KR20130127938A - 적층 기재, 적층체, 편광판, 액정 표시 패널 및 화상 표시 장치 - Google Patents

적층 기재, 적층체, 편광판, 액정 표시 패널 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20130127938A KR1020130054152A KR20130054152A KR20130127938A KR 20130127938 A KR20130127938 A KR 20130127938A KR 1020130054152 A KR1020130054152 A KR 1020130054152A KR 20130054152 A KR20130054152 A KR 20130054152A KR 20130127938 A KR20130127938 A KR 20130127938A
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Abstract

면 내 복굴절성을 갖는 광투과성 기재를 포함하면서 간섭 줄무늬를 눈에 띄지 않게 하는 적층 기재를 제공한다.
적층 기재(11)는 한쪽 면 위에 기능층(15)이 형성된다. 적층 기재는, 면 내 복굴절성을 갖는 광투과성 기재(12)와, 광투과성 기재와 적층되어 면 내 복굴절성을 갖는 굴절률 조정층(13)을 포함한다. 굴절률 조정층은 광투과성 기재와 기능층 사이에 위치하게 된다. 광투과성 기재의 면 내의 지상축 방향 dx에서의 굴절률 n1x, 지상축 방향 dx에서의 굴절률 조정층의 굴절률 n2x, 지상축 방향 dx에서의 기능층의 굴절률 n3x, 광투과성 기재의 진상축 방향 dy에서의 굴절률 n1y, 진상축 방향 dy에서의 굴절률 조정층의 굴절률 n2y 및 진상축 방향 dy에서의 기능층의 굴절률 n3y가
Figure pat00027

인 관계를 만족한다.

Description

적층 기재, 적층체, 편광판, 액정 표시 패널 및 화상 표시 장치{LAMINATED BASE MATERIAL, LAMINATED BODY, POLARIZING PLATE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 적층 기재, 적층체, 편광판, 액정 표시 패널 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치, 음극선관 표시 장치(CRT), 플라즈마 디스플레이, 일렉트로 루미네센스 디스플레이(ELD), 필드에미션 디스플레이(FED) 등의 화상 표시 장치에 있어서의 화상 표시면 위에는, 통상 직접 또는 다른 부재(예를 들어 터치 패널 센서)를 통해서, 원하는 기능을 발휘할 것을 기대한 기능층을 갖는 적층체가 설치되어 있다. 전형적인 기능층으로서, 내찰상성의 향상을 목적으로 한 하드코트층이 예시된다.
또한, 기능층을 지지하는 적층체의 광투과성 기재로서는, 복굴절성을 갖지 않는 광학 등방성의 필름, 전형적으로는 트리아세틸셀룰로오스로 대표되는 셀룰로오스에스테르로 이루어지는 필름이 사용되고 있다. 복굴절성을 갖는 필름을, 예를 들어 액정 표시 장치와 같은 편광을 이용한 표시 장치의 표시면에 적용한 경우, 색이 다른 불균일(이하, 「무지개 불균일」이라고도 칭함)이 시인되는 등의 문제가 발생해 버리기 때문이다. 단, 셀룰로오스에스테르 필름은, 내습열성이 뒤떨어지는 것이나, 고온 다습한 환경 하에서 사용했을 때에 편광 기능이나 색상 등의 편광판 기능을 저하시켜 버린다고 하는 등의 결점이 있다.
이러한 셀룰로오스에스테르 필름의 문제점으로부터, 시장에서 입수가 용이하거나, 혹은 간이한 방법으로 제조하는 것이 가능한 범용성 필름을 적층체의 광투과성 기재로서 사용하는 것이 요망되고 있으며, 다양한 연구가 이루어지고 있다. 예를 들어 JP2011-107198A에서는, 광원으로서 백색 발광 다이오드를 사용해서, 리타데이션이 3000㎚ ~ 30000㎚인 고분자 필름을 편광판의 흡수축과 고분자 필름의 지상축이 이루는 각이 45도가 되도록 배치하여 사용함으로써 선글라스 등의 편광판을 통해 화면을 관찰했을 때, 관찰 각도에 상관없이 양호한 시인성을 확보할 수 있는 것이 보고되어 있다.
그러나, JP2011-107198A에 있어서의 바람직한 고분자 필름인 폴리에스테르나 폴리카보네이트 필름 위에 하드코트층을 형성한 경우, 무지개 불균일의 발생을 억제하는 것은 가능하게 되지만, 별도의 문제로서, 간섭 줄무늬의 불가시화가 문제가 된다. 여기서, 간섭 줄무늬란, 기능층의 표면에서 반사하는 광과, 일단 기능층에 입사하여 기능층과 광투과성 기재의 계면에서 반사하는 광의 간섭에 기인하여 부분적인 홍채 형상 색채가 보이는 현상으로, 보는 방향에 따라 서로 강화하는 파장이 변하기 때문에 발생하는 현상이다. 이 현상은, 사용자에게 있어서 보기 힘들 뿐만 아니라 불쾌한 인상을 주는 경우가 있어, 개선이 강하게 요구된다.
