물의 제조 방법은 성분을 균일하게 혼합할 수 있으면 되며, 공지된 방법에 따라 실시하면 된다. 예를 들어, 상기 하드 코팅층의 형성에서 상술한 공지의 장치를 사용하여 혼합 분산시킬 수 있다.
저굴절률층의 형성 방법은 공지된 방법에 따르면 된다. 예를 들어, 상기 하드 코팅층의 형성에서 상술한 각종 방법을 이용할 수 있다.
상기 저굴절률층에 있어서는, 저굴절률제로서 「공극을 갖는 미립자」를 이용하는 것이 바람직하다. 「공극을 갖는 미립자」는 저굴절률층의 층 강도를 유지하면서 그 굴절률을 낮출 수 있다. 본 발명에 있어서, 「공극을 갖는 미립자」란, 미립자의 내부에 기체가 충전된 구조 및/또는 기체를 포함하는 다공질 구조체를 형성하여, 미립자 본래의 굴절률에 비하여 미립자 중의 기체의 점유율에 반비례하여 굴절률이 저하하는 미립자를 의미한다. 또한, 본 발명에 있어서는, 미립자의 형태, 구조, 응집 상태, 피막 내부에서의 미립자의 분산 상태에 의해 내부 및/또는 표면 중 적어도 일부에 나노포러스 구조의 형성이 가능한 미립자도 포함된다. 이 미립자를 사용한 저굴절률층은 굴절률을 1.25 내지 1.45로 조절하는 것이 가능하다.
공극을 갖는 무기계의 미립자로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2001-233611호 공보에 기재된 방법에 의해 제조된 실리카 미립자를 들 수 있다. 또한, 일본 특허 공개 평7-133105호 공보, 일본 특허 공개 제2002-79616호 공보, 일본 특허 공개 제2006-106714호 공보 등에 기재된 제법에 의해 얻어지는 실리카 미립자이어도 된다. 공극을 갖는 실리카 미립자는 제조가 용이하고 그 자체의 경도가 높기 때문에, 바인더와 혼합하여 저굴절률층을 형성하였을 때, 그 층 강도가 향상되고, 또한 굴절률을 1.20 내지 1.45 정도의 범위 내로 조정하는 것을 가능하게 한다. 특히, 공극을 갖는 유기계의 미립자의 구체예로서는, 일본 특허 공개 제2002-80503호 공보에서 개시되어 있는 기술을 이용하여 제조한 중공 중합체 미립자를 바람직하게 들 수 있다.
피막의 내부 및/또는 표면 중 적어도 일부에 나노포러스 구조의 형성이 가능한 미립자로서는 앞서 실리카 미립자 외에 비표면적을 크게 하는 것을 목적으로 하여 제조되어, 충전용의 칼럼 및 표면의 다공질부에 각종 화학 물질을 흡착시키는 제방재, 촉매 고정용에 사용되는 다공질 미립자 또는 단열재나 저유전재에 내장되는 것을 목적으로 하는 중공 미립자의 분산체나 응집체를 들 수 있다. 그러한 구체예로서는 시판품으로서 닛본 실리카 고교 가부시끼가이샤제의 상품명 Nipsil이나 Nipgel 중에서 다공질 실리카 미립자의 집합체, 닛산 가가꾸 고교사제의 실리카 미립자가 쇄상으로 연결된 구조를 갖는 콜로이드 실리카 UP 시리즈(상품명)로부터, 본 발명의 바람직한 입자 직경의 범위 내의 것을 이용하는 것이 가능하다.
