KR20130021391A - 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치 - Google Patents

광학 적층체, 편광판 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

[과제] 본 발명에서는 방현성, 명실하에서의 흑미가 뛰어남과 함께 번쩍거림 방지의 기능을 균형있게 구비하고, 제조 안정성이 뛰어난 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결 수단]　투광성 기체 상에 광학 기능층이 적층되어서 이루어지는 광학 적층체로서, 이 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 요철 형상이 형성되고 있고, 이 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면의 산술 평균 높이(Ra)가 0.040 이상 0.200 미만이며, 이 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.2도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 30％ 이상 95％ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 적층체.

Description

광학 적층체, 편광판 및 표시 장치{OPTICAL LAMINATE, POLARISING PLATE AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 광학 적층체는 액정 디스플레이(LCD)나 플라스마 디스플레이(PDP), 유기 전계 발광(OLED) 등의 디스플레이 표면에 마련하거나, 디스플레이의 1 구성 부재로서 사용하거나, OLED를 구성하는 유기 EL층에서 발생한 빛을 유기 EL 밖으로 꺼내는 효율을 향상시키기 위해서 그 관찰면측에 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 방현성이나 암실 콘트라스트라는 시인성이 중시되는 예를 들면, 텔레비젼 용도의 디스플레이 등에 매우 적합하게 사용할 수 있는 광학 적층체에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD)나 플라스마 디스플레이(PDP) 등의 표시 장치는 표시 장치 표면에 형광등 등의 실내 조명, 창으로부터의 태양광의 입사, 조작자의 그림자 등의 고스트 이미지에 의해 화상의 시인성이 방해된다. 이 때문에, 이들 디스플레이 표면에는 화상의 시인성을 향상시키기 위해서, 표면 반사광을 확산시켜 외광의 정반사를 억제해 외부 환경의 고스트 이미지를 막을 수 있는(방현성을 가지는) 미세 요철 구조를 형성시킨 광학 적층체 등의 기능성 필름이 최표면에 마련되어 있다.
이들 기능성 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이하, 「PET」라고 함)나 트리아세틸 셀룰로오스(이하, 「TAC」라고 함) 등의 투광성 기체 상에 미세 요철 구조를 형성시킨 광학 기능층을 마련한 것이나, 광확산층 상에 저굴절률층을 적층한 것이 일반적으로 제조 판매되어 있으며, 층 구성의 조합에 의해 원하는 기능을 제공하는 기능성 필름의 개발이 진행되어 있다.
디스플레이의 최표면에 광학 적층체를 이용했을 경우에는 명실(明室)에서의 사용시에 빛의 확산에 의해 흑 표시 화상이 허예져서 콘트라스트가 저하되는 문제가 있었다. 이 때문에, 방현성을 저감시키고서라도 고(高) 콘트라스트를 달성할 수 있는 광학 적층체가 요구되고 있으며, 이 광학 적층체에는 높은 번쩍거림 방지 성능도 요구된다(고 콘트라스트 AG). 아울러, 디스플레이의 최표면에 광학 적층체를 이용했을 경우에는 특히 옥외에서의 사용시에 빛의 반사에 의해 표시 화상이 보이기 어려워지는 문제가 있고, 종래의 방현성이 높은 광학 적층체는 최표면의 치밀성이 낮기 때문에, LCD 모듈의 번쩍거림을 완화시키지 못해 표시 화상이 반짝거려 보이는 문제가 있었다. 이 때문에, 휴대 전화, PDA, 전자 북 등의 모바일 용도의 LCD 모듈에는 명실하의 흑미(黑味)와 방현성의 밸런스가 좋고, 패널 휘도의 저하를 억누른 고 암실 콘트라스트를 달성할 수 있는 광학 적층체가 요구되고 있으며, 이 광학 적층체에는 높은 번쩍거림 방지 성능도 요구되고 있다(모바일을 위한 고기능 AG).
광학 적층체의 콘트라스트를 향상시키는 방법으로는 예를 들면 표면의 요철 형상을 최적화시키는 것을 들 수 있다.
광학 기능층 표면에 요철 형상을 형성시키는 방법으로는 상기의 투광성 기체 상에 미립자를 첨가한 광학 기능층 형성용 도료를 도포한 후, 상기 광학 기능층 형성 재료에 자외선을 조사하여 광학 기능층을 형성시키는 것이 일반적이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
또, 광학 기능층에 함유되는 미립자의 입자 지름과 표면 요철 형상(경사각)을 최적화함으로써, 방현성과 콘트라스트를 양립시키는 방법도 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
또, 복수의 수지 성분을 사용함으로써 미립자를 함유시키지 않고 표면 요철을 형성하고, 상기 수지 성분의 상 분리 특성을 이용해 끈 모양 구조를 형성시킴으로써 방현성과 콘트라스트를 양립시키는 방법도 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
일본 특개 2002-196117호 공보 일본 특개 2008-158536호 공보 일본 특개 2008-225195호 공보
특허문헌 1과 같이, 미립자를 함유하는 광학 기능층을 사용하는 경우, 방현성과 번쩍거림 방지 효과를 나타낸다. 그렇지만, 광학 기능층에 함유되는 미립자의 계면과 이 미립자의 형상에 근거한 광학 기능층의 표면 요철 부분에서 빛의 산란이 생긴다는 점으로부터, 고 콘트라스트를 달성하는 것이 어렵다는 문제가 있었다.
특허문헌 2와 같이, 미립자의 입자 지름 및 표면 요철의 경사각을 최적화했을 경우에 대해서도 콘트라스트가 불충분한 문제가 있었다.
특허문헌 3과 같이, 복수의 수지 성분의 상 분리를 이용해, 표면에 끈 모양 볼록부를 형성하는 방법에 대해서는 제조 안정성에 문제가 있었다.
따라서, 본 발명에서는 방현성, 명실하에서의 흑미가 뛰어남과 함께 번쩍거림 방지의 기능을 균형있게 구비하고, 제조 안정성이 뛰어난 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치를 제공하는 것을 제 1의 목적으로 한다.
또, 상기의 방현성, 명실하에서의 흑미, 번쩍거림 방지의 기능에 더해, 추가라 높은 암실 콘트라스트를 달성할 수 있는 광학 적층체를 제공하는 것을 종속적인 과제로 한다.
아울러, 투광성 기체 상에 광학 기능층을 1층 적층한 구성에서도 이들 기능을 달성함으로써, 경제적으로 뛰어난 광학 적층체를 제공하는 것을 종속적인 과제로 한다.
또한, 본 발명에서는 방현성, 명실하에서의 흑미가 뛰어남과 함께 번쩍거림 방지의 기능을 균형있게 구비하는 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치를 제공하는 것을 제 2의 목적으로 한다.
또, 상기의 방현성, 명실하에서의 흑미, 번쩍거림 방지의 기능에 더해, 추가로 높은 암실 콘트라스트를 달성할 수 있는 광학 적층체를 제공하는 것을 종속적인 과제로 한다.
아울러, 투광성 기체 상에 광학 기능층을 1층 적층한 구성에서도 이들 기능을 달성함으로써, 경제적으로 뛰어난 광학 적층체를 제공하는 것을 종속적인 과제로 한다.
따라서, 본 발명에서는 방현성, 명실하에서의 흑미가 뛰어남과 함께 번쩍거림 방지의 기능을 균형있게 구비하는 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치를 제공하는 것을 제 3의 목적으로 한다.
또, 상기의 방현성, 명실하에서의 흑미, 번쩍거림 방지의 기능에 더해, 추가로 높은 암실 콘트라스트를 달성할 수 있는 광학 적층체를 제공하는 것을 종속적인 과제로 한다.
아울러, 투광성 기체 상에 광학 기능층을 1층 적층한 구성에서도 이들 기능을 달성함으로써, 경제적으로 뛰어난 광학 적층체를 제공하는 것을 종속적인 과제로 한다.
상기 제 1의 목적 하, 제 1 발명에서는 광학 기능층에 포함되는 투광성 유기 미립자를 편재시킴으로써, 표면 요철에서 차지하는 평활 부분, 즉 경사 각도가 낮은 요철 성분을 종래보다도 많이 포함하면서, 적당한 높이의 볼록부를 형성하는 것이 가능해져, 방현성, 명실하의 흑미, 번쩍거림 방지의 모든 기능이 최적화되는 영역이 존재하는 것을 알아냈다.
제 1 발명은 하기의 기술적 구성에 의해 상기 과제를 해결할 수 있던 것이다.
(1) 투광성 기체 상에 광학 기능층이 적층되어서 이루어지는 광학 적층체로서, 이 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 요철 형상이 형성되고 있고, 이 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면의 산술 평균 높이(Ra)가 0.040 이상 0.200 미만이며, 이 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.2도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 30％ 이상 95％ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
(2) 상기 광학 기능층이 방사선 경화형 수지 조성물을 주성분으로 하는 1층 이상의 광학 기능층으로 이루어진 상기 (1)에 기재된 광학 적층체.
(3) 상기 광학 기능층이 적어도 방사선 경화형 수지 조성물과 투광성 미립자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 광학 적층체.
(4) 상기 투광성 미립자의 평균 입경이 0.3~7.0㎛인 것을 특징으로 하는 상기 (3)에 기재된 광학 적층체.
(5) 상기 광학 기능층의 막 두께가 상기 투광성 미립자의 평균 입경보다도 큰 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 광학 적층체.
(6) 상기 (1)~(5) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 구성하는 투광성 기체 상에 편광 기체가 적층되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
(7) 상기 (1)~(5) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 구비해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
상기 제 2의 목적 하, 제 2 발명에서는 광학 기능층의 표면 요철에서 차지하는 경사 각도 분포 중에서 방현성을 효과적으로 발현할 수 있고, 번쩍거림 방지 성능을 악화시키지 않는 경사 각도 성분의 영역을 찾아내 광학 기능층에 포함되는 투광성 유기 미립자를 편재시킴으로써, 이 경사 각도 성분을 많이 포함하는 광학 기능층을 형성하는 것이 가능해졌다. 이것에 의해, 종래 제품과 동등한 방현성을 유지하면서, 명실하의 흑미와 번쩍거림 방지 성능이 뛰어난 광학 적층체를 제공할 수 있게 되었다.
제 2 발명은 하기의 기술적 구성에 의해 상기 과제를 해결할 수 있던 것이다.
(1) 투광성 기체 상에 광학 기능층이 적층되어서 이루어지는 광학 적층체로서, 이 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 요철 형상이 형성되고 있고, 이 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.3도 이상 1.6도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 68％ 이상이며, 3.0도 이상의 경사 각도 성분의 비율이 1％ 미만인 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
(2) 상기 광학 기능층이 방사선 경화형 수지 조성물을 주성분으로 하는 1층 이상의 광학 기능층으로 이루어진 상기 (1)에 기재된 광학 적층체.
(3) 상기 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 광학 적층체.
(4) 상기 광학 기능층이 적어도 방사선 경화형 수지 조성물과 투광성 미립자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
(5) 상기 투광성 미립자의 평균 입경이 0.3~7.0㎛인 것을 특징으로 하는 상기 (4)에 기재된 광학 적층체.
(6) 상기 광학 기능층의 막 두께가 상기 투광성 미립자의 평균 입경보다 큰 것을 특징으로 하는 상기 (4)에 기재된 광학 적층체.
(7) 상기 (1)~(6) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 구성하는 투광성 기체 상에, 편광 기체가 적층되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
(8) 상기 (1)~(6) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 구비해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
상기 제 3 목적 하, 제 3 발명에서는 광학 기능층에 포함되는 투광성 유기 미립자를 편재시킴으로써, 표면 요철에서 차지하는 평활 부분, 즉 경사 각도가 낮은 요철 성분을 종래보다 많이 포함하면서 적당한 높이의 볼록부를 형성하는 것이 가능해져, 방현성, 명실하의 흑미, 번쩍거림 방지의 모든 기능이 최적화되는 영역이 존재하는 것을 알아냈다.