간섭 줄무늬 대책으로서, 기능층과 광투과성 기재의 굴절률차를 저감시켜 기능층과 광투과성 기재의 계면에서의 반사율을 저하시키는 것이 생각된다. 그러나, 광투과성 기재가 면 내 복굴절성을 갖고, 그의 리타데이션값이 높은 경우, 비용면 등의 관점에서 광투과성 기재의 두께가 두꺼워져 버리는 것을 회피하고자 하면, 광투과성 기재의 면 내에 있어서의 지상축 방향의 굴절률과 진상축 방향의 굴절률의 굴절률차를 크게 할 필요가 생긴다. 따라서，지상축 방향 및 진상축 방향의 양 방향 모두에 있어서, 기능층과 광투과성 기재의 굴절률차를 저감하는 것이 곤란해지고, 결과적으로, 간섭 줄무늬를 충분히 눈에 띄지 않게 할 수 없다.
본 발명은, 이상의 점을 고려하여 이루어진 것으로, 면 내 복굴절성을 갖는 광투과성 기재를 사용하면서 간섭 줄무늬를 눈에 띄지 않게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 적층 기재는,
한쪽 면 위에 기능층을 형성하여 적층체를 이루는 적층 기재이며,
면 내 복굴절성을 갖는 광투과성 기재와,
상기 광투과성 기재와 적층되어 면 내 복굴절성을 갖는 굴절률 조정층으로서, 상기 광투과성 기재와 상기 기능층 사이에 위치하게 되는 굴절률 조정층을 구비하고,
상기 광투과성 기재의 면 내에 있어서의 가장 굴절률이 큰 방향인 지상축 방향에 있어서의 굴절률 n1x, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2x 및 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과 평행해지는 방향에 있어서의 상기 기능층의 굴절률 n3x가
Figure pat00001
인 관계를 만족하고,
상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향에 직교하는 진상축 방향에 있어서의 굴절률 n1y, 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2y 및 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행해지는 방향에 있어서의 상기 기능층의 굴절률 n3y가
Figure pat00002
인 관계를 만족한다.
본 발명에 따른 적층 기재에 있어서, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2x 및 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2y가
Figure pat00003
인 관계를 만족하도록 해도 된다.
본 발명에 따른 적층 기재에 있어서, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향에 있어서의 굴절률 n1x, 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향에 있어서의 굴절률 n1y, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2x 및 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2y가
Figure pat00004
인 관계를 만족하도록 해도 된다.
본 발명에 따른 적층 기재에 있어서, 상기 적층 기재를 법선 방향으로부터 관찰한 경우에, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과, 상기 굴절률 조정층의 면 내에 있어서의 가장 굴절률이 큰 방향인 상기 굴절률 조정층의 지상축 방향에 의해 이루어지는 각도의 크기가 45° 미만이도록 해도 된다.
본 발명에 따른 적층 기재에 있어서, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향이, 상기 굴절률 조정층의 면 내에 있어서의 가장 굴절률이 큰 방향인 상기 굴절률 조정층의 지상축 방향과 평행하게 되어 있어도 된다.
본 발명에 따른 적층 기재에 있어서, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향에 있어서의 굴절률 n1x, 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향에 있어서의 굴절률 n1y, 상기 굴절률 조정층의 면 내에 있어서의 가장 굴절률이 큰 방향인 상기 굴절률 조정층의 지상축 방향에 있어서의 굴절률 n2a, 및 상기 굴절률 조정층의 상기 지상축 방향에 직교하는 상기 굴절률 조정층의 진상축 방향에 있어서의 굴절률 n2b가
Figure pat00005
인 관계를 만족하도록 해도 된다.
본 발명에 따른 적층 기재에 있어서,
상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향에 있어서의 상기 굴절률 n1x, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향 dx와 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2x 및 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 기능층의 굴절률 n3x가
Figure pat00006
인 관계를 만족하고,
상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향에 있어서의 굴절률 n1y, 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2y 및 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 기능층의 굴절률 n3y가
Figure pat00007
인 관계를 만족하도록 해도 된다.
본 발명에 따른 적층 기재가 3000㎚ 이상의 리타데이션을 갖도록 해도 된다.
본 발명에 따른 적층 기재에 있어서, 상기 광투과성 기재가 3000㎚ 이상의 리타데이션을 갖도록 해도 된다.