「공극을 갖는 미립자」의 평균 입자 직경은 5nm 이상 300nm 이하인 것이 바람직하고, 하한이 5nm이고 상한이 100nm인 것이 보다 바람직하고, 하한이 10nm이고 상한이 80nm인 것이 더욱 바람직하다. 미립자의 평균 입자 직경이 이 범위 내에 있음으로써, 저굴절률층에 우수한 투명성을 부여하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 평균 입자 직경은 동적 광산란법에 의해 측정한 값이다. 「공극을 갖는 미립자」는, 상기 저굴절률층 중에 매트릭스 수지 100 질량부에 대하여 통상 0.1 내지 500 질량부 정도, 바람직하게는 10 내지 200 질량부 정도로 하는 것이 바람직하다.
저굴절률층의 형성에 있어서는, 상기 저굴절률층용 조성물의 점도는 바람직한 도포성이 얻어지는 0.5 내지 5cps(25℃)의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.7 내지 3cps(25℃)이다. 상기 범위의 점도로 함으로써 가시광선의 우수한 반사 방지막을 실현할 수 있고, 또한 균일하고 도포 불균일이 없는 박막을 형성할 수 있고, 또한 기재에 대한 밀착성이 특히 우수한 저굴절률층을 형성할 수 있다.
수지의 경화 수단은 상기 하드 코팅층에서 설명한 방법과 마찬가지이어도 된다. 경화 처리를 위하여 광 조사 수단이 이용되는 경우에는, 광 조사에 의해 예를 들어 라디칼을 발생시켜 중합성 화합물의 중합을 개시시키는 광중합 개시제가 불소계 수지 조성물에 첨가되는 것이 바람직하다.
저굴절률층의 막 두께(nm) dA는 하기 수학식 I을 만족하는 것이 바람직하다.
<수학식 I>
dA=mλ/(4nA)
(상기 식 중,
nA는 저굴절률층의 굴절률을 나타내고,
m은 양의 홀수를 나타내고, 바람직하게는 1을 나타내고,
λ는 파장이고, 바람직하게는 480 내지 580nm의 범위의 값임)
또한, 본 발명에 있어서는 저굴절률층은 하기 수학식 II를 만족하는 것이 저반사율화의 점에서 바람직하다.
<수학식 II>
120<nAdA<145
<다른 층>
상기 광학 적층체는 상술한 광투과성 기재, 하드 코팅층(A) 및 (B) 및 저굴절률층 외에 다른 임의의 층을 가져도 된다. 상기 임의의 층으로서는 방현층, 오염 방지층, 고굴절률층, 중굴절률층, 대전 방지층 등을 들 수 있다. 이들 층은 공지된 방현제, 저굴절률제, 고굴절률제, 대전 방지제, 오염 방지제 등과 수지 및 용제 등을 혼합하여 공지된 방법에 의해 형성하면 된다. 그 중에서도 오염 방지층을 더 형성하는 것이 바람직하다.
<광학 적층체>
본 발명의 광학 적층체는 경도가 JIS K5600-5-4(1999)에 의한 연필 경도 시험(하중 4.9N)에 있어서 2H 내지 5H인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 적층체는 표면 저항값이 1011Ω/□ 이하인 것이 바람직하다.
1011Ω/□를 초과하면, 목적으로 하는 대전 방지 성능이 발현되지 않게 될 우려가 있다. 상기 표면 저항값은 109Ω/□ 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 표면 저항값은 표면 저항값 측정기(미쯔비시 가가꾸사제, 제품 번호; Hiresta IP MCP-HT260)에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는 전체 광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하다. 80% 미만이면, 디스플레이 표면에 장착한 경우에 있어서 색 재현성이나 시인성을 손상시킬 우려가 있다. 상기 전체 광선 투과율은 85% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
상기 전체 광선 투과율은 헤이즈 미터(무라까미 색채 기술 연구소제, 제품 번호; HM-150)를 사용하여 JIS K-7361에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체를 제조하는 방법으로서는, 예를 들어 광투과성 기재의 한쪽 표면에 하드 코팅층(A)을 형성한 후, 하드 코팅층(B)을 상기 하드 코팅층(A) 상에 형성하는 방법을 들 수 있다.