제 3 발명은 하기의 기술적 구성에 의해 상기 과제를 해결할 수 있던 것이다.
(1) 투광성 기체 상에 광학 기능층이 적층되어서 이루어지는 광학 적층체로서, 이 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 요철 형상이 형성되고 있고, 이 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.5도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 60％ 이상 80％ 미만이며, 0.6도 이상 1.6도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 30％ 이하이고, 3.0도 이상의 경사 각도 성분의 비율이 1％ 미만인 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
(2) 상기 광학 기능층이 방사선 경화형 수지 조성물을 주성분으로 하는 1층 이상의 광학 기능층으로 이루어진 상기 (1)에 기재된 광학 적층체.
(3) 상기 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 광학 적층체.
(4) 상기 광학 기능층이 적어도 방사선 경화형 수지 조성물과 투광성 미립자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
(5) 상기 투광성 미립자의 평균 입경이 0.3~7.0㎛인 것을 특징으로 하는 상기 (4)에 기재된 광학 적층체.
(6) 상기 광학 기능층의 막 두께가 상기 투광성 미립자의 평균 입경보다도 큰 것을 특징으로 하는 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 광학 적층체.
(7) 상기 (1)~(6) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 구성하는 투광성 기체 상에 편광 기체가 적층되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
(8) 상기 (1)~(6) 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 구비해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제 1 발명에 의하면, 방현성, 명실하에서의 흑미가 뛰어남과 함께 번쩍거림 방지의 기능을 균형있게 구비하고, 제조 안정성이 뛰어난 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치를 제공할 수 있다.
또, 상기의 방현성, 명실하에서의 흑미, 번쩍거림 방지의 기능에 더해, 추가로 높은 암실 콘트라스트를 달성할 수 있는 광학 적층체를 제공할 수 있다.
아울러, 투광성 기체 상에 광학 기능층을 1층 적층한 구성에서도 이들 기능을 달성함으로써, 경제적으로 뛰어난 광학 적층체를 제공할 수 있다.
제 1 발명의 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치는 대형 TV 용도에 바람직하게 사용할 수 있다.
제 2 발명에 의하면, 방현성, 명실하에서의 흑미가 뛰어남과 함께 번쩍거림 방지의 기능을 균형있게 구비하는 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치를 제공할 수 있다.
또, 상기의 방현성, 명실하에서의 흑미, 번쩍거림 방지의 기능에 더해, 추가로 높은 암실 콘트라스트를 달성할 수 있는 광학 적층체를 제공할 수 있다.
아울러, 투광성 기체 상에 광학 기능층을 1층 적층한 구성에서도 이들 기능을 달성함으로써, 경제적으로 뛰어난 광학 적층체를 제공할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치는 대형 TV 용도에 바람직하게 사용할 수 있다.
제 3 발명에 의하면, 방현성, 명실하에서의 흑미가 뛰어남과 함께 번쩍거림 방지의 기능을 균형있게 구비하는 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치를 제공할 수 있다.
또, 상기의 방현성, 명실하에서의 흑미, 번쩍거림 방지의 기능에 더해, 추가로 높은 암실 콘트라스트를 달성할 수 있는 광학 적층체를 제공할 수 있다.
아울러, 투광성 기체 상에 광학 기능층을 1층 적층한 구성에서도 이들 기능을 달성함으로써, 경제적으로 뛰어난 광학 적층체를 제공할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체, 편광판 및 표시 장치는 대형 TV 용도에 바람직하게 사용할 수 있다.
도 1은 광학 기능층의 구조를 나타낸 모식도로서, (a) 해도(海島) 구조의 평면도, (b) 랜덤 응집 구조의 평면도, (c) 해도 구조의 단면 측면도, (d) 랜덤 응집 구조의 단면 측면도이다.
도 2는 실시예 5에서의 광학 기능층 표면의 구조를 카본 증착한 후에 촬영한 SEM 사진(랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층 표면의 구조를 카본 증착한 후에 촬영한 SEM 사진)이다.
도 3은 실시예 5에서의 광학 적층체의 단면을 카본 증착한 후에 촬영한 SEM 사진(랜덤 응집 구조를 가지는 광학 적층체의 단면을 카본 증착한 후에 촬영한 SEM 사진)이다.
도 4는 실시예 5에서의 광학 기능층 표면의 구조를 무기 성분(Si)으로 EDS에 의한 매핑을 실시한 사진(랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층 표면의 구조를 무기 성분(Si)으로 EDS에 의한 매핑을 실시한 사진)이다.
도 5는 비교예 3에서의 광학 기능층 표면의 구조를 카본 증착한 후에 촬영한 SEM 사진이다.
도 6은 비교예 3에서의 광학 기능층 표면의 구조를 무기 성분(Si)으로 EDS에 의한 매핑을 실시한 사진이다.
도 7은 비교예 5에서의 광학 기능층 표면의 해도 구조를 카본 증착한 후에 촬영한 SEM 사진이다.
이하, 본 발명(제 1 발명~제 3 발명)을 설명한다. 또한, 각 항목에서의 기재는 특별히 기재하지 않는 한, 제 1 발명~제 3 발명의 모두에 관한 것이다. 특별히 기재하는 경우에는 각 항목의 모두(冒頭)에 「( 제 * 발명)」이라고 표기한다.
본 발명의 광학 적층체는 투광성 기체 상에 광학 기능층이 적층되어서 이루어지며, 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 소정의 경사각이 분포하도록 요철 형상이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 요철 형상은 광학 기능층의 한면에 형성되고 있어도 되고, 양면에 형성되어 있어도 된다. 상기 요철 형상은 투광성 기체와 반대측에 형성되는 것(이하, 단순히 「표면」 혹은 「표면측」이라고 하는 경우가 있음)이 바람직하다.
본 형태와 관련된 광학 적층체는 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 소정의 경사각이 분포한 요철 형상이 형성되어 있는 것을 기본 구성으로 한다.
본 발명을 구성하는 광학 기능층은 랜덤 응집 구조를 가지는 것이 바람직하다. 랜덤 응집 구조를 가짐으로써, 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 소정의 경사각이 분포한 요철 형상이 형성되기 쉬워진다. 도 1은 광학 기능층의 구조를 모식적으로 나타낸 도면이다. (a) 및 (b)가 광학 기능층의 표면 구조를 나타낸 평면도, (c) 및 (d)가 광학 적층체의 측단면 구조를 나타낸 측단면도이다. (a) 및 (c)가 종래의 해도 구조의 광학 기능층이며, (b) 및 (d)가 랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층이다.
랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층은 제 1 상과 제 2 상을 적어도 가지는 것이면 되기 때문에, 광학 기능층이 제 3 상이나 제 4 상을 가지는 것이어도 되고, 광학 기능층을 구성하는 상의 수는 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 광학 기능층이 라메라 구조를 가지는 것이어도 된다. 구체적으로는 도 1(d)에서의 광학 기능층(16)의 요철 상에 다른 상(예를 들면, 제 3 상)이 형성되어 있는 것을 들 수 있다.
랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층은 도 1(b) 및 (d)에 나타내는 바와 같이 수지 성분을 상대적으로 많이 함유하는 제 1 상(1)과 상기 수지 성분을 상대적으로 적게 함유하는(무기 성분을 상대적으로 많이 함유함) 제 2 상(2)을 적어도 가지는 것이다. 이 제 2 상(2)은 각각 여러 가지 크기 및 형상으로 존재한다. 광학 기능층을 구성하는 제 1 상과 제 2 상은 3차원적으로 뒤얽혀 존재한다. 제 1 상은 제 2 상과 비교해 상대적으로 수지 성분을 많이 함유하고, 제 2 상은 제 1 상과 비교해 상대적으로 무기 성분을 많이 함유한다.
또, 랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층(16)에는 미립자(3)가 존재한다. 이 미립자(3)의 주위에는 광학 기능층(16)을 구성하는 제 1 상(1)이 거의 존재하지 않고, 제 2 상(2)이 존재한다. 즉, 제 2 상(2)은 광학 기능층(16)을 구성하는 미립자(3)의 주위에 편재하여 이루어진다. 미립자(3)의 주위에 제 2 상(2)이 편재하는 것은 레이저 현미경, SEM(주사 전자 현미경), EDS(에너지 분산형 X선 분광기) 등을 사용함으로써 확인할 수 있다.
본 발명에 있어서, 「미립자의 주위에 제 2 상이 편재하는」가는 광학 적층체의 광학 기능층 면으로부터 본 SEM 결과를 기초로 판단한다. 우선, 상기 SEM 결과로부터 임의의 10점의 미립자를 선택한다. 다음에, 각각의 미립자의 중심으로부터, 상기 미립자 길이 지름의 10배 크기의 동심원 내에 존재하는 제 1 상 및 제 2 상 가운데, 제 2 상이 차지하는 비율을 구한다. 계속해서 임의의 10점의 동심원 내에서의 제 2 상이 차지하는 비율의 평균값을 산출한다. 상기 평균값이 비교 대조와 비교해서 상대적으로 높아지면, 「미립자의 주위에 제 2 상이 편재한다」에 해당하고, 상기 평균값이 비교 대조와 비교해서 상대적으로 낮아지면, 「미립자의 주위에 제 2 상이 편재한다」에 해당하지 않게 된다.
비교 대조는 상기 SEM 결과로부터 구한다. 비교 대조는 제 1 상에 존재하는 10점이 있는 점을 중심으로 상기 각각의 미립자 길이 지름의 10배 크기의 동심원에 대응하도록 한다. 단, 10점이 있는 점은 모두 상기 동심원 내에 미립자를 포함하지 않는 개소에 마련하는 것으로 한다. 이와 같이 하여, 10점이 있는 점의 동심원 내에서의 제 2 상이 차지하는 비율의 평균값을 산출한다.
본 발명에서는 광학 기능층에서 제 1 상과 제 2 상이 3차원적으로 서로 뒤얽혀 존재하고, 미립자의 주위에 상기 제 2 상이 편재해서 이루어지는 특이한 구조체를 랜덤 응집 구조라고 한다.
종래, 도 1(c)에 나타내는 바와 같이 광학 기능층(15)은 투광성 기체(20) 상에 미립자(30,31)의 형상을 이용해 표면 요철을 형성시키고 있었다. 즉, 미립자(30,31) 상에 존재하는 수지(40)는 상기 미립자의 형상에 근거해서 불거져 나오고, 미립자(30,31)가 존재하지 않는 부분에서는 수지(40)가 불거져 나오지 않기 때문에 볼록 부분과 오목 부분이 교대로 형성되는 것으로부터, 광학 기능층(15)의 표면 요철은 경사가 큰 것이었다. 또한, 도 1(a), (c)에 있어서, 미립자가 복수개 모여 존재해 표면 요철을 형성하는 경우에도 그 표면 요철은 경사가 큰 것이었다.
이것에 대해서, 랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층(16)은 미립자(3)의 주위에 제 2 상(2)이 편재하기 때문에, 도 1(a) 및 (c)에 나타내는 종래의 광학 기능층에 비해, 가는 요철을 줄일 수 있어 높은 방현성과 명실하에서의 흑미를 향상시킬 수 있다. 이것은 랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층이 제 1 상 위에서 비교적 평평한면을 형성하는 것으로부터, 상기 제 1 상에서 명실하에서의 검음을 향상시킴과 함께 높은 암실 콘트라스트를 달성하고, 제 2 상에 도입된 미립자에 의해 볼록 부분을 형성하기 때문에, 상기 제 2 상에 도입된 미립자에 의해 방현 작용을 나타내는 것에 따른다. 즉, 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 소정의 경사각이 분포된 요철 형상을 형성하기 쉬워진다.