본 발명에 따른 적층체는,
전술한 본 발명에 따른 적층 기재 중 어느 하나와,
상기 적층 기재의 한쪽 면 위에 형성된 기능층을 구비하고,
상기 굴절률 조정층이 상기 광투과성 기재와 상기 기능층 사이에 위치하고 있다.
본 발명에 따른 적층체에 있어서, 상기 기능층은 하드코트층이어도 된다.
본 발명에 따른 적층체가 상기 기능층의 상기 적층 기재측과는 반대측에 설치된 제2 기능층을 더 구비하도록 해도 된다. 본 발명에 따른 적층체에 있어서, 상기 제2 기능층이 상기 기능층보다 낮은 굴절률을 갖는 저굴절률층이어도 된다.
본 발명에 따른 편광판은,
편광 소자와,
전술한 본 발명에 따른 적층 기재 중 어느 하나, 또는 전술한 본 발명에 따른 적층체 중 어느 하나를 구비한다.
본 발명에 따른 편광판은, 전술한 본 발명에 따른 적층 기재 중 어느 하나, 전술한 본 발명에 따른 적층체 중 어느 하나, 또는 전술한 본 발명에 따른 편광판 중 어느 하나를 구비한다.
본 발명에 따른 화상 표시 장치는, 전술한 본 발명에 따른 적층 기재 중 어느 하나, 전술한 본 발명에 따른 적층체 중 어느 하나, 또는 전술한 본 발명에 따른 편광판 중 어느 하나를 구비한다.
본 발명에 따른 터치 패널 장치는, 터치 패널 센서와, 터치 패널 센서 상에 설치된 전술한 본 발명에 따른 적층 기재 중 어느 하나, 전술한 본 발명에 따른 적층체 중 어느 하나, 또는 전술한 본 발명에 따른 편광판 중 어느 하나를 구비한다.
본 발명에 따르면, 기능층과 면 내 복굴절성을 갖는 광투과성 기재 사이에 면 내 복굴절성을 갖는 굴절률 조절층이 설치되어 있다. 이 굴절률 조절층에 의해, 기능층에 일단 입사한 광의 반사율을 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 간섭 줄무늬를 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태를 설명하기 위한 도면이며, 적층체의 층 구성을 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 대응하는 도면으로, 기능층이 다른 예의 층 구성을 도시하는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 적층체에 있어서의 굴절률의 분포를 설명하기 위한 도면이며, 적층체를 모식적으로 도시하는 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 적층 기재에 있어서의 면 내 복굴절성을 설명하기 위한 도면이며, 적층 기재를 모식적으로 도시하는 평면도.
도 5는 도 1에 도시된 적층체를 포함하는 편광판의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 6은 도 1에 도시된 적층체를 포함하는 액정 표시 패널의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 7은 도 1에 도시된 적층체를 포함하는 표시 장치의 개략 구성을 도시하는 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한，본건 명세서에 첨부하는 도면에 있어서는, 도시와 이해를 쉽게 하기 위해 편의상, 적절히 축척 및 종횡의 치수비 등을 실물로부터 변경하고 과장하고 있다. 도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다. 이 중, 도 1 및 도 2는 적층 기재 및 적층체를 설명하기 위한 도면이다. 도 3 및 도 4는 적층 기재 및 적층체의 굴절률의 분포를 설명하기 위한 도면이다. 도 5 내지 도 7은 편광판, 액정 표시 패널 및 적층체의 구성을 도시하는 모식도이다.
《적층 기재 및 적층체》
<적층 기재 및 적층체의 전체 구성>
우선, 적층 기재(11) 및 적층체(10)의 전체 구성에 대해서 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 적층체(10)는 적층 기재(11)와, 적층 기재(11)의 한쪽 면 위에 형성된 기능층(15)을 갖고 있다. 적층 기재(11)는 광투과성 기재(12)와, 광투과성 기재(12)와 적층된 굴절률 조정층(13)을 갖고 있다. 적층체(10) 내에 있어서, 굴절률 조정층(13)은 광투과성 기재(12)와 기능층(15) 사이에 위치한다. 즉, 기능층(15)은 굴절률 조정층(13) 측으로부터 적층 기재(11)에 적층되어 있다. 도시된 예에 있어서, 적층 기재(11) 내에 있어서, 굴절률 조정층(13)은 광투과성 기재(12)의 한쪽 면 위에 형성되어 있다. 즉, 적층체(10)는 광투과성 기재(12), 굴절률 조정층(13), 기능층(15)의 3개의 층을 이 순서로 포함하도록 구성되어 있고, 굴절률 조정층(13)은 광투과성 기재(12) 및 기능층(15)에 인접하여 배치되어, 광투과성 기재(12) 및 기능층(15) 사이에서 각각 계면을 형성하고 있다.