상기 하드 코팅층(A)을 형성하는 방법 및 상기 하드 코팅층(B)을 형성하는 방법으로서는 상술한 바와 같다.
<편광판 및 화상 표시 장치>
본 발명의 광학 적층체는, 편광 소자의 표면에 상기 광학 적층체의 광투과성 기재의 하드 코팅층이 존재하는 면과 반대측의 면측을 설치함으로써 편광판으로 할 수 있다. 이러한 편광판도 또한 본 발명의 하나이다.
상기 편광 소자로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 요오드 등에 의해 염색하고, 연신한 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체계 비누화 필름 등을 사용할 수 있다. 상기 편광 소자와 상기 광학 적층체의 라미네이트 처리에 있어서는 광투과성 기재에 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 비누화 처리에 의해 접착성이 양호해져 대전 방지 효과도 얻을 수 있다. 또한, 점착제를 사용하여 접착시켜도 된다. 상기 점착제로서는, 예를 들어 아크릴계 점착제, 우레탄 점착제, 실리콘계 점착제 또는 수계 점착제 등을 들 수 있다.
본 발명의 광학 적층체 및 상기 편광판은 화상 표시 장치의 최표면에 구비할 수 있다. 이러한 화상 표시 장치도 또한 본 발명의 하나이다.
상기 화상 표시 장치는 LCD 등의 비자발광형 화상 표시 장치이어도 되고, PDP, FED, ELD(유기 EL, 무기 EL), CRT 등의 자발광형 화상 표시 장치이어도 된다.
상기 비자발광형의 대표적인 예인 LCD는, 투과성 표시체와, 상기 투과성 표시체를 배면으로부터 조사하는 광원 장치를 구비하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치가 LCD인 경우, 이 투과성 표시체의 표면에 상기 광학 적층체 또는 상기 편광판이 형성되어 이루어지는 것이다.
본 발명의 광학 적층체를 갖는 액정 표시 장치의 경우, 광원 장치의 광원은 광학 적층체의 광투과성 기재측으로부터 조사된다. 또한, STN형, VA형, IPS형의 액정 표시 장치에는, 액정 표시 소자와 편광판 사이에 위상차판이 삽입되어도 된다. 이 액정 표시 장치의 각 층간에는 필요에 따라 접착제층이 형성되어도 된다.
상기 자발광형 화상 표시 장치인 PDP는, 표면 유리 기판(표면에 전극을 형성)과 당해 표면 유리 기판에 대향하여 사이에 방전 가스가 봉입되어 배치된 배면 유리 기판(전극 및 미소한 홈을 표면에 형성하고, 홈 내에 적색, 녹색, 청색의 형광체층을 형성)을 구비하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치가 PDP인 경우, 상기 표면 유리 기판의 표면 또는 그의 전방면판(유리 기판 또는 필름 기판)에 상술한 광학 적층체를 구비하는 것이기도 하다.
상기 자발광형 화상 표시 장치는 전압을 걸면 발광하는 황화아연, 디아민류 물질: 발광체를 유리 기판에 증착하고, 기판에 거는 전압을 제어하여 표시를 행하는 ELD 장치, 또는 전기 신호를 광으로 변환하고, 인간의 눈에 보이는 상을 발생시키는 CRT 등의 화상 표시 장치이어도 된다. 이 경우, 상기와 같은 각 표시 장치의 최표면 또는 그의 전방면판의 표면에 상술한 광학 적층체를 구비하는 것이다.
본 발명의 광학 적층체는 어느 경우도, 텔레비전, 컴퓨터, 워드프로세서 등의 디스플레이 표시에 사용할 수 있다. 특히, CRT, 액정 패널, PDP, ELD, FED 등의 고정밀 화상용 디스플레이의 표면에 적절하게 사용할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는 상기 구성으로 이루어지므로, 하드 코팅성이 우수하고, 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있는 것이다. 이로 인해, 본 발명의 광학 적층체는 음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(ELD), 필드에미션 디스플레이(FED) 등에 적절하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광학 적층체의 일례의 단면의 모식도.