또한, 미립자의 주위에 제 2 상이 편재하지 않고, 제 1 상 및 제 2 상에 미립자가 존재하는 경우, 요철이 광학 기능층의 여러 가지 개소에 형성되는(요철 수가 많아짐) 점으로부터, 광학 기능층이 희어져 바람직하지 않다. 또, 미립자를 함유하지 않는 광학 기능층에서는 표면 요철의 수나 높이 등의 제어가 어렵다는 점으로부터 제조가 곤란해지기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명을 구성하는 광학 기능층은 주된 구조로서 랜덤 응집 구조를 가지는 것이면 바람직하지만, 예를 들면 일부에 다른 구조(예를 들면, 해도 구조)가 존재하고 있어도 된다.
랜덤 응집 구조에 금 증착을 실시한 후, 전자 현미경에 의해 관찰하면 광학 기능층 중에 포함되는 미립자가 표면 요철의 볼록 부분을 형성하고 있다는 것을 알 수 있다.
또, 랜덤 응집 구조에 카본 증착을 실시한 후, 전자 현미경에 의해 관찰함으로써 카본 증착면에서의 원소의 분포 상황을 대략적으로 확인할 수 있다. 이것은 카본 증착면에 복수의 원소가 존재하지만, 예를 들면 원자 번호가 큰 것은 백색, 원자 번호가 작은 것을 흑색으로 표시하는 등 색 분류하여, 원소의 분포를 색의 농담으로 나타낼 수 있는 것에 따른다.
나아가 또 랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층에 대해서, EDS에 의한 매핑을 실시함으로써, 도막(광학 기능층) 표면이나 도막(광학 기능층)의 단면에 존재하는 원소를 확인할 수 있다. 이 EDS에 의한 매핑은 특정 원소(예를 들면, 탄소 원자, 산소 원자, 규소 원자 등)가 많이 분포하고 있는 부분을 색 표시할 수 있는 것이다.
상기의 전자 현미경 관찰 및 EDS에 의한 매핑을 이용함으로써, 랜덤 응집 구조의 요철 구조나 특정 원소의 분포를 확인할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 표면 요철의 볼록 부분에서, 어느 특정 원소가 많이 분포하고 있다는 것 등을 확인할 수 있다.
도 2, 도 4를 이용해 구체적으로 설명한다. 도 2 및 도 4는 후술하는 실시예 5에서 만든 광학 기능층(랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층)의 표면 상태를 동일 시야로 촬영한 도면이며, 상기 광학 기능층은 수지 성분과 무기 성분으로 구성되어 있다.
도 2는 광학 기능층 표면에 카본 증착한 SEM 사진이다. 반사 전자 검출기에서 표시되는 화상은 광학 기능층 표면에 함유되어 있는 성분에 기인하는 반사 전자를 화상으로서 나타내고 있다.
반사 전자는 원자 번호에 의존하는 것이며, 예를 들면 원자 번호가 큰 것이 백색, 원자량이 작은 것을 흑색으로 표시하는 등 색 분류하여 표시할 수 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이 광학 기능층 중의 각 원소는 표면 수평 방향으로 균일하게 존재하는 것이 아니라, 원자 번호가 큰 원소의 함유량이 상대적으로 많은 부분과 함유량이 상대적으로 적은 부분으로 이루어져 있다.
도 4는 광학 기능층 표면에서의 EDS에 의한 무기 성분(Si)의 매핑 결과를 나타낸 것이며, 함유하고 있는 Si 성분의 양을 색의 농담으로 나타내고 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이 Si 성분에 대해서도, 함유량이 상대적으로 많은 부분과 함유량이 상대적으로 적은 부분으로 이루어져 있다. 또한, 도 4에서는 구체적으로 예시하기 위해서 실리카(Si)의 매핑 결과를 나타내고 있지만, 다른 무기 성분 원소나 수지(유기물) 성분의 매핑 결과를 나타내는 것도 가능하다. 도 4에 나타내는 매핑 결과에 있어서, 검출 조건에도 의존하지만 실리카 등의 무기 성분이 0.2질량％의 농도이면 검출할 수 있다. 즉, 제 1 상 및 제 2 상의 두 개의 상으로 이루어진 광학 기능층에 있어서, 제 1 상은 90질량％ 이상의 수지 성분과 무기 성분으로 구성되고, 제 2 상은 99.8질량％ 미만의 수지 성분과 0.2질량％ 이상의 무기 성분으로 구성되는 것이다. 제 1 상에 포함되는 수지 성분은 95질량％ 이상인 것이 바람직하고, 99질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 제 2 상에 포함되는 무기 성분은 1％ 이상인 것이 바람직하고, 5％ 이상인 것이 더욱 바람직하며, 10％ 이상인 것이 특히 바람직하다. 제 2 상에 포함되는 수지 성분은 99％ 미만인 것이 바람직하고, 95％ 미만인 것이 더욱 바람직하며, 90％ 미만인 것이 특히 바람직하다. 광학 기능층에 포함되는 무기 성분의 양은 제 1 상에 비해 제 2 상에 많이 포함된다.
수지 성분의 함유량이 상대적으로 많은 부분(도 2의 색이 진한 부분)에서는 수지 성분 이외의 성분의 함유량이 상대적으로 적어지고 있다(제 1 상).
한편, 수지 성분의 함유량이 상대적으로 적은 부분(도 2의 색의 진하지 않은 부분)에서는 수지 성분 이외의 성분의 함유량이 상대적으로 많아지고 있다(제 2 상).
즉, 랜덤 응집 구조를 가지는 광학 기능층은 제 1 상과 제 2 상이 뒤얽혀 존재하는 것으로서, 한쪽의 성분이 적어지면 다른 성분이 많아진다는 상보적인 관계를 가지는 것이다.
또한, 도 2, 도 4에서는 광학 기능층의 표면 수평 방향에서의 각 성분의 함유량을 나타낸 것이지만, 광학 기능층의 수직 방향(두께 방향)에서의 각 성분의 함유량을 나타낸 경우에 있어서도 마찬가지로 상보적인 관계를 나타내는 결과가 얻어진다(도 3).
＜랜덤 응집 구조를 형성하는 방법＞
랜덤 응집 구조는 미립자의 주위에 무기 성분의 응집체가 용제 휘발시의 대류에 수반해 랜덤하게 편재되는 현상을 이용해 제조할 수 있다. 상세하게는 수지 성분과 무기 성분과 미립자와 용매(제 1 용매와 제 2 용매)를 포함하는 용액을 투광성 기체 상에 도포하고, 용매(제 1 용매와 제 2 용매)의 휘발에 수반해 대류를 발생시키는 건조 공정 및 건조한 도막을 경화해 광학 기능층을 형성하는 경화 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 보다 구체적으로는 통상 상기 용액을 투광성 기체에 코팅하고 도포층으로부터 용매를 증발시킴으로써 실시할 수 있다.
응집과 대류의 병용에 있어서의 자세한 메카니즘은 해명되어 있지 않지만, 다음과 같이 추정할 수 있다.
(1) 용제 휘발시의 대류(對流)에 수반하는 응집에 의해, 우선 도포 후의 도포층에 대류 도메인이 발생한다.
(2) 다음에, 각각의 대류 도메인 내에서 무기 재료의 응집이 발생해 응집체는 시간과 함께 거대화해 가지만, 대류의 도메인 벽에서 응집의 성장은 멈춘다. 응집의 발생과 시간에 수반해 미립자를 핵으로 하여 무기 성분이 응집해 온다.
(3) 그 결과로서, 응집체의 크기가 적당히 유지되어 이것들이 광학 기능층 내에 점재함으로써 랜덤 응집 구조가 형성된다.
랜덤 응집 구조에 수반되는 표면 요철에 의하면, 종래의 해도 구조에 의한 표면 요철에서는 곤란했던 방현성, 명실 콘트라스트 및 암실 콘트라스트의 양립을 달성할 수 있다.
이하, 본 발명을 구성하는 층마다 바람직하게 사용할 수 있는 재료를 설명한다.
＜투광성 기체＞
본 형태와 관련된 투광성 기체로는 투광성인 한 특별히 한정되지 않고, 석영 유리나 소다 유리 등의 유리도 사용 가능하지만, PET, TAC, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리염화비닐(PVC), 시클로올레핀 코폴리머(COC), 함 노르보넨 수지, 아크릴 수지, 폴리에테르술폰, 셀로판, 방향족 폴리아미드 등의 각종 수지 필름을 매우 적합하게 사용할 수 있다. 또한, PDP, LCD에 이용하는 경우에는 PET 필름, TAC 필름 및 함 노르보넨 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 것이 바람직하지만, 그 생산성이나 핸들링성을 고려하면, 1~700㎛의 범위의 것, 바람직하게는 25~250㎛를 사용하는 것이 매우 적합하다.
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 기능층의 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 및 무기 성분을 함유하며, 상기 수지 성분을 경화시켜 형성되는 것이다. 광학 기능층은 미립자(무기 미립자나 유기 미립자)를 함유한다.
(수지 성분)
광학 기능층을 구성하는 수지 성분으로는 경화 후의 피막으로서 충분한 강도를 가지며, 투명성이 있는 것을 특별한 제한 없이 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 매우 적합하다.
전리 방사선 경화형 수지로는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 등의 라디칼 중합성 관능기나, 에폭시기, 비닐에테르기, 옥세탄기 등의 양이온 중합성 관능기를 가지는 모노머, 올리고머, 프리폴리머, 폴리머를 단독으로, 또는 적절히 혼합한 조성물이 이용된다. 모노머의 예로는 아크릴산메틸, 메틸메타크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페녹시에틸메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 등을 들 수 있다. 올리고머, 프리폴리머로는 폴리에스테르아크릴레이트, 폴리우레탄아크릴레이트, 다관능 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트, 알키드아크릴레이트, 멜라민아크릴레이트, 실리콘아크릴레이트 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. 폴리머로는 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이것들은 단독 혹은 복수 혼합해 사용할 수 있다.
이들 전리 방사선 경화형 수지 중에서, 관능기 수가 3개 이상인 다관능 모노머는 경화 속도가 오르는 것이나 경화물의 경도를 향상시킬 수 있다. 또, 다관능 우레탄 아크릴레이트를 사용함으로써, 경화물의 경도나 유연성 등을 부여할 수 있다.
전리 방사선 경화형 수지로서 전리 방사선 경화형 불화아크릴레이트를 사용할 수 있다. 전리 방사선 경화형 불화아크릴레이트는 다른 불화아크릴레이트와 비교해 전리 방사선 경화형임으로 인해, 분자 간에서의 가교가 일어나기 때문에 내약품성이 뛰어나고, 비누화 처리 후에도 충분한 방오성을 발현한다는 효과를 나타낸다. 전리 방사선 경화형 불화아크릴레이트로는 예를 들면, 2-(퍼플루오로데실)에틸 메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로-7-메틸옥틸)에틸메타크릴레이트, 3-(퍼플루오로-7-메틸옥틸)-2-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로-9-메틸데실)에틸메타크릴레이트, 3-(퍼플루오로-8-메틸데실)-2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-퍼플루오로옥틸-2-히드록실프로필아크릴레이트, 2-(퍼플루오로데실)에틸아크릴레이트, 2-(퍼플루오로-9-메틸데실)에틸아크릴레이트, 펜타데카플루오로옥틸(메타)아크릴레이트, 운데카플루오로헥실(메타)아크릴레이트, 노나플루오로펜틸(메타)아크릴레이트, 헵타플루오로부틸(메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메타)아크릴레이트, 펜타플루오로프로필(메타)아크릴레이트, 트리플루오로(메타)아크릴레이트, 트리플루오로이소프로필(메타)아크릴레이트, 트리플루오로에틸(메타)아크릴레이트, 하기 화합물 (i)~(xxx) 등을 이용할 수 있다. 또한, 하기 화합물은 모두 아크릴레이트의 경우를 나타낸 것이며, 식 중의 아크릴로일기는 모두 메타크릴로일기로 변경 가능하다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
이것들은 단독 혹은 복수 종류 혼합해 사용하는 것도 가능하다. 불화아크릴레이트 중, 우레탄 결합을 가지는 불화알킬기 함유 우레탄아크릴레이트가 경화물의 내마모성과 신장 및 유연성의 점으로부터 바람직하다. 또, 불화아크릴레이트 중에서도, 다관능 불화아크릴레이트가 매우 적합하다. 또한, 여기서의 다관능 불화아크릴레이트란 2개 이상(매우 적합하게는 3개 이상, 보다 매우 적합하게는 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, 이러한 방사선은 편광이어도 무편광이어도 된다.