또한，도 2에는 도 1에 도시된 적층체(10)의 하나의 변형예로서의 적층체가 나타나 있다. 도 2에 도시된 적층체(10)에서는, 기능층(15)의 적층 기재(11)에 대면하지 않는 측의 면 위에 제2 기능층(17)이 형성되어 있는 점에 있어서, 도 1의 적층체(10)와 다르다. 도 1에 도시된 적층체(10)에서는, 기능층(15)이 적층 기재(11)의 한쪽 면 위에 형성된 하드코트층으로 구성되도록 해도 된다. 한편, 도 2에 도시된 적층체(10)에서는, 기능층(15)이 적층 기재(11)의 한쪽 면 위에 형성된 하드코트층으로 구성됨과 함께, 제2 기능층(17)이 하드코트층의 적층 기재(11)와는 반대측의 면 위에 형성된 저굴절률층으로 구성되도록 해도 된다.
적층 기재(11)에 포함되는 광투과성 기재(12)는, 광학 이방성이며, 적어도 면 내 복굴절성을 갖고 있다. 또한, 적층 기재(11)에 포함되는 굴절률 조정층(13)도, 광학 이방성이며, 적어도 면 내 복굴절성을 갖고 있다. 따라서，도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 시트 형상의 광투과성 기재(12)의 그 시트면을 따른 직교하는 2개의 방향에 있어서의 광투과성 기재(12)의 굴절률이 다르다. 마찬가지로, 시트 형상의 굴절률 조정층(13)의 그 시트면을 따른 직교하는 2개의 방향에 있어서의 굴절률 조정층(13)의 굴절률이 다르다.
또한，여기에서 「시트면(필름면, 판면)」이란, 대상으로 되는 시트 형상(필름 형상, 판상)의 부재를 전체적이면서 대국적으로 본 경우에 있어서 대상으로 되는 시트 형상 부재의 평면 방향과 일치하는 면을 가리킨다. 일 실시 형태로서 설명하는 예에 있어서, 광투과성 기재(12)의 시트면, 굴절률 조정층(13)의 시트면, 기능층(15)의 시트면, 적층 기재(11)의 시트면 및 적층체(10)의 시트면은, 서로 평행하게 되어 있다.
또한, 광투과성 기재(12)나 굴절률 조정층(13)이 면 내 복굴절성을 갖고 있는지 여부는, 파장 550㎚의 굴절률에 있어서, 광투과성 기재(12) 또는 굴절률 조정층(13)의 면 내에 있어서의 최대 굴절률차 △n(시트면을 따른 2개의 방향의 굴절률차의 최대값)이
Figure pat00008
인 조건을 만족하는지 여부로 판단한다. 즉, 광투과성 기재(12)의 면 내에서의 최대 굴절률차 △n이 0.0005 이상이면, 그 광투과성 기재(12)는 복굴절성을 갖고 있으며, 광투과성 기재(12)의 면 내에서의 최대 굴절률차 △n이 0.0005 미만이면, 그 광투과성 기재(12)는 복굴절성을 갖고 있지 않다고 판단한다. 마찬가지로, 굴절률 조정층(13)의 면 내에서의 최대 굴절률차 △n이 0.0005 이상이면, 그 굴절률 조정층(13)은 복굴절성을 갖고 있으며, 굴절률 조정층(13)의 면 내에서의 최대 굴절률차 △n이 0.0005 미만이면, 그 굴절률 조정층(13)은 복굴절성을 갖고 있지 않다고 판단한다. 복굴절률은 오지게이소꾸기끼사 제조 KOBRA-WR을 사용해서, 측정각 0° 또한 측정 파장 552.1㎚로 설정하여 측정을 행할 수 있다. 이때，복굴절률 산출에는, 막 두께, 평균 굴절률이 필요하다. 막 두께는, 예를 들어 광투과성 필름에 대해서는, 마이크로미터(Digimatic Micrometer, 미쯔토요사 제조)나, 전기 마이크로미터(안리쯔사 제조)를 사용해서 측정할 수 있다. 또한, 굴절률 조정층(13)이 박막층으로서 형성되어 있는 경우에는, TEM 단면 관찰하고, 대상층의 높이를 적어도 10점 이상 측정하여 평균값을 막 두께로 해서 구한다. 평균 굴절률은, 아베 굴절률계(아타고사 제조 NAR-4T)나, 닛본분꼬우(주)사 제조의 「엘립소미터」를 사용해서 측정할 수 있다.
일반적으로 등방성 재료로 알려진, 트리아세틸셀룰로오스로 이루어지는 TD80UL-M(후지 필름사 제조), 시클로올레핀 중합체로 이루어지는 ZF16-100(닛본 제온사 제조)의 면 내에서의 최대 굴절률차 △n은 상기 측정 방법에 의해, 각각 0.0000375, 0.00005이며, 복굴절성을 갖고 있지 않다(등방성이다)라고 판단된다.