도 2는 실시예 1에 관한 광학 적층체의 단면의 일부를 확대한 전자 현미경 사진.
이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 및 비교예에만 한정되는 것이 아니다.
또한, 내용 중 「부」 또는 「%」로 되어 있는 것은 특별히 기재하지 않는 한 질량 기준이다.
실시예 1
하기에 나타내는 조성의 성분을 배합하여 하드 코팅층(A)용 조성물 및 하드 코팅층(B)용 조성물을 각각 제조하였다.
(하드 코팅층(A)용 조성물)
펜타에리트리톨트리아크릴레이트(PETA): 30질량부
IPDI 골격 우레탄 아크릴레이트(자광 1700B, 제품명, 닛본 고세 가가꾸사제): 20질량부
이르가큐어 184(시바 재팬사제): 4질량부
메틸에틸케톤(MEK): 50질량부
(하드 코팅층(B)용 조성물)
펜타에리트리톨트리아크릴레이트(PETA): 25질량부
IPDI 골격 우레탄 아크릴레이트(자광 1700B, 제품명, 닛본 고세 가가꾸사제): 15질량부
이르가큐어 184(시바 재팬사제): 4질량부
SnO2(S-2000, 상품명, φ=30nm, 굴절률 1.997, 미쯔비시 머티리얼사제): 10질량부
메틸이소부틸케톤(MIBK): 50질량부
이어서, 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 기재(TD80UL, 후지 필름사제)의 한쪽 면에, 상술한 하드 코팅층(A)용 조성물을 그라비아 롤 코팅 방법에 의해 도포하고, 용제분을 증발시켜 두께 약 3.5㎛의 도포층을 형성한 후, 상기 도포층측으로부터 20mJ/cm2의 자외선을 조사하여 반경화 처리를 행하여 도막을 형성하였다. 그 후, 상기 도막 상에 상술한 하드 코팅층(B)용 조성물을 그라비아 롤 코팅 방법에 의해 웹 속도와 도포 속도가 상이하게 하여 전단력을 부여하도록 도포하고 건조시켜 두께 약 3.5㎛의 도포층을 형성한 후, 상기 도포층측으로부터 100mJ/cm2의 자외선을 조사하여 경화 처리를 행하고, TAC 기재 상에 순서대로 하드 코팅층(A)과 하드 코팅층(B)을 갖는 광학 적층체를 얻었다. 또한, TAC 기재와 상기 하드 코팅층(A)의 사이, 상기 하드 코팅층(A)과 상기 하드 코팅층(B)의 사이의 밀착성은 양호하였다.
실시예 2
하드 코팅층(B)용 조성물의 도포층에 20mJ/cm2의 자외선을 조사하여 반경화 처리를 행한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 제작한 광학 적층체의 도포 시공면측에, 또한 하기 저굴절률층용 조성물(C)을 그라비아 롤 코팅 방법에 의해 도포하여 용제분을 증발시켜 두께 약 0.1㎛의 도포층을 형성한 후, 도포측으로부터 100mJ/cm2의 자외선을 조사하여 경화 처리를 행하여 광학 적층체를 얻었다.
(저굴절률층용 조성물(C))
펜타에리트리톨트리아크릴레이트: 5질량부
표면 처리 중공 실리카졸(φ=50nm, 20% MIBK 희석품): 25질량부
이르가큐어 184: 0.4질량부
MEK: 70질량부
실시예 3
이형 처리된 두께 100㎛의 PET 기재(도레이사제)의 한쪽 면에, 표 1 중에 기재된 하드 코팅층(B)용 조성물을 그라비아 롤 코팅 방법에 의해 도포하고 용제분을 증발시켜 두께 약 3.5㎛의 도포층을 형성한 후, 상기 도포층측으로부터 20mJ/cm2의 자외선을 조사하여 반경화 처리를 행하여 도막을 형성하였다. 그 후, 상기 도막 상에 표 1 중의 하드 코팅층(A)용 조성물을 그라비아 롤 코팅 방법에 의해 웹 속도와 도포 속도가 상이하게 하여 전단력을 부여하도록 도포하고 건조시켜 두께 약 3.5㎛의 도포층을 형성한 후, 상기 도포층측으로부터 100mJ/cm2의 자외선을 조사하여 경화 처리를 행하였다.