광중합 개시제로는 아세토페논계, 벤조페논계, 티옥산톤계, 벤조인, 벤조인메틸에테르 등의 라디칼 중합 개시제, 방향족 디아조늄염, 방향족 설포늄염, 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 있다.
레벨링제로는 실리콘계 레벨링제, 불소계 레벨링제, 아크릴계 레벨링제를 들 수 있다. 상기 레벨링제는 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 상기의 레벨링제 중에서도 광학 기능층에 요철 구조를 형성하는 관점으로부터, 실리콘계 레벨링제, 불소계 레벨링제가 바람직하고, 특히 실리콘계 레벨링제가 바람직하다.
상기 실리콘계 레벨링제로는 예를 들면, 폴리에테르 변성 실리콘, 폴리에스테르 변성 실리콘, 퍼플루오로 변성 실리콘, 반응성 실리콘, 폴리디메틸실록산, 폴리메틸알킬실록산 등을 들 수 있다.
이러한 실리콘계 레벨링제로는 일본 유니카(주)제의 「SILWET 시리즈」, 「SUPERSILWET 시리즈」, 「ABNSILWET 시리즈」, 신에츠 화학사제의 「KF 시리즈」, 「X-22 시리즈」, 빅케미·재팬(주)제의 「BYK-300 시리즈」, 쿄에이샤 화학(주)제의 「그라놀 시리즈」, 토레다우코닝(주)제의 「SH 시리즈」, 「ST 시리즈」, 「FZ 시리즈」, 칫소(주)제의 「FM 시리즈」, GE 토시바 실리콘(주)제의 「TSF 시리즈」(이상 상품명) 등이 시판되고 있다.
불소계 레벨링제로는 플루오로알킬기를 가지는 화합물이 바람직하다. 이러한 플루오로알킬기로는 탄소수 1~20의 직쇄 혹은 분기 구조, 지환식 구조(바람직하게는 5원환 또는 6원환)여도 되고, 에테르 결합을 가지고 있어도 된다. 상기의 불소계 레벨링제는 폴리머여도 올리고머여도 된다.
또, 불소계 레벨링제로는 소수기가 퍼플루오로카본 체인을 가지는 레벨링제를 들 수 있다. 구체적으로는 플루오로알킬카르복시산, N-퍼플루오로옥탄설포닐글루타민산나트륨, 3-(플루오로알킬옥시)-1-알킬설폰산나트륨, 3-(ω-플루오로알카노일-N-에틸아미노)-1-프로판설폰산나트륨, N-(3-퍼플루오로옥탄설폰아미드)프로필-N,N-디메틸-N-카르복시메틸렌암모늄베타인, 퍼플루오로알킬카르복시산, 퍼플루오로옥탄설폰산디에탄올아미드, 퍼플루오로알킬설폰산염, N-프로필-N-(2-히드록시에틸)퍼플루오로옥탄설폰아미드, 퍼플루오로알킬설폰아미드프로필트리메틸암모늄염, 퍼플루오로알킬-N-에틸설포닐글리신염, 인산비스(N-퍼플루오로옥틸설포닐-N-에틸아미노에틸) 등을 들 수 있다.
이러한 불소계 레벨링제로는 예를 들면, 쿄에이샤 화학(주)제의 「폴리플로우 600」, 다이킨 화학공업(주)제의 「R-2020, M-2020, R-3833, M-3833」, 다이니폰잉크(주)제의 「메가팩 F-171, F-172D, F-179A, F-470, F-475, R-08, 디펜사 MCF-300」(이상 상품명) 등을 들 수 있다.
불소계 레벨링제로는 상기 화학식 1~화학식 5에 나타낸 각 재료도 사용할 수 있다.
아크릴계 레벨링제로는 토아합성 화학(주)제의 「ARUFON-UP1000 시리즈」, 「UH2000 시리즈」, 「UC3000 시리즈」, 쿄에이샤 화학(주)제의 「폴리플로우 77」(이상 상품명) 등이 시판되고 있다.
광학 기능층에 대한 레벨링제의 함유량이 너무 적으면, 도막의 레벨링 효과가 얻어지기 어려워진다. 레벨링제의 함유량이 너무 많으면, 무기 성분의 응집체가 이루어지기 어려워진다.
상기의 관점으로부터, 광학 기능층에서의 레벨링제의 함유량은 광학 기능층의 전체 성분(유기용제를 제외함) 100질량％에 대해서, 0.05~3질량％의 범위가 바람직하고, 0.1~2질량％의 범위가 보다 바람직하며, 특히 0.2~1질량％의 범위가 바람직하다.
전리 방사선 경화형 수지 등의 수지 성분의 배합량은 광학 기능층을 구성하는 수지 조성물 중의 고형 성분의 전체 질량에 대해서, 50질량％ 이상 함유되고, 60질량％ 이상이 매우 적합하다. 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 99.8질량％이다. 50질량％ 미만에서는 충분한 경도가 얻어지지 않는다는 등의 문제가 있다.
또한, 전리 방사선 경화형 수지 등의 수지 성분의 고형분에는 후술하는 무기 성분과 미립자 이외의 전체 고형분이 포함되어서 이루어지는 것으로서, 전리 방사선 경화형 수지 등의 수지 성분의 고형분뿐만 아니라, 그 밖의 임의 성분의 고형분도 포함하는다.
(무기 성분)
본 발명에서 이용되는 무기 성분으로는 광학 기능층 중에 함유되어 제막시에 응집해 제 2 상 및 랜덤 응집 구조를 형성하는 것이면 된다. 무기 성분으로는 무기 나노 미립자를 사용할 수 있다. 무기 나노 미립자로는 실리카, 산화주석, 산화인듐, 산화안티몬, 알루미나, 티타니아, 지르코니아 등의 금속 산화물이나 금속 등이나, 실리카 졸, 지르코니아 졸, 티타니아 졸, 알루미나 졸 등의 금속 산화물 졸, 에어로질, 팽윤성 점토, 층상 유기 점토 등이 있다. 상기의 무기 나노 미립자는 1종류를 사용해도 되고, 복수종을 사용해도 된다.
또한, 미립자와 무기 성분(무기 나노 미립자)은 별개의 것이며, 입경에 의해서 구별할 수 있다.
이들 무기 나노 미립자 중에서도, 안정적으로 랜덤 응집 구조를 형성할 수 있다는 점부터, 층상 유기 점토가 바람직하다. 층상 유기 점토가 안정적으로 랜덤 응집 구조를 형성할 수 있는 이유로는 층상 유기 점토가 수지 성분(유기물 성분)과 상용성이 쉬워 응집성도 가지고 있기 때문에, 제 1 상과 제 2 상이 뒤얽힌 구조를 형성하기 쉽고, 제막시에 랜덤 응집 구조를 형성하기 쉬워지는 것을 들 수 있다. 본 발명에 있어서, 층상 유기 점토란 팽윤성 점토의 층간에 유기 오늄 이온을 도입한 것을 말한다. 층상 유기 점토는 특정 용매에 대해서 분산성이 낮아, 광학 기능층 형성용 도료로서 층상 유기 점토 및 특정 성질을 구비한 용매를 사용하면, 상기 용매의 선택에 의해 랜덤 응집 구조를 형성해 표면 요철을 가지는 광학 기능층을 형성한다.
(팽윤성 점토)
팽윤성 점토는 양이온 교환능을 갖고, 이 팽윤성 점토의 층간에 물을 도입하여 팽윤하는 것이면 되고, 천연물이어도 합성물(치환체, 유도체를 포함함)이어도 된다. 또, 천연물과 합성물의 혼합물이어도 된다.
팽윤성 점토로는 예를 들면, 운모, 합성 운모, 버미큘라이트, 몬모릴로나이트, 철 몬모릴로나이트, 바이델라이트, 사포나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트, 논트로나이트, 마가디아이트, 일러라이트, 카네마이트, 층상 티탄산, 스멕타이트, 합성 스멕타이트 등을 들 수 있다. 이들 팽윤성 점토는 1종을 사용해도 되고, 복수를 혼합해 사용해도 된다.
(유기 오늄 이온)
유기 오늄 이온은 팽윤성 점토의 양이온 교환성을 이용해 유기화할 수 있는 것이면 제한되지 않는다.
오늄 이온으로는 예를 들면, 디메틸디스테아릴암모늄염이나 트리메틸스테아릴암모늄염 등의 제4급 암모늄염이나, 벤질기나 폴리옥시에틸렌기를 가지는 암모늄염을 이용하거나, 포스포늄염이나 피리디늄염이나 이미다졸륨염으로 이루어진 이온을 이용할 수 있다. 염으로는 예를 들면, Cl-, Br-, NO3 -, OH-, CH3COO- 등의 음이온과의 염을 들 수 있다. 염으로는 제4급 암모늄염을 사용하는 것이 바람직하다.
유기 오늄 이온의 관능기는 제한되지 않지만, 알킬기, 벤질기, 폴리옥시프로필렌기 또는 페닐기 중 어느 하나를 포함하는 재료를 사용하면, 방현성을 발휘시키기 쉬워지기 때문에 바람직하다.
알킬기의 바람직한 범위는 탄소수 1~30이며, 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 옥타데실 등을 들 수 있다.
폴리옥시프로필렌기[(CH2CH(CH3)O)nH 또는 (CH2CH2CH2O)nH]의 n의 바람직한 범위는 1~50이고, 더욱 바람직하게는 5~50이며, 그 부가 몰수가 많을수록 유기용매에 대한 분산성은 좋아지지만, 너무 과잉이 되면 생성물이 점착성을 띠게 되므로, 용매에 대한 분산성에 중점을 두면 n의 수는 20~50이 보다 바람직하다. 또, n의 수가 5~20인 경우에는 생성물이 비점착성으로 분쇄성이 뛰어나다. 또, 분산성과 핸들링의 점으로부터, 제4급 암모늄 전체의 n의 총수는 5~50이 바람직하다.
이 제4급 암모늄염의 구체적 예로는 테트라알킬암모늄클로라이드, 테트라알킬암모늄브로마이드, 폴리옥시프로필렌·트리알킬암모늄클로라이드, 폴리옥시프로필렌·트리알킬암모늄브로마이드, 디(폴리옥시프로필렌)·디알킬암모늄클로라이드, 디(폴리옥시프로필렌)·디알킬암모늄브로마이드, 트리(폴리옥시프로필렌)·알킬암모늄클로라이드, 트리(폴리옥시프로필렌)·알킬암모늄브로마이드 등을 들 수 있다.