여기서 설명하는 적층체(10)에서는, 광투과성 기재(12)의 면 내에 있어서의 가장 굴절률이 큰 방향인 지상축 방향 dx에 있어서의 굴절률 n1x, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx와 평행한 방향에 있어서의 굴절률 조정층의 굴절률 n2x 및 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx와 평행해지는 방향에 있어서의 기능층(15)의 굴절률 n3x가
Figure pat00009
인 조건 (a)를 만족하도록 되어 있다. 더하여, 광투과성 기재(12)의 면 내에 있어서 지상축 방향 dx에 직교하는 진상축 방향 dy에 있어서의 굴절률 n1y, 광투과성 기재(11)의 진상축 방향 dy와 평행한 방향에 있어서의 굴절률 조정층(13)의 굴절률 n2y 및 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy와 평행해지는 방향에 있어서의 기능층(15)의 굴절률 n3y가
Figure pat00010
인 조건 (b)를 만족한다.
즉, 굴절률 조정층(13)은 기능층(15)과 복굴성을 갖는 광투과성 기재(12) 사이에 배치되고, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx 및 진상축 방향 dy의 양 방향에 있어서 굴절률을 2단계로 나누어서 변화시키도록 하고 있다. 이에 의해, 기능층(15)과 복굴성을 갖는 광투과성 기재(12) 사이에는, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx에 있어서의 굴절률이 크게 변화하는 계면이 존재하지 않고, 또한 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy에 있어서의 굴절률이 크게 변화하는 계면도 존재하지 않게 된다. 즉, 기능층(15)과 복굴성을 갖는 광투과성 기재(12) 사이에는, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx 및 진상축 방향 dy의 양 방향에 있어서의 굴절률차가 작고, 이 때문에 반사율이 낮아지는 계면밖에 존재하지 않는다.
따라서，기능층(15) 측으로부터 적층체(10)에 입사한 광이 광투과성 기재(12)를 향해서 진행하는 동안에, 반사에 의해 진행 방향을 되돌아가는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 의해, 기능층(15) 측으로부터 적층체(10)에 입사하는 광 중, 기능층(15)의 표면에서 반사하는 광과, 기능층(15)과 굴절률 조정층(13)의 계면 또는 굴절률 조정층(13)과 광투과성 기재(12)의 계면에서 반사하는 광에 의해 발생할 수 있는 간섭 줄무늬를 효과적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx와 평행한 방향에 있어서의 굴절률 조정층(13)의 굴절률 n2x 및 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy와 평행한 방향에 있어서의 굴절률 조정층(13)의 굴절률 n2y가
Figure pat00011
인 조건 (c)를 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우, 기능층(15)과 복굴성을 갖는 광투과성 기재(12) 사이에 있어서, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx에 있어서의 굴절률을 두 번에 나누어서 조금씩 변화시킬 수 있고, 또한 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy에 있어서의 굴절률도 두 번에 나누어서 조금씩 변화시킬 수 있다. 이에 의해, 기능층(15) 측으로부터 적층체(10)에 입사한 광이 광투과성 기재(12)로 진행하는 동안에, 반사에 의해 진행 방향을 되돌아가는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있다. 이 결과, 간섭 줄무늬를 더 효과적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한, 조건 (c)가 만족되는 경우에, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx에 있어서의 굴절률 n1x, 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy에 있어서의 굴절률 n1y, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx와 평행한 방향에 있어서의 굴절률 조정층(13)의 굴절률 n2x 및 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy와 평행한 방향에 있어서의 굴절률 조정층(13)의 굴절률 n2y가
Figure pat00012
인 조건 (d)를 만족하는 것이 더 바람직하다. 예를 들어, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx와 평행한 방향에 있어서의 기능층(15)의 굴절률 n3x 및 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy와 평행한 방향에 있어서의 기능층(15)의 굴절률 n3y가 크게 다르지 않은 경우, 전형적으로는, 기능층(15)이 광학 등방성이며, 복굴성을 갖고 있지 않은 경우에는, 조건 (c) 및 조건 (d)가 충족됨으로써, 굴절률 조정층(13)이 필요 이상으로 강한 복굴절성을 나타내지 않고, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx 및 진상축 방향 dy의 양 방향에 있어서, 굴절률을 조금씩 두 번에 나누어서 변화시킬 수 있다. 이에 의해, 기능층(15) 측으로부터 적층체(10)에 입사한 광이 광투과성 기재(12)로 진행하는 동안에, 반사에 의해 진행 방향을 되돌아가는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있다. 