경화한 하드 코팅층(A) 상에 하기 접착 조성물을 약 10㎛ 도포하여 용제분을 건조하고 TAC 기재와 맞대었다. 이 적층체를 40℃에서 3일간 에이징하여 접착층을 열경화한 후, PET 이형 필름을 박리함으로써 광학 적층체를 제작하였다.
(접착 조성물(2액 열경화형 우레탄계 접착제))
주제 LX660(DIC사제): 8질량부
경화제 방향족계 폴리이소시아네이트 KW75(DIC사제): 2질량부
아세트산 에틸: 32질량부
실시예 4 내지 9, 12, 비교예 2 내지 4, 참고예
표 1 및 표 2에 나타내는 조성의 하드 코팅층(A)용 조성물 및 하드 코팅층(B)용 조성물을 각각 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 제작하였다.
또한, 표 1 및 표 2 중 아크릴 수지로서는 상기 PETA 외에 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(DPHA), 1,6-헥산디올디아크릴레이트(HDDA)를 사용하였다.
무기 미립자로서는 SnO2는 실시예 1과 마찬가지의 것을 사용하고, ATO는 TDL-1(상품명, 굴절률 2.0, 입경 100nm, 미쯔비시 머티리얼사제)을 사용하였다.
실시예 10, 11
표 1에 나타내는 조성의 하드 코팅층(A)용 조성물 및 이하에 나타내는 하드 코팅층(B)용 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 제작하였다.
(하드 코팅층(B)용 조성물)
(1) 염주 형상 실리카 미립자의 제조
실리카 미립자(1)(SI-550, 닛끼 쇼꾸바이 가세이사제, 평균 1차 입경 5nm, SiO2 농도 20질량%, 실리카 중 Na 2700ppm) 2000g에 이온 교환수 6000g을 첨가하고, 이어서 양이온 교환 수지(SK-1BH, 미쯔비시 가가꾸사제) 400g을 첨가하고 1시간 교반하여 탈알칼리 처리를 행하였다. 계속해서, 양이온 교환 수지를 분리한 후, 음이온 교환 수지(SANUPC, 미쯔비시 가가꾸사제) 400g을 첨가하고 1시간 교반하여 탈음이온 처리를 행하였다. 다시 양이온 교환 수지(SK-1BH, 미쯔비시 가가꾸사제) 400g을 첨가하고, 1시간 교반하여 탈알칼리 처리하여 SiO2 농도 5질량%의 실리카 미립자 분산액을 제조하였다. 이때, 실리카 입자 중의 Na 함유량은 200ppm이었다.
이어서, 희염산으로 분산액의 pH를 4.0으로 제조하고, 오토클레이브에서 200℃로 1시간 처리하였다. 계속해서, 실온에서 양이온 교환 수지를 첨가하고, 1시간 교반하여 탈알칼리 처리하고 양이온 교환 수지를 분리한 후, 음이온 교환 수지를 첨가하고, 1시간 교반하여 탈음이온 처리하여 SiO2 농도 5질량%의 염주 형상 실리카 미립자 분산액을 제조하였다. 또한, 염주 형상 실리카 미립자의 평균 연결수는 3개이었다.
이어서, SiO2 농도 5질량%의 염주 형상 실리카 미립자 분산액을 SiO2 농도 10질량%로 농축하고, 계속해서 한외 여과막법에 의해 메탄올로 용제 치환하여 SiO2 농도 10질량%의 염주 형상 실리카 미립자 메탄올 분산액을 제조하였다.