일반식 (I)의 제4급 암모늄 이온에 있어서, R1에서 바람직한 것은 메틸기 또는 벤질기이다. R2에서 바람직한 것은 탄소수 1~12의 알킬기이며, 특히 바람직한 것은 탄소수 1~4의 알킬기이다. R3에서 바람직한 것은 탄소수 1~25의 알킬기이다. R4에서 바람직한 것은 탄소수 1~25의 알킬기, (CH2CH(CH3)O)nH기 또는 (CH2CH2CH2O)nH기이다. n은 5~50인 것이 바람직하다.
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또, 무기 나노 미립자로서 알루미나 졸을 사용하면, 광학 기능층의 표면 경도가 향상되어 내찰상성도 향상되기 때문에 바람직하다.
무기 나노 미립자는 변성되어 있는 것이어도 된다. 무기 나노 미립자의 변성에는 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 실란 커플링제로는 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리에톡시실란, γ-메타아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, γ-아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란, γ-아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란 등이 이용된다. 실란 커플링제는 수지 성분을 구성하는 방사선 경화형 수지의 중합성 이중 결합과 공중합 가능한 관능기를 가지고 있어도 된다.
무기 나노 미립자의 평균 입경은 100㎚ 이하인 것이 바람직하고, 50㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 가장 바람직하게는 20㎚ 이하이다. 무기 나노 미립자는 응집성을 가지는 것이면, 평균 입경의 하한은 한정되지 않지만, 예를 들면 1㎚이다. 무기 나노 미립자의 평균 입경이 100㎚를 넘는 경우에는 광학 적층체의 헤이즈 값이 높아지는 경향을 나타내고, 백화 등의 현상이 보여지기 쉬워짐과 함께 콘트라스트가 저하된다.
무기 성분의 배합량은 수지 조성물 중의 고형 성분의 전체 질량에 대해서, 0.1~10질량％가 함유되고, 0.2~5질량％가 특히 매우 적합하다. 무기 성분의 배합량이 0.1질량% 미만에서는 충분한 수의 표면 요철이 형성되지 않게 되어 방현성이 불충분해지는 문제가 있다. 무기 성분의 배합량이 10질량％ 초과에서는 표면 요철 수가 많아져 시인성이 손상되는 문제가 있다.
(용매)
방현성을 얻기 위한 표면 요철을 형성시키는 용매로는 제 1 용매(「제 1 용제」라고 하는 경우가 있음) 및 제 2 용매(「제 2 용제」라고 하는 경우가 있음)를 함유하는 것이 바람직하다.
상기의 본 발명의 수지 조성물에 제 1 용매 및 제 2 용매를 가함으로써 본 발명의 광학 기능층 형성용 도료로 할 수 있다. 본 발명의 광학 기능층 형성용 도료는 상기의 제 1 용매와 제 2 용매를 함유해서 이루어지기 때문에 종래 광학 기능층의 표면 요철 형상을 만들기 위해서 필수라고 생각되고 있던 미립자를 첨가하지 않고도 광학 기능층의 표면 요철 형상을 만들 수 있는 것이다.
제 1 용매란, 무기 성분에 실질적으로 탁함을 일으키지 않고서 투명성을 가진 상태로 분산시킬 수 있는 것을 말한다. 실질적으로 탁함을 일으키지 않는다는 것은 전혀 탁함이 생기지 않는 것에 더해 탁함이 생기지 않는 것과 동일하게 볼 수 있는 것도 포함하는 것이다. 제 1 용매로서 구체적으로는 무기 성분 100질량부에 대해서, 1000질량부의 제 1 용매를 첨가해 혼합한 혼합액의 헤이즈 값이 10％ 이하인 것을 말한다. 제 1 용매를 첨가해 혼합한 혼합액의 헤이즈 값은 8％ 이하인 것이 바람직하고, 6％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 혼합액의 헤이즈 값의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.1％이다. 제 1 용매로는 예를 들면, 이른바 극성이 작은 용매(비극성 용매)를 사용할 수 있다.
제 2 용매란, 무기 성분에 탁함을 일으킨 상태로 분산시킬 수 있는 것을 말한다. 제 2 용매로서 구체적으로는 무기 성분 100질량부에 대해서, 1000질량부의 제 2 용매를 첨가해 혼합한 혼합액의 헤이즈 값이 30％ 이상인 것을 말한다. 제 2 용매를 첨가해 혼합한 혼합액의 헤이즈 값은 40％ 이상인 것이 바람직하고, 50％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 혼합액의 헤이즈 값의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 99％이다.
제 2 용매로는 예를 들면, 이른바 극성 용매를 사용할 수 있다.
또한, 제 1 용매 및 제 2 용매를 결정할 때에 요구되는 헤이즈 값은 JIS K7105에 준해 측정했다.
무기 성분의 종류에 따라 사용할 수 있는 제 1 용매 및 제 2 용매는 상이하다. 제 1 용매 및 제 2 용매로서 사용할 수 있는 용매로는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 부탄올, 이소프로필알코올(IPA), 이소부탄올 등의 알코올류；아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 시클로헥산온, 메틸이소부틸케톤(MIBK) 등의 케톤류；디아세톤알코올 등의 케톤알코올류；벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류；에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥실렌글리콜 등의 글리콜류；에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 에틸카르비톨, 부틸카르비톨, 디에틸셀로솔브, 디에틸카르비톨, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 등의 글리콜에테르류；N-메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드, 젖산메틸, 젖산에틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산아밀 등의 에스테르류；디메틸에테르, 디에틸에테르 등의 에테르류, 물 등을 사용할 수 있다. 이들 용매는 1종으로 제 1 용매 또는 제 2 용매로 해도 되고, 복수를 혼합해 제 1 용매 또는 제 2 용매로 해도 된다.
여기서, 제 1 용매 및 제 2 용매를 혼합해 사용하면, 방현성을 얻기 위한 표면 요철을 형성시키기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 제 1 용매와 제 2 용매의 혼합비로는 질량비로 10：90~90：10의 범위이면, 방현성을 얻기 위한 표면 요철을 형성시키기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 제 1 용매와 제 2 용매의 혼합비로는 질량비로 15：85~85：15의 범위인 것이 바람직하고, 20：80~80：20의 범위인 것이 바람직하다. 제 1 용매가 10질량부 미만에서는 미분산물에 의한 외관 결점이 발생하는 문제가 있다. 제 1 용매가 90질량부 초과에서는 충분한 방현성을 얻기 위한 표면 요철이 얻어지지 않는 문제가 있다.
또, 수지 조성물과 용매(제 1 용매와 제 2 용매를 합한 것)의 배합량은 질량비로 70：30~30：70의 범위이면 된다.
수지 조성물이 30질량부 미만에서는 건조 얼룩 등이 생겨 외관이 나빠짐과 함께, 표면 요철 수가 많아져 시인성이 손상되는 문제가 있다.
수지 조성물이 70질량부 초과에서는 고형분의 용해성(분산성)이 손상되기 쉬워지기 때문에 제막할 수 없게 되는 문제가 있다.
(미립자)
상기 수지 조성물은 투광성의 미립자를 함유한다. 상기 수지 조성물에 용제를 가한 광학 기능층 형성용 도료를 투광성 기체 상에 도포한 후, 상기 광학 기능층 형성용 도료를 경화시켜 광학 기능층을 형성시킬 수 있다. 수지 조성물에 투광성의 미립자를 첨가함으로써 상기 광학 기능층의 표면 요철의 형상이나 수를 조정하기 쉬워진다.
투광성의 미립자로는 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리에틸렌 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리불화비닐리덴, 폴리불화에틸렌계 수지 등으로 이루어진 유기계의 투광성의 수지 미립자, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화칼슘, 산화주석, 산화인듐, 산화안티몬 등의 무기계의 투광성의 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 굴절률 차가 너무 커져서 전광선 투과율이 저하된다. 또, 투광성의 미립자와 수지의 굴절률 차는 0.2 이하가 바람직하다. 투광성 미립자의 평균 입경은 0.3~7.0㎛의 범위인 것이 바람직하고, 1.0~7.0㎛가 보다 바람직하며, 2.0~6.0㎛가 더욱 바람직하다.
입경이 0.3㎛보다 작은 경우에는 방현성이 저하되기 때문에, 또 7.0㎛보다 큰 경우에는 번쩍거림을 발생시킴과 함께 표면 요철의 정도가 너무 커져서 표면이 희어져 버리기 때문에 바람직하지 않다. 또, 상기 수지 중에 포함되는 투광성의 미립자의 비율은 특별히 한정되지 않지만, 수지 조성물 100질량부에 대해 0.1~20질량부로 하는 것이 방현 기능, 번쩍거림 등의 특성을 만족시키는데 있어서 바람직하고, 광학 기능층 표면의 미세한 요철 형상과 헤이즈 값을 컨트롤하기 쉽다. 여기서, 「굴절률」은 JIS K-7142에 따른 측정값을 가리킨다. 또, 「평균 입경」은 전자 현미경으로 실측한 100개 입자의 직경의 평균값을 가리킨다.
미립자의 배합량은 광학 기능층을 구성하는 수지 조성물 중의 고형 성분의 전체 질량에 대해서, 0.1질량％ 이상 함유되며, 1.0질량％ 이상이 매우 적합하다. 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 5.0질량％이다. 0.1질량％ 미만에서는 충분한 방현성이 얻어지지 않는 등의 문제가 있다.
대전 방지제(도전제)
본 발명의 광학 기능층은 대전 방지제(도전제)를 포함하고 있어도 된다. 도전제의 첨가에 의해, 광학 적층체의 표면에서의 먼지 부착을 유효하게 방지할 수 있다. 대전 방지제(도전제)의 구체적인 예로는 제4급 암모늄염, 피리디늄염, 제 1~제 3 아미노기 등의 양이온성 기를 가지는 각종 양이온성 화합물, 설폰산 염기, 황산 에스테르 염기, 인산 에스테르 염기, 포스폰산 염기 등의 음이온성 기를 가지는 음이온성 화합물, 아미노산계, 아미노황산 에스테르계 등의 양성 화합물, 아미노알콜계, 글리세린계, 폴리에틸렌글리콜계 등의 비이온성 화합물, 주석 및 티탄의 알콕시드와 같은 유기 금속 화합물 및 이들의 아세틸아세토네이트염과 같은 금속 킬레이트 화합물 등을 들 수 있으며, 추가로 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, 대전 방지제로는 도전성 미립자를 들 수 있다. 도전성 미립자의 구체적인 예로는 금속 산화물로 이루어진 것을 들 수 있다. 그러한 금속 산화물로는 ZnO, CeO2, Sb2O2, SnO2, ITO로 약칭하여 불리는 경우가 많은 산화인듐주석, In2O3, Al2O3, 안티몬 도프 산화주석(약칭；ATO), 알루미늄 도프 산화아연(약칭；AZO) 등을 들 수 있다. 도전성 미립자란, 1미크론 이하의 이른바 서브미크론 크기의 것을 가리키며, 바람직하게는 평균 입경이 0.1㎚~0.1㎛인 것이다.
또, 대전 방지제(도전제)의 다른 구체적인 예로는 도전성 폴리머를 들 수 있다. 그 재료로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 지방족 공역계의 폴리아세틸렌, 폴리아센, 폴리아즈렌, 방향족 공역계의 폴리페닐렌, 복소환식 공역계의 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리이소티아나프텐, 함 헤테로 원자 공역계의 폴리아닐린, 폴리티에닐렌비닐렌, 혼합형 공역계의 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 헤이즈 값을 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 입각하여 특히 폴리티오펜은 투명성, 대전 방지성이 높아 바람직하다. 상기 폴리티오펜으로는 올리고티오펜도 매우 적합하게 사용할 수 있다. 상기 유도체로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리페닐아세틸렌, 폴리디아세틸렌의 알킬기 치환체 등을 들 수 있다.