이 결과, 간섭 줄무늬를 더 효과적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 적층 기재(11)를 법선 방향(적층 기재(11)의 시트면에의 법선 방향)으로부터 관찰한 경우에, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx와, 굴절률 조정층(13)의 면 내에 있어서의 가장 굴절률이 큰 방향인 굴절률 조정층(13)의 지상축 방향 da에 의해 이루어지는 각도 θ의 크기가, 45° 미만인 것이 바람직하다(조건 (e)). 이 각도 θ가 작을수록, 굴절률 조정층(13)의 면 내에서의 굴절률의 대소의 분포가 광투과성 기재(12)의 면 내에서의 굴절률의 대소의 분포와 동일 경향을 나타내게 된다. 즉, 이 각도 θ가 45° 미만인 경우에는, 전술한 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx 및 진상축 방향 dy의 2 방향뿐만 아니라, 광투과성 기재(12)의 시트면을 따른 다양한 방향에 있어서의 굴절률이 기능층(15)과 광투과성 기재(12) 사이에서 크게 변화하지 않고, 두 번에 나누어서 점차로 변화해가게 된다. 특히, 이 각도 θ가 0°인 경우, 즉 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx와 굴절률 조정층(13)의 지상축의 조정 방향 da가 평행한 경우(조건 (f))에는, 각 방향에 있어서의 굴절률이, 다른 방향의 굴절률의 변화와 마찬가지 경향을 나타내면서, 기능층(15)과 광투과성 기재(12) 사이에서 두 번에 나누어서 점차 변화해간다. 이에 의해, 기능층(15) 측으로부터 적층체(10)에 입사한 광이 광투과성 기재(12)로 진행하는 동안에, 반사에 의해 진행 방향을 되돌아가는 것을 매우 효과적으로 방지할 수 있으며, 간섭 줄무늬를 매우 효과적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
여기서 도 4에 있어서의 광투과성 기재(12) 위에 그려진 타원은, 광투과성 기재(12)의 굴절률의 분포를 나타내는 굴절률 타원체의 일례에 대한 광투과성 기재(12) 상에서의 단면을 나타내고 있다. 마찬가지로, 도 4에 있어서의 굴절률 조정층(13) 상에 그려진 타원은, 굴절률 조정층(13)의 굴절률의 분포를 나타내는 굴절률 타원체의 일례에 대한 굴절률 조정층(13) 상에서의 단면을 나타내고 있다.
또한, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx에 있어서의 굴절률 n1x, 광투과성 기재(13)의 진상축 방향 dy에 있어서의 굴절률 n1y, 굴절률 조정층(13)의 지상축 방향 da에 있어서의 굴절률 n2a 및 굴절률 조정층의 진상축 방향 db에 있어서의 굴절률 n2b가
Figure pat00013
인 조건 (g)를 만족하는 것이 바람직하다. 조건 (g)가 만족되는 경우, 전술한 조건 (d)가 만족되는 경우와 마찬가지로, 굴절률 조정층(13)이 필요 이상으로 강한 복굴절성을 갖는 것을 방지할 수 있고, 이에 의해 간섭 줄무늬를 효과적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한, 전술한 조건 (a) ~ (g)의 하나 이상과 함께, 광투과성 기재(12)의 면 내 평균 굴절률 n1(n1=(n1x+n1y)/2), 굴절률 조정층(13)의 면 내 평균 굴절률 n2(n2=(n2x+n2y)/2) 및 기능층(15)의 면 내 평균 굴절률 n3(n3=(n3x+n3y)/2)가
Figure pat00014
인 조건 (h)를 만족하는 것이 바람직하다. 조건 (h)가 만족되는 경우, 굴절률 조정층(13)에 적절한 복굴절성이 부여되고, 이에 의해 간섭 줄무늬를 효과적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
전형적인 예로서, 광투과성 기재(12)가 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로부터 형성되고, 기능층(15)이 하드코트층으로서 기능하는 경우, 광투과성 기재(12)는, 강한 복굴절성을 가질 수 있음과 함께, 광투과성 기재(12)의 면 내 평균 굴절률 n1이 기능층(15)의 면 내 평균 굴절률 n3에 대해 커진다. 이 경우, 조건 (h)가 충족됨으로써, 굴절률 조정층(13)은 기능층(15)의 복굴절성의 정도에 따른 적절한 정도로 복굴절성을 갖게 할 수 있어, 간섭 줄무늬를 효과적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한, 전술한 조건 (a) ~ (h)의 하나 이상과 함께, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx에 있어서의 굴절률 n1x, 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy에 있어서의 굴절률 n1y, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx와 평행한 방향에 있어서의 굴절률 조정층(13)의 굴절률 n2x, 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy와 평행한 방향에 있어서의 굴절률 조정층(13)의 굴절률 n2y, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx와 평행한 방향에 있어서의 기능층(15)의 굴절률 n3x 및 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy와 평행한 방향에 있어서의 기능층(15)의 굴절률 n3y가
Figure pat00015
인 조건 (i)를 만족하는 것이 바람직하다. 조건 (i)가 만족되는 경우, 굴절률 조정층(13)과 광투과성 기재(12) 사이의 굴절률차, 및 굴절률 조정층(13)과 기능층(15) 사이의 굴절률차가 커져버리는 것을 회피할 수 있어, 결과적으로, 광투과성 기재(12)로부터 기능층(15)까지의 굴절률차를 조금씩 변화시켜 갈 수 있다. 이에 의해, 간섭 줄무늬를 효과적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
그런데, 면 내 복굴절성의 정도를 표시하는 지표로서, 리타데이션 Re가 알려져 있다. 리타데이션 Re는, 가장 값이 커지는 지상축 방향의 굴절률 nmax, 가장 값이 작아지는 진상축 방향의 굴절률 nmin 및 두께 d(단위:㎚)를 사용해서, 다음과 같이 표시된다.