(2) 반응성 염주 형상 실리카 미립자(1)의 제조
상기 방법에 의해 제조한 염주 형상 실리카 미립자 메탄올 분산액 93질량부에, 메타크릴계 실란 커플링제(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란: 신에쯔 가가꾸 고교사제 KBM-503) 1질량부를 첨가하고, HCl 수용액으로 전체의 용액을 pH=4로 조절한 후, 80℃에서 5시간 가열 교반하였다. 이에 의해, 표면에 메타크릴로일기를 도입한 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 처리 실리카 미립자(반응성 염주 형상 실리카 미립자 A(1))를 얻었다. 제조한 용액은 메탄올에서 메틸이소부틸케톤(MIBK)으로 용제 치환을 행하여, 상기 반응성 염주 형상 실리카 미립자 A(1)의 고형분 40질량% MIBK 분산액을 얻었다.
(3) 하드 코팅층(B)용 조성물의 제조(실시예 10)
하기에 나타내는 조성의 성분을 배합하여 하드 코팅층(B)용 조성물을 제조하였다.
반응성 염주 형상 실리카 미립자 A(1): 150질량부(고형분: 60질량부)
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(DPHA)(닛본 가야꾸사제): 40질량부
이르가큐어 184(상품명, 시바 재팬사제, 라디칼 중합 개시제): 4질량부
(4) 하드 코팅층(B)용 조성물의 제조(실시예 11)
하기에 나타내는 조성의 성분을 배합하여 하드 코팅층(B)용 조성물을 제조하였다.
반응성 염주 형상 실리카 미립자 A(1): 150질량부(고형분: 70질량부)
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(DPHA)(닛본 가야꾸사제): 30질량부
이르가큐어 184(상품명, 시바 재팬사제, 라디칼 중합 개시제): 4질량부
비교예 1
두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 기재(TD80UL, 후지 필름사제)의 한쪽 면에, 실시예 1에서 사용한 것과 마찬가지의 하드 코팅층(A)용 조성물을 그라비아 롤 코팅 방법에 의해 도포하고, 용제분을 증발시켜 두께 약 3.5㎛의 도포층을 형성한 후, 상기 도포층측으로부터 20mJ/cm2의 자외선을 조사하여 반경화 처리를 행하여 도막을 형성하였다. 그 후, 상기 도막 상에 실시예 1에서 사용한 것과 마찬가지의 하드 코팅층(B)용 조성물을 다이 코팅에 의해 웹 속도와 도포 조건을 맞추어 전단이 가해지지 않도록 도포하고 건조시켜 두께 약 3.5㎛의 도포층을 형성한 후, 상기 도포층측으로부터 100mJ/cm2의 자외선을 조사하여 경화 처리를 행하여 TAC 기재 상에 광학 적층체를 얻었다. 또한, TAC 기재와 상기 하드 코팅층(A)의 사이, 상기 하드 코팅층(A)과 상기 하드 코팅층(B) 사이의 밀착성은 양호하였다.
상기의 실시예, 비교예 및 참고예에서 얻어진 광학 적층체에 대하여, 각 항목에 대하여 하기의 측정 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 각 광학 적층체의 단면을 STEM에 의해 전자 현미경 관찰하였다. 실시예 1의 광학 적층체의 단면의 전자 현미경 사진을 도 2에 도시한다.
<경도(광학 적층체)>
다른 경도의 연필을 사용하여 하중 4.9N으로 JIS K5600-5-4(1999)로 나타내어지는 시험법에 의해 5회의 시험에서 흠집이 생기지 않았던 횟수를 측정하였다. 표 3에 있어서, 예를 들어 2/5는 5회의 시험 중 2회는 흠집이 생기지 않았던 것을 의미한다.