＜광학 적층체＞
상기의 구성 성분을 포함하는 광학 기능층 형성용 도료를 투광성 기체 상에 도포한 후, 열, 혹은 전리 방사선(예를 들면, 전자선 또는 자외선 조사)을 조사해 이 광학 기능층 형성용 도료를 경화시킴으로써 광학 기능층을 형성시켜 본 발명의 광학 적층체를 얻을 수 있다.
광학 기능층은 투광성 기체의 한면에 형성되어 있어도 양면에 형성되어 있어도 된다.
또, 광학 기능층과 투광성 기체의 사이, 광학 기능층의 반대면에 다른 층을 가지고 있어도 되고, 광학 기능층 상에 다른 층을 가지고 있어도 된다. 여기서, 다른 층으로는 예를 들면, 편광층, 광확산층, 저반사층, 방오층, 대전 방지층, 자외선·근적외선(NIR) 흡수층, 네온컷층, 전자파 쉴드층 등을 들 수 있다.
광학 기능층의 두께는 1.0~12.0㎛의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0~11.0㎛의 범위이며, 더욱 바람직하게는 3.0~10.0㎛의 범위이다. 광학 기능층이 1.0㎛보다 얇은 경우에는 자외선 경화시에 산소 저해에 의한 경화 불량을 일으켜 광학 기능층의 내마모성이 열화되기 쉬워진다. 광학 기능층이 12.0㎛보다 두꺼운 경우에는 광학 기능층의 경화 수축에 의한 컬의 발생이나, 마이크로크랙의 발생, 투광성 기체와의 밀착성 저하, 또 광투과성의 저하가 생겨 버린다. 그리고, 막 두께의 증가에 수반되는 필요 도료량의 증가에 의한 비용 상승의 원인도 된다.
본 발명의 광학 적층체는 화상 선명성이 5.0~85.0의 범위(JIS K7105에 따라 0.5㎜ 광학 빗을 이용해 측정한 값)가 바람직하고, 20.0~75.0이 보다 바람직하다. 화상 선명성이 5.0 미만에서는 콘트라스트가 악화되고, 85.0을 넘으면 방현성이 악화되기 때문에 디스플레이 표면에 이용되는 광학 적층체에 적합하지 않게 된다.
(제 1 발명)
다음에, 제 1 발명의 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층의 요철 형상에 대해서 상술한다.
상기 광학 기능층의 요철 형상은 ASME/1995(ASME：American Society of Mechanical Engineers, 미국 기계 학회 규격)에 따라서 구할 수 있다. 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면에서 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.2도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 30％ 이상 95％ 이하의 범위 내에 있음으로써, 방현성, 명실하의 흑미, 암실 콘트라스트, 번쩍거림 방지의 균형이 잡힌 광학 적층체를 얻을 수 있다.
요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.2도 이하의 경사 각도 분포의 비율은 35％ 이상 75％ 이하인 것이 바람직하고, 38％ 이상 58％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
(제 2 발명)
다음에, 제 2 발명의 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층의 요철 형상에 대해서 상술한다.
상기 광학 기능층의 요철 형상은 ASME/1995(ASME：American Society of Mechanical Engineers, 미국 기계 학회 규격)에 따라서 구할 수 있다. 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면에서 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.3도 이상 1.6도의 경사 각도 분포의 비율이 68％ 이상이고, 3.0도 이상의 경사 각도 성분의 비율이 1％ 미만의 범위 내에 있음으로써, 방현성, 명실하의 흑미와 높은 번쩍거림 방지 성능을 구비하고, 나아가 암실 콘트라스트가 뛰어난 광학 적층체를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서는 광학 기능층의 적어도 한쪽이 소정의 경사 각도 분포를 가지도록 하여 요철 형상이 형성되어 있는 것이 필요하다. 광학 기능층의 요철면 상에 다른 층(예를 들면, 고굴절률층이나 저반사층 등)을 마련하는 것이 가능하지만, 다른 층을 도공에 의해 적층하는 경우, 광학 기능층의 요철면의 오목부에 다른 층이 존재하기 쉬워지고, 볼록부에는 다른 층이 존재하기 어려워진다. 따라서, 다른 층 상에도 요철 형상이 형성되지만, 광학 기능층의 요철 형상에 비해 완만한 경사 각도 분포가 된다(낮은 경사 각도를 가지는 것이 많아진다).
(제 2 발명)
또, 제 2 발명의 광학 적층체는 광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.3도 이상 1.6도의 경사 각도 분포의 비율이 68％ 이상이며, 이 경사 각도 분포의 비율이 70％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 이 경사 각도 분포의 비율이 72％ 이상인 것이 더욱 바람직하며, 이 경사 각도 분포의 비율이 75％ 이상인 것이 가장 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 95％이다.
광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.3도 이상 1.6도의 경사 각도 분포의 비율이 소정의 범위에 있음으로써, 높은 방현성을 구비하고, 적당한 명실하의 흑미를 부여하면서, 번쩍거림 방지 성능의 저하를 방지할 수 있다. 이 경사 각도 분포의 비율이 68％ 미만이면, 방현성, 명실하의 흑미, 번쩍거림 방지 성능의 밸런스가 좋은 광학 기능층을 얻을 수 없게 된다.
(제 2 발명)
또, 제 2 발명의 광학 적층체는 광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 3.0도 이상의 경사 각도 분포의 비율이 1％ 미만이며, 0.5％ 미만인 것이 보다 바람직하고, 0.1％ 미만인 것이 더욱 바람직하며, 함유하지 않는 것, 즉 0％여도 된다. 광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 3.0도 이상의 경사 각도 분포의 비율이 소정의 범위에 있음으로써, 번쩍거림 방지 성능의 저하를 방지할 수 있다. 3.0도 이상의 경사 각도 분포의 비율이 1％를 넘으면, 광학 적층체의 표면 치밀성이 저하되기 때문에, 번쩍거림 방지 성능이 손상되고, 나아가 표면 산란성이 증가하기 때문에 명실하의 흑미가 손상된다.
(제 3 발명)
다음에, 제 3 발명의 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층의 요철 형상에 대해서 상술한다.
상기 광학 기능층의 요철 형상은 ASME/1995(ASME：American Society of Mechanical Engineers, 미국 기계 학회 규격)에 따라서 구할 수 있다. 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면에서 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.5도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 60％ 이상 80％ 미만이고, 0.6도 이상 1.6도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 30％ 이하이며, 3.0도 이상의 경사 각도 성분의 비율이 1％ 미만의 범위 내에 있음으로써, 적당한 방현성, 명실하의 흑미, 높은 번쩍거림 방지 성능을 균형있게 구비하고, 암실 콘트라스트가 뛰어난 광학 적층체를 얻을 수 있다.
제 3 발명에 있어서는 광학 기능층의 적어도 한쪽이 소정의 경사 각도 분포를 가지도록 하고, 요철 형상이 형성되어 있는 것이 필요하다. 광학 기능층의 요철면 상에 다른 층(예를 들면, 고굴절률층이나 저반사층 등)을 마련하는 것이 가능하지만, 다른 층을 도공에 의해 적층하는 경우, 광학 기능층의 요철면의 오목부에 다른 층이 존재하기 쉬워지고, 볼록부에는 다른 층이 존재하기 어려워진다. 따라서, 다른 층 상에도 요철 형상이 형성되지만, 광학 기능층의 요철 형상에 비해 완만한 경사 각도 분포가 된다(낮은 경사 각도를 가지는 것이 많아진다).
(제 3 발명)
또, 제 3 발명의 광학 적층체는 광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.5도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 60％ 이상 80％ 미만이며, 65％ 이상 80％ 미만인 것이 보다 바람직하고, 70％ 이상 80％ 미만인 것이 더욱 바람직하다.
광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.5도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 소정의 범위에 있음으로써, 적당한 방현성을 유지할 뿐만 아니라, 명실하의 흑미, 높은 번쩍거림 방지 성능을 부여할 수 있다. 광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.5도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 60％ 미만이면, 광학 적층체의 표면 치밀성이 저하되기 때문에 번쩍거림 방지 성능이 손상된다. 0.5도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 80％ 이상이면 방현성이 저하된다.
(제 3 발명)
또, 제 3 발명의 광학 적층체는 광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.6도 이상 1.6도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 5％ 이상 30％ 이하인 것이 바람직하고, 5％ 이상 25％ 이하인 것이 보다 바람직하며, 8％ 이상 23％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 10％ 이상 20％ 이하인 것이 가장 바람직하다.
광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.6도 이상 1.6도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 소정의 범위에 있음으로써, 적당한 방현성, 명실하의 흑미를 부여하면서, 번쩍거림 방지 성능의 저하를 방지할 수 있다. 광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.6도 이상 1.6도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 30％를 넘으면, 광학 적층체의 표면 치밀성이 저하되기 때문에, 번쩍거림 방지 성능이 손상된다.
(제 3 발명)
광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 1.7도 이상 2.9도 이하의 비율이 35％ 이하인 것이 바람직하고, 30％ 이하인 것이 보다 바람직하며, 25％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 20％ 이하인 것이 가장 바람직하다. 1.7도 이상 2.9도 이하의 비율이 증가하면, 요철 형상의 치밀성이 손상되고, 방현성은 상승하지만, 번쩍거림 방지 성능을 저하시킨다.
(제 3 발명)
또, 제 3 발명의 광학 적층체는 광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 3.0도 이상의 경사 각도 분포의 비율이 1％ 미만이며, 0.5％ 미만인 것이 보다 바람직하고, 0.1％ 미만인 것이 더욱 바람직하며, 함유하지 않는 것, 즉 0％여도 된다. 광학 기능층의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 3.0도 이상의 경사 각도 분포의 비율이 소정의 범위에 있음으로써, 번쩍거림 방지 성능의 저하를 방지할 수 있다. 3.0도 이상의 경사 각도 분포의 비율이 1％를 넘으면, 광학 적층체의 표면 치밀성이 저하되기 때문에, 번쩍거림 방지 성능이 손상된다. 또한, 표면 산란성이 증가하기 때문에, 명실하의 흑미가 손상된다.
본 발명에서 규정하는 요철 형상의 경사각의 분포는 우선, ASME/1995에 따라서 광학 기능층의 요철 형상을 측정한다. 다음에, 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이에서 측정 길이(X) 0.5㎛ 마다의 요철의 높이(Y)를 산출해 국소 경사(ΔZi)를 이하의 식으로부터 산출한다.
Figure pct00007
여기서, ΔZi는 어느 임의의 측정 위치 dXi에서의 국소 경사를 말한다. 계속해서 경사각(θ)을 이하의 식으로부터 산출한다.
Figure pct00008
위 식에 의해 경사각(θ)을 측정 전체 길이에 걸쳐서 구한 후, 경사각(θ)을 0.1о를 조각으로 한 도수 분포를 작성하고, 본 발명에서 규정하는 소정의 경사각을 가지는 것의 비율(％)을 구했다.
(제 1 발명)
또, 제 1 발명의 광학 적층체는 광학 기능층의 미세한 요철 형상으로서 산술 평균 높이 Ra가 0.040 이상 0.200㎛ 미만인 것이 바람직하고, 0.040~0.150㎛ 미만인 것이 더욱 바람직하며, 0.040~0.100㎛ 미만인 것이 특히 바람직하다. 산술 평균 높이 Ra가 0.040㎛ 미만이면, 광학 적층체의 방현성이 불충분하게 된다. 산술 평균 높이 Ra가 0.200㎛ 이상이면, 광학 적층체의 흑미가 악화된다.
광학 기능층 표면의 요철 형상의 평균 길이(RSm)가 30~300㎛의 범위에 있고, 보다 바람직하게는 50~250㎛, 더욱 바람직하게는 100~250㎛이다. 30㎛ 미만이면, 표면 산란이 커짐으로써 광학 적층체의 흑미가 악화되는 단점이 있다. 300㎛를 넘으면 방현성이 악화되는 단점이 있다.