Figure pat00016
JP2011-107198A에서도 개시되어 있듯이, 무지개 불균일을 방지하는 관점에서는, 적층 기재(11)가 3000㎚ 이상의 리타데이션을 갖고 있는 것이 바람직하다. 또한, 조건 (d)나 조건 (g)가 만족되는 경우에는, 광투과성 기재(12)가 3000㎚ 이상인 리타데이션을 갖는 것이 더 바람직하다. 리타데이션은, 예를 들어 오지게이소꾸기끼사 제조 KOBRA-WR을 사용해서, 측정각 0° 또한 측정 파장 589.3㎚로 설정하여, 측정된 값으로 할 수 있다. 또한, 리타데이션은 2매의 편광판을 사용해서, 필름의 배향축 방향(주축의 방향)을 구하고, 배향축 방향에 대해 직교하는 2개의 축의 굴절률(nx, ny)을 아베 굴절률계(아타고사 제조 NAR-4T)에 의해 구하였다. 여기서, 보다 큰 굴절률을 나타내는 축을 지상축이라 정의한다. 필름 두께 d(㎚)는, 전기 마이크로미터(안리쯔사 제조)를 사용해서 측정하고, 단위를 ㎚로 환산하였다. 굴절률차 (nx-ny)와 필름의 두께 d(㎚)의 곱으로부터, 리타데이션을 계산할 수도 있다.
광투과성 기재(12)의 리타데이션을 3000㎚ 이상으로 하는 관점으로부터는, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향의 굴절률 n1x와 진상축 방향의 굴절률 n1y의 차(이하, 「굴절률차 △n」으로도 표기함)는 0.05 ~ 0.20으로 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 굴절률차 △n이 0.05 미만이면 전술한 리타데이션값을 얻기 위해 필요한 막 두께가 두꺼워진다. 한편, 상기 굴절률차 △n이 0.20을 초과하면, 광투과성 기재(12)에 찢어짐, 부서짐 등이 발생하기 쉬워져, 공업 재료로서의 실용성이 현저하게 저하된다. 보다 바람직하게는, 상기 굴절률차 △n의 하한은 0.07, 상기 굴절률차 △n의 상한은 0.15이다. 또한，상기 굴절률차 △n이 0.15를 초과하는 경우, 광투과성 기재(12)의 종류에 따라서는, 내습열성 시험에서의 광투과성 기재(12)의 내구성이 뒤떨어지는 경우가 있다. 내습열성 시험에서의 우수한 내구성을 확보하는 관점으로부터는, 상기 굴절률차 △n의 보다 바람직한 상한은 0.12이다.
또한, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx에 있어서의 굴절률 n1x로서는, 1.60 ~ 1.80인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 하한은 1.65, 보다 바람직한 상한은 1.75이다. 또한, 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy에 있어서의 굴절률 n1y로서는, 1.50 ~ 1.70인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 하한은 1.55, 보다 바람직한 상한은 1.62(1.65)이다. 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx에 있어서의 굴절률 n1x 및 진상축 방향 dy에 있어서의 굴절률 n1y가 상기 범위에 있고, 또한 전술한 굴절률차 △n의 관계가 충족됨으로써, 보다 적합한 무지개 불균일의 억제 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 굴절률은 분광 광도계(시마즈 세이사꾸쇼사 제조의 UV-3100PC)를 사용해서, 파장 380 ~ 780㎚의 평균 반사율(R)을 측정하고, 얻어진 평균 반사율(R)로부터, 이하의 식을 사용해서 특정된다. 기능층(15)의 평균 반사율(R)은 접착 용이화 처리가 없는 두께 50㎛의 PET 위에 원료 조성물을 도포하여, 1 ~ 3㎛의 두께의 경화막으로 하고, PET의 원료 조성물을 도포하지 않은 면(이면)에, 이면 반사를 방지하기 위해 측정 스폿 면적보다 큰 폭의 흑색 비닐 테이프(예를 들어, 야마토 비닐 테이프 NO200-38-21 38㎜폭)를 붙이고 나서 각 도막의 평균 반사율을 측정할 수 있다. 광투과성 기재(12)의 굴절률은, 측정면과는 반대면에 마찬가지로 흑색 비닐 테이프를 붙이고 나서 측정할 수 있다. 또한, 굴절률 조정층(13)의 굴절률은, 적층 기재(11)에 있어서의 측정면과는 반대면, 즉 광투과성 기재(12) 위에 흑색 비닐 테이프를 붙이고 나서 측정할 수 있다.