<컬 폭>
광학 적층체의 컬 정도(컬 폭)는, 얻어진 광학 적층체를 10cm×10cm로 커트한 샘플편을 수평한 받침대(평면) 위에 놓고, 상기 수평한 받침대(평면)부터 상기 샘플편의 단부(4점)까지의 높이를 측정하였을 때의 거리의 평균값(mm)으로 나타내었다.
<간섭 줄무늬>
광학 적층체의 도막이 없는 쪽에 흑색의 테이프를 접합한 후, 3파장관 형광등 하에서 육안으로 평가를 행하였다. 간섭 줄무늬를 시인할 수 없었던 경우를 ○로 하고, 엷게 시인할 수 있었던 경우를 △로 하고, 시인할 수 있었던 경우를 ×로 하였다. 또한, 표 3 중의 -는 투명한 하드 코팅층(B)이 형성되지 않았기 때문에 간섭 줄무늬의 평가가 불가능하였던 것을 나타낸다.
<경도(하드 코팅층(A), 하드 코팅층(B)의 무기 미립자 비함유 영역(B1) 및 무기 미립자 함유 영역(B2))>
(1) 하드 코팅층(A) 및 무기 미립자 함유 영역(B2) 측정용 샘플 필름의 제조
50㎛ PET 기재 상에 표 1 및 표 2 중의 하드 코팅층(A)용 조성물 및 하드 코팅층(B)용 조성물을 그라비아 롤 코팅 방법에 의해 도포 시공하고 용제를 건조하고, 약 120mJ/cm2의 UV로 경화하여 수지막의 막 두께를 약 10㎛로 한 하드 코팅층(A)용 샘플 필름 및 하드 코팅층(B)용 샘플 필름을 제작하였다. 또한, 제작한 샘플 필름의 구성은, 각각 PET 기재/하드 코팅층(A)과 PET 기재/무기 미립자 비함유 영역(B1)/무기 미립자 함유 영역(B2)이었다.
(2) 무기 미립자 비함유 영역(B1) 측정용 샘플 필름의 제조
50㎛의 이형 처리 PET 기재에 표 1 및 표 2 중의 하드 코팅층(B)용 조성물을 그라비아 롤 코팅 방법에 의해 웹 속도와 도포 속도가 상이하게 하여 전단력을 부여하도록 도포하고, 약 120mJ/cm2의 UV로 경화하여 수지 막 두께를 약 15㎛로 한 샘플을 제작하였다.
계속해서, 광학용의 막 두께 25 내지 50㎛의 투명 양면 점착 테이프 또는 필름(예를 들어, 닛토덴코사제 LUCIACS CS9622T)의 한쪽 면에 상기 (1)에서 사용한 50㎛의 PET 기재를 붙이고, 나머지 한쪽 면에 상기 형성한 하드 코팅층(B)의 표면을 점착제를 개재하여 맞대었다. 그 후, 이형 처리 PET 기재를 박리하여 하드 코팅층(B)의 이형 처리 PET 측면, 즉 무기 미립자 비함유 영역(B1)에 상당하는 면을 드러내고, PET 기재/점착제/무기 미립자 함유 영역(B2)/무기 미립자 비함유 영역(B1)의 구성으로 이루어지는 샘플 필름을 제작하였다.
또한, 측정 샘플의 최표면은 평탄한 것이 바람직하므로, 각 층용 조성물만으로 표면 평탄성을 얻기 어려운 경우에는 수지 질량 0.1 내지 3%의 레벨링제를 적절하게 첨가하였다.
유리 기판 상에 상기 제작한 3종류의 샘플 필름을 2cm×2cm로 잘라내고, 순간 접착제(아론 알파(등록 상표), 도아 고세사제)로 접착하고 하루 실온에서 방치하였다.