광학 기능층 표면의 요철 형상의 최대 높이(Rz)가 0.300~1.200㎛의 범위에 있고, 보다 바람직하게는 0.400~1.000㎛, 더욱 바람직하게는 0.500~0.900㎛이다. 0.300㎛ 미만이면, 방현성이 악화되는 단점이 있다. 1.200㎛를 넘으면, 광학 적층체의 흑미가 악화되는 단점이 있다.
＜편광 기체＞
본 발명에서는 광학 기능층과는 반대면의 투광성 기체 상에 편광 기체를 적층해도 된다. 여기서, 상기 편광 기체는 특정 편광만을 투과하고 다른 빛을 흡수하는 광흡수형의 편광 기체나, 특정 편광만을 투과하고 다른 빛을 반사하는 광반사형의 편광 기체를 사용할 수 있다. 광흡수형의 편광 기체로는 폴리비닐알코올, 폴리비닐렌 등을 연신시켜 얻어지는 필름이 사용 가능하고, 예를 들면, 2색성 소자로서 요오드 또는 염료를 흡착시킨 폴리비닐알코올을 1축 연신해 얻어진 폴리비닐알코올(PVA) 필름을 들 수 있다. 광반사형의 편광 기체로는 예를 들면, 연신했을 때에 연신 방향의 굴절률이 상이한 2 종류의 폴리에스테르 수지(PEN 및 PEN 공중합체)를 압출 성형 기술에 의해 수백층 교대로 적층해 연신한 구성의 3M사제 「DBEF」나, 코레스테릭 액정 폴리머층과 1/4 파장판을 적층해서 이루어지고, 코레스테릭 액정 폴리머층 측으로부터 입사한 빛을 서로 역방향의 2개의 원편광으로 분리해, 한쪽을 투과, 다른 쪽을 반사시키고, 코레스테릭 액정 폴리머층을 투과한 원편광을 1/4 파장판에 의해 직선 편광으로 변환시키는 구성의 닛토전공사제 「니폭스」나 머크사제 「트랜스맥스」등을 들 수 있다.
편광 기체와 광학 적층체를 직접 혹은 접착층 등을 통하여 적층함으로써, 편광판으로서 사용할 수 있다.
＜표시 장치＞
본 발명의 광학 적층체는 액정 표시 장치(LCD), 플라스마 디스플레이 패널(PDP), 전계 발광 디스플레이(ELD)나 음극관 표시 장치(CRT), 표면 전계 디스플레이(SED)와 같은 표시 장치에 적용할 수 있다. 특히 바람직하게는 액정 표시 장치(LCD)에 이용된다. 본 발명의 광학 적층체는 투광성 기체를 가지고 있으므로, 투광성 기체측을 화상 표시 장치의 화상 표시면에 접착해서 이용된다.
본 발명의 광학 적층체를 편광판의 표면 보호 필름의 한측으로서 이용했을 경우, 트위스티드 네마틱(TN), 수퍼 트위스티드 네마틱(STN), 버티칼 얼라인먼트(VA), 인 플레인 스위칭(IPS), 옵티컬리 콤펜세이티드 벤드 셀(OCB) 등의 모드의 투과형, 반사형, 또는 반투과형의 액정 표시 장치에 바람직하게 이용할 수 있다.
＜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.
이하, 본 발명을 실시예를 이용해 설명하지만, 본 발명은 이것들로 제한되는 것은 아니다.
실시예
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 실시예 1]
표 1 기재의 소정의 혼합물을 디스퍼로 30분간 교반함으로써 얻어진 광학 기능층 형성용의 도료를, 막 두께 60㎛, 전광선 투과율 92％로 이루어진 투명 기체의 TAC(후지 필름사제；TD60UL)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/㎝, 등 수：4등, 조사 거리；20㎝)를 실시함으로써 도공막을 경화시켰다. 이와 같이 하여, 두께 4.1㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 1의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 실시예 2]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.5㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 2의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 실시예 3]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.5㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 3의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 실시예 4]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.0㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 4의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 실시예 5]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.9㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 5의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다. 여기서, 얻어진 광학 적층체의 광학 기능층 면으로부터 본 SEM 결과를 도 2에, 광학 적층체의 단면도의 SEM 결과를 도 3에, 광학 적층체의 광학 기능층 면으로부터 본 EDS 결과를 도 4에 나타냈다. 이들 결과로부터, 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 실시예 6]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.4㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 5의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 비교예 1]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 4.3㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 1의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 적층체의 SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고 투광성 유기 미립자의 응집으로 이루어진 해도(海島) 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 비교예 2]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.8㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 2의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 적층체의 SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고, 제 1 상과 제 2 상이 막면 전체에 분산된 해도 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 비교예 3]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 6.6㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 3의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 광학 적층체의 광학 기능층 면으로부터 본 SEM 결과를 도 5에, 광학 적층체의 광학 기능층 면으로부터 본 EDS 결과를 도 6에 나타냈다. 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 제 1 상과 제 2 상으로 상 분리하고 있지만, 광학 기능층에 미립자를 함유하고 있지 않기 때문에 랜덤 응집 구조를 형성하고 있지 않는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 비교예 4]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.5㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 4의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 광학 적층체의 SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고, 투광성 유기 미립자의 응집으로 이루어진 해도 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 비교예 5]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 4.8㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 5의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 광학 적층체의 광학 기능층 면으로부터 SEM 결과를 도 7에 나타냈다. 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고, 투광성 유기 미립자의 응집으로 이루어진 해도 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
[ 비교예 6]
광학 기능층 형성용 도료를 표 1 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 4.0㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 6의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 광학 적층체의 SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고, 부정형 실리카의 응집으로 이루어진 해도 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 1 발명, 제 3 발명)
상기 실시예에서 사용한 재료를 표 1에, 비교예에서 사용한 재료를 표 2에 정리했다.
Figure pct00009
Figure pct00010
SEM 및 EDS에 대해서는 다음의 조건으로 촬영했다.
(SEM)
실시예, 비교예에서 얻어진 적층체의 도포층 표면의 상태 및 함유 원소의 정보를 SEM에 의해 관찰했다. 관찰은 도포층 표면에 금 또는 카본 증착한 후 실시했다. 이하에 SEM 관찰의 조건을 나타낸다.
분석 장치······JSM-6460LV(일본 전자사제)
전처리 장치·····C(카본) 코팅：45nm SC-701C(산유 전자사제)
··········Au(금) 코팅：10nm SC-701AT개(산유 전자사제)
SEM 조건·····가속 전압　：20KV 또는 15KV
조사 전류　：0.15nA
진공도　 　：고진공
화상 검출기：반사 전자 검출기
시료 경사　：0도
(EDS)
실시예, 비교예에서 얻어진 적층체의 함유 원소의 정보를 EDS에 의해 관찰했다. 관찰은 도포층 표면에 카본 증착한 후 실시했다. 이하에 EDS 관찰의 조건을 나타낸다.
분석 장치······JSM-6460LV(일본 전자사제)
사전 처리 장치·····C(카본) 코팅：45nm SC-701C(산유 전자사제)
EDS 조건·····가속 전압 ：20KV
조사 전류 ：0.15nA
진공도 ：고진공
화상 검출기 ：반사 전자 검출기
MAP 해상도 ：128×96 픽셀
화상 해상도 ：1024×768 픽셀
(평가 방법)
다음에 실시예 및 비교예의 광학 적층체에 대해서, 하기의 항목에 대해서 평가를 실시했다.
(막 두께)
막 두께는 상기 SEM를 이용하여, 액체 질소 중에서 동결 파단한 광학 적층체의 단면부를 관찰해 구했다.
(헤이즈 값)
헤이즈 값(전Hz)는 JIS K7105에 따라, 헤이즈미터(상품명：NDH2000, 일본 전색사제)를 이용해 측정했다.
(표면 거칠기)
광학 기능층 면의 요철 형상의 산술 평균 높이 Ra, 최대 높이 Rz 및 평균 길이 RSm은 JIS B0601-2001에 따라, 표면 거칠기 측정기(상품명：서프코더 SE1700α, 고사카연구소사제)를 이용해 측정했다.
광학 기능층 면의 요철 형상의 경사각의 분포는 이하의 순서에 따라 산출했다.
우선, ASME/1995에 따라 표면 거칠기 측정기(상품명：서프코더 SE1700α, 고사카연구소사제)를 이용하여, 광학 기능층 상(투광성 기체를 구비하고 있지 않는 면)에 형성된 요철 형상을 측정했다. 또한, 상기 측정은 실시예 및 비교예에서의 각 광학 적층체를 상기 서프코더 SE1700α의 소정의 위치에 세팅한 후, 「ASME95」를 선택하고, 또한 파라미터로서 「Δa」를 선택함으로써 측정할 수 있다.
측정 조건은 이하와 같다.
·측정 길이　　　　　　　　　　　：4.0mm
·필터　　　　　　　　　　 ：GAUSS
·λc(거칠기 컷오프 값)　　 　：0.8
·λf(파동 컷오프 값)　 　：10λc
·세로 배율　　　　　　　　　　　：20,000배
·가로 배율　　　　　　　　　　　：500배
다음에, 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이에서, 측정 길이(X) 0.5㎛ 마다의 요철의 높이(Y)를 산출해 국소 경사(ΔZi)를 이하의 식으로부터 산출했다.
Figure pct00011
여기서, ΔZi는 어느 임의의 측정 위치 dXi에서의 국소 경사를 말한다. 계속해서 경사각(θ)을 이하의 식으로부터 산출한다.
Figure pct00012
위 식에 의해 경사각(θ)을 측정 전체 길이에 걸쳐서 구한 후, 경사각(θ)을 0.1о를 조각으로 한 도수 분포를 작성하고, 본 발명에서 규정하는 소정의 경사각을 가지는 것의 비율(％)을 구했다.
(화상 선명성)
JIS K7105에 따라, 사상성 측정기(상품명：ICM-1DP, 스가시험기사제)를 이용해 측정기를 투과 모드로 설정하여, 광학 빗 폭 0.5㎜로 측정했다.
(방현성)
방현성은 정량 평가와 정성 평가의 2 종류의 방법으로 수치 판정했다. 양 평가의 판정값의 합이 5점 이상일 때 ◎, 4점일 때 ○, 3점 이하일 때 ×로 했다.
(방현성의 정량 평가)
화상 선명성의 값이 5 이상~40 미만일 때 3점, 40 이상~80 미만일 때 2점, 80 이상일 때 1점으로 했다.
(방현성의 정성 평가)
실시예 및 비교예의 광학 적층체에 있어서, 광학 기능층 형성면의 반대면에 무색 투명한 점착제를 통해 흑색 아크릴판(미츠비시레이욘제 아크릴라이트 L502)에 첩합하고 400룩스의 환경 조도 중, 2개의 형광등이 노출 상태로 평행하게 배치된 형광등을 광원으로 하여, 45~60도의 각도로 빛을 비춰 넣고 그 반사상을 정반사 방향에서 육안으로 관찰해, 형광등의 고스트 이미지의 정도를 판정했다. 2개의 형광등의 반사상이 1개로 보이는 정도로 상이 희미해질 때 3점, 2개의 형광등을 인식할 수 있지만 형광등의 윤곽이 희미해질 때 2점, 2개의 형광등의 윤곽이 희미해지지 않고 똑바로 보일 때 1점으로 했다.
(흑미)
명실하의 흑미는 정량 평가와 정성 평가의 2 종류의 방법으로 수치 판정했다. 양 평가의 판정값의 합이 6점일 때 ◎, 5점일 때 ○, 4점 이하일 때 ×로 했다.