H. 피셔사제 표면 피막 물성 시험기(피코덴터 HM500) 시험대에 이 유리판 형상에 고착한 샘플을 설치하고, 압입 하중 10mN에서 측정을 행하여, 얻어진 압입 깊이의 값에 의해 경도를 5레벨로 나누어 평가하였다. 레벨 1<2<3<4<5이고, 5가 가장 경도가 높은 것을 나타낸다. 또한, 압입 깊이는 깊을 수록 유연하고, 얕을 수록 단단하다. 또한, 표 3 중의 -는 각각의 층이 존재하지 않기 때문에 평가할 수 없었던 것을 나타낸다.
1: 1.40㎛ 이상
2: 1.40 미만 1.10㎛ 이상
3: 1.10 미만 0.90㎛ 이상
4: 0.90 미만 0.70㎛ 이상
5: 0.70㎛ 미만
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
표 3으로부터 실시예의 광학 적층체는 모두 경도가 높고, 또한 간섭 줄무늬가 발생하지 않는 것이었다. 또한, 컬 폭도 작은 것이었다.
또한, 실시예 및 참고예의 광학 적층체는, 단면의 전자 현미경 관찰에 있어서 하드 코팅층(B) 중에 요철 형상이 있는 것이 확인되었다. 한편, 비교예의 광학 적층체에서는 상기 요철 형상은 확인할 수 없었다. 또한, 비교예 2의 광학 적층체는 하드 코팅층(B)용 조성물 중의 무기 미립자의 양이 많아 무기 미립자 함유 영역(B2)만으로 되고, 무기 미립자 비함유 영역(B1)이 형성되지 않았다.
<산업상 이용가능성>
본 발명의 광학 적층체는 음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(ELD), 필드에미션 디스플레이(FED) 등에 적절하게 적용할 수 있다.
1: 광투과성 기재
2: 하드 코팅층(A)
3: 하드 코팅층(B)
4: 무기 미립자 비함유 영역(B1)
5: 무기 미립자 함유 영역(B2)

Claims (11)

  1. 광투과성 기재, 상기 광투과성 기재의 한쪽 면에 하드 코팅층(A) 및 하드 코팅층(B)을 이 순서대로 갖는 광학 적층체이며,
    상기 하드 코팅층(B)은, 상기 하드 코팅층(A)과 접하고 있는 부분으로부터 순서대로 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)을 갖고,
    상기 무기 미립자 비함유 영역(B1)과 무기 미립자 함유 영역(B2)의 경계는 요철 형상이고,
    상기 무기 미립자는 가시광 파장보다도 작은 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  2. 제1항에 있어서, 무기 미립자 비함유 영역(B1)은 무기 미립자 함유 영역(B2)의 바인더 수지를 주성분으로 하고, 또한 가시광 파장 이상의 평균 두께를 갖는, 광학 적층체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하드 코팅층(A)의 바인더 수지와 하드 코팅층(B)의 바인더 수지가 상용성을 갖는, 광학 적층체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하드 코팅층(A)의 경도(Ha)와, 무기 미립자 비함유 영역(B1)의 경도(Hb1)와, 무기 미립자 함유 영역(B2)의 경도(Hb2)가 하기 수학식 1을 만족하는, 광학 적층체.
    <수학식 1>
    Figure pct00006
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 무기 미립자의 형상이 염주 형상인, 광학 적층체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 무기 미립자는 도전성 무기 미립자인, 광학 적층체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 무기 미립자의 하드 코팅층(B) 중의 함유량이 10 내지 80질량%인, 광학 적층체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하드 코팅층(B)의 하드 코팅층(A)과 반대측면에 저굴절률층을 더 갖는, 광학 적층체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 하드 코팅층(B)의 하드 코팅층(A)과 반대측면에 오염 방지층을 더 갖는, 광학 적층체.
  10. 편광 소자를 갖는 편광판이며,
    상기 편광판은 상기 편광 소자의 표면에 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  11. 최표면에 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체, 또는 제10항에 기재된 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
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