(흑미의 정량 평가)
실시예 및 비교예의 광학 적층체에 있어서, 광학 기능층 형성면과 반대면에 무색 투명한 점착층을 통해 액정 디스플레이(상품명：LC-37GX1W, 샤프사제)의 화면 표면에 첩합하고, 액정 디스플레이 화면의 정면 윗쪽 60о의 방향에서 형광등(상품명：HH4125GL, 내셔널사제)으로 액정 디스플레이 표면의 조도가 200룩스가 되도록 한 후, 액정 디스플레이를 백 표시 및 흑 표시로 했을 때의 휘도를 색채 휘도계(상품명：BM-5A, 탑콘사제)로 측정해 얻어진 흑 표시시의 휘도(cd/㎡)와 백 표시시의 휘도(cd/㎡)를 이하의 식으로 산출하고, 플레인 편광판의 콘트라스트를 100％로 하여 이하의 식으로 감소율을 산출했다. 감소율이 5％ 미만일 때 3점, 5％ 이상~10％ 미만일 때 2점, 10％ 이상일 때에 1점으로 했다.
콘트라스트 = 백 표시의 휘도/흑 표시의 휘도
감소율 = 콘트라스트(광학 적층체)/콘트라스트(플레인 편광판)
본 발명에 있어서, 플레인 편광판이란 2색성 소자로서 요오드 또는 염료를 흡착시킨 폴리비닐알코올을 1축 연신해 얻어진 폴리비닐알코올(PVA) 필름의 양면에 TAC 필름이 첩합되어 이루어진 적층체를 말한다.
(흑미의 정성 평가)
실시예 및 비교예의 광학 적층체에 있어서, 광학 기능층 형성면의 반대면에 무색 투명한 점착제를 통하여 흑색 아크릴판(미츠비시레이욘제 아크릴라이트 L502)에 첩합하고 400룩스의 환경 조도 중, 2개의 형광등이 노출 상태로 평행하게 배치된 형광등을 광원으로 하여 45~60도의 각도로 빛을 비춰 넣고, 광원의 반사상 이외의 부분의 흑미를 정반사 방향에서 육안으로 관찰해 실시예 1에 나타내는 필름과 비교해서 흑미가 우수할 때 3점, 흑미가 동일한 정도일 때 2점, 흑미가 뒤떨어질 때 1점으로 했다.
(암실 콘트라스트)
암실 콘트라스트는 실시예 및 비교예의 광학 적층체에 있어서, 광학 기능층 형성면과 반대면에 무색 투명한 점착층을 통하여 액정 디스플레이(상품명：LC-37GX1W, 샤프사제)의 화면 표면에 첩합하고 암실 조건 하에서 액정 디스플레이를 백 표시 및 흑 표시로 했을 때의 휘도를 색채 휘도계(상품명：BM-5A, 탑콘사제)로 측정해 얻어진 흑 표시시의 휘도(cd/㎡)와 백 표시시의 휘도(cd/㎡)를 이하의 식으로 산출하고, 플레인 편광판의 콘트라스트를 100％로 하여 이하의 식으로 감소율을 산출했다. 감소율이 3％ 미만일 때 ◎, 3％ 이상~7％ 미만일 때 ○, 7％ 이상일 때에 ×로 했다.
콘트라스트 = 백 표시의 휘도/흑 표시의 휘도
감소율 = 콘트라스트(광학 적층체)/콘트라스트(플레인 편광판)
(번쩍거림)
번쩍거림은 각 실시예 및 각 비교예의 광학 적층체에 있어서, 광학 기능층 형성면과 반대면에 무색 투명한 점착층을 통하여 해상도가 100ppi인 액정 디스플레이(상품명：LL-T1620-B, 샤프사제)와 해상도가 150ppi인 액정 디스플레이(상품명：nw8240-PM780, 일본 휴렛팩커드사제)와 해상도가 200ppi인 액정 디스플레이(상품명：PC-CV50FW, 샤프사제)의 화면 표면에 각각 첩합하고 암실에서 액정 디스플레이를 초록 표시로 한 후, 각 액정 TV의 법선 방향으로부터 해상도 200ppi의 CCD 카메라(CV-200C, 키엔스사제)로 촬영한 화상에 있어서, 휘도 불균형이 확인되지 않을 때의 해상도의 값이 100ppi일 때 ×, 150ppi일 때 ○, 200ppi일 때 ◎로 했다.
번쩍거림은 이 평가 결과가 150ppi 이상으로 합격이며, 200ppi 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 250ppi 이상이다.
얻어진 결과를 표 3에 나타냈다.
Figure pct00013
(제 1 발명, 제 3 발명)
이상과 같이 본 발명에 의하면, 양호한 방현성, 명실하에서의 흑미와 번쩍거림 방지 성능이 뛰어남과 함께, 높은 암실 콘트라스트를 달성할 수 있음과 함께, 제조 안정성이 뛰어난 광학 적층체 및 상기 광학 적층체의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또, 상기 광학 적층체를 구비해서 이루어지는 편광판 및 표시 장치도 제공할 수 있다.
(제 2 발명)
[ 실시예 1]
표 4 기재의 소정의 혼합물을 디스퍼로 30분간 교반함으로써 얻어진 광학 기능층 형성용의 도료를 막 두께 60㎛, 전광선 투과율 92％로 이루어진 투명 기체의 TAC(후지 필름사제；TD60UL)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/㎝, 등 수：4등, 조사 거리；20㎝)를 실시함으로써 도공막을 경화시켰다. 이와 같이 하여, 두께 5.0㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 1의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 실시예 2]
광학 기능층 형성용 도료를 표 4 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.5㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 2의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 실시예 3]
광학 기능층 형성용 도료를 표 4 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 4.1㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 3의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 실시예 4]
광학 기능층 형성용 도료를 표 4 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.2㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 4의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 실시예 5]
광학 기능층 형성용 도료를 표 4 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.9㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 5의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 실시예 6]
광학 기능층 형성용 도료를 표 4 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.8㎛의 광학 기능층을 가지는 실시예 6의 광학 적층체를 얻었다. SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 적층체를 구성하는 광학 기능층이 적어도 제 1 상 및 제 2 상을 갖고, 랜덤 응집 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 비교예 1]
광학 기능층 형성용 도료를 표 5 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 4.3㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 1의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 적층체의 SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고 투광성 유기 미립자의 응집으로 이루어진 해도 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 비교예 2]
광학 기능층 형성용 도료를 표 5 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.8㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 2의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 적층체의 SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고, 제 1 상과 제 2 상이 막면 전체에 분산된 해도 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 비교예 3]
광학 기능층 형성용 도료를 표 5 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 6.6㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 3의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 광학 적층체의 광학 기능층 면으로부터 본 SEM 결과를 도 5에, 광학 적층체의 광학 기능층 면으로부터 본 EDS 결과를 도 6에 나타냈다. 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 제 1 상과 제 2 상으로 상 분리하고 있지만, 광학 기능층에 미립자를 함유하고 있지 않기 때문에 랜덤 응집 구조를 형성하고 있지 않는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 비교예 4]
광학 기능층 형성용 도료를 표 5 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.8㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 4의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 광학 적층체의 SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고, 투광성 유기 미립자의 응집으로 이루어진 해도 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 비교예 5]
광학 기능층 형성용 도료를 표 5 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 4.8㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 4의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 광학 적층체의 광학 기능층 면으로부터 SEM 결과를 도 7에 나타냈다. 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고, 투광성 유기 미립자의 응집으로 이루어진 해도 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 비교예 6]
광학 기능층 형성용 도료를 표 5 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 4.0㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 4의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 광학 적층체의 SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고, 부정형 실리카의 응집으로 이루어진 해도 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
[ 비교예 7]
광학 기능층 형성용 도료를 표 5 기재의 소정의 혼합액으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 두께 5.5㎛의 광학 기능층을 가지는 비교예 4의 광학 적층체를 얻었다. 여기서, 얻어진 광학 적층체의 SEM, EDS 결과로부터, 얻어진 광학 적층체를 구성하는 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 형성하지 않고, 투광성 유기 미립자의 응집으로 이루어진 해도 구조를 형성하고 있는 것이 확인되었다.
(제 2 발명)
상기 실시예에서 사용한 재료를 표 4에, 비교예에서 사용한 재료를 표 5에 정리했다.
Figure pct00014
Figure pct00015
얻어진 결과를 표 6에 나타냈다.
Figure pct00016
(제 2 발명)
이상과 같이 본 발명에 의하면, 양호한 방현성, 명실하에서의 흑미, 번쩍거림 방지 성능 및 높은 암실 콘트라스트가 뛰어난 광학 적층체 및 상기 광학 적층체를 제공할 수 있다. 또, 상기 광학 적층체를 구비해서 이루어지는 편광판 및 표시 장치도 제공할 수 있다.
1 제 1 상
2 제 2 상
3 미립자
15, 16 광학 기능층
20 투광성 기체
30, 31 미립자
40 수지

Claims (23)

  1. 투광성 기체(基體) 상에 광학 기능층이 적층되어서 이루어지는 광학 적층체로서, 이 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 요철 형상이 형성되고 있고, 이 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면의 산술 평균 높이(Ra)가 0.040 이상 0.200 미만이며, 이 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.2도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 30％ 이상 95％ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 기능층이 방사선 경화형 수지 조성물을 주성분으로 하는 1층 이상의 광학 기능층으로 이루어진 광학 적층체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 기능층이 적어도 방사선 경화형 수지 조성물과 투광성 미립자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 투광성 미립자의 평균 입경이 0.3~7.0㎛인 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 기능층의 막 두께가 상기 투광성 미립자의 평균 입경보다도 큰 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 구성하는 투광성 기체 상에 편광 기체가 적층되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 구비해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 투광성 기체 상에 광학 기능층이 적층되어서 이루어지는 광학 적층체로서, 이 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 요철 형상이 형성되어 있고, 이 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.3도 이상 1.6도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 68％ 이상이며, 3.0도 이상의 경사 각도 성분의 비율이 1％ 미만인 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 광학 기능층이 방사선 경화형 수지 조성물을 주성분으로 하는 1층 이상의 광학 기능층으로 이루어진 광학 적층체.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  11. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 기능층이 적어도 방사선 경화형 수지 조성물과 투광성 미립자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 투광성 미립자의 평균 입경이 0.3~7.0㎛인 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 광학 기능층의 막 두께가 상기 투광성 미립자의 평균 입경보다도 큰 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  14. 청구항 8 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 구성하는 투광성 기체 상에 편광 기체가 적층되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
  15. 청구항 8 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 구비해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 투광성 기체 상에 광학 기능층이 적층되어서 이루어지는 광학 적층체로서, 이 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 요철 형상이 형성되고 있고, 이 요철 형상을 가지는 광학 기능층 면의 요철 형상을 측정한 측정 전체 길이의 경사 각도 분포에서 차지하는 0.5도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 60％ 이상 80％ 미만이며, 0.6도 이상 1.6도 이하의 경사 각도 분포의 비율이 30％ 이하이고, 3.0도 이상의 경사 각도 성분의 비율이 1％ 미만인 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 광학 기능층이 방사선 경화형 수지 조성물을 주성분으로 하는 1층 이상의 광학 기능층으로 이루어진 광학 적층체.
  18. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 광학 기능층이 랜덤 응집 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  19. 청구항 16 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 기능층이 적어도 방사선 경화형 수지 조성물과 투광성 미립자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 투광성 미립자의 평균 입경이 0.3~7.0㎛인 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  21. 청구항 19 또는 청구항 20에 있어서,
    상기 광학 기능층의 막 두께가 상기 투광성 미립자의 평균 입경보다도 큰 것을 특징으로 하는 광학 적층체.
  22. 청구항 16 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 구성하는 투광성 기체 상에 편광 기체가 적층되어서 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
  23. 청구항 16 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 구비해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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