Figure pat00017
또한, 전술한 아베의 굴절률계나, 닛본분꼬우(주) 제조의 「엘립소미터 M150」을 사용해서 굴절률 및 복굴절률을 측정할 수 있다.
또한，면 내에 있어서의 지상축 방향의 굴절률 nx 및 면 내에 있어서의 진상축 방향에 있어서의 굴절률 ny를 측정하는 방법으로서, 다음의 방법이 있다. 우선, 2매의 편광판을 사용해서, 측정 대상(광투과성 기재(12) 또는 굴절률 조정층(13))의 배향축 방향(주축의 방향, 즉 면 내에 있어서의 지상축의 방향 및 진상축의 방향)을 특정한다. 이어서, 측정 대상의 이면에 흑색 비닐 테이프(예를 들어, 야마토 비닐 테이프 No200-38-21 38㎜폭)를 붙인 후, 분광 광도계(V7100형, 자동 절대 반사율 측정 유닛, VAR-7010 닛본분꼬우사 제조)를 사용해서, 편광 측정의 조건을 S 편광으로 해서, S 편광의 진동 방향과 해당 측정 대상의 지상축의 방향이 평행해지는 경우의 반사율을 5회 측정하여 평균값을 산출하고, 또한 S 편광의 진동 방향과 해당 측정 대상의 진상축의 방향이 평행해지는 경우의 반사율을 5회 측정하여 평균값을 산출한다. S 편광의 진동 방향과 측정 대상의 지상축의 방향이 평행해지는 경우의 반사율의 평균값을, 다음 식의 반사율 R(%)로서, 측정 대상의 지상축 방향에 있어서의 굴절률 nx를 얻을 수 있고, 마찬가지로, S 편광의 진동 방향과 측정 대상의 진상축의 방향이 평행해지는 경우의 반사율의 평균값을, 다음 식의 반사율 R(%)로서, 측정 대상의 진상축 방향에 있어서의 굴절률 ny를 얻을 수 있다.
Figure pat00018
또한, 적층체(10)가 된 후에 기능층(15)의 굴절률을 측정하는 방법으로서는, 각 층의 경화막을 커터 등으로 깍아내어 가루 상태의 샘플을 제작하고, JISK7142(2008) B법(가루체 또는 입상의 투명 재료용)에 따른 베케법(굴절률이 기지인 카길 시약을 사용해서, 상기 가루 상태의 샘플을 슬라이드 글래스 등에 놓고, 그 샘플 위에 시약을 적하하여, 시약으로 샘플을 침지한다. 그 모습을 현미경 관찰에 의해 관찰하여, 샘플과 시약의 굴절률이 다름에 의해 샘플 윤곽에 발생하는 휘선;베케선을 육안으로 관찰할 수 없게 되는 시약의 굴절률을 샘플의 굴절률로 하는 방법)을 사용할 수 있다. 광투과성 기재(12) 및 굴절률 조정층(13)에 대해서는, 방향에 의해 굴절률이 다르므로, 베케법이 아니라, 적층 기재(11)의 처리면에 상기 흑색 비닐 테이프를 붙임으로써 평균 반사율을 측정하여 구한다.
<광투과성 기재>
이어서, 적층 기재(11)의 광투과성 기재(12)에 대해서 상세히 설명한다. 광투과성 기재(12)는 적어도 면 내 위상차를 갖는 가시광 투과성을 갖는 기재이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 광투과성 기재(12)로서, 폴리카보네이트, 시클로올레핀 중합체, 아크릴, 폴리에스테르 등으로 이루어지는 기재를 들 수 있다. 이 중, 폴리에스테르 기재는, 비용 및 기계적 강도의 면에 있어서 유리하다. 이하의 설명에서는, 폴리에스테르 기재를 예로 들어, 면 내에 복굴절률을 갖는 광투과성 기재(12)를 보다 상세히 설명한다.
상기 폴리에스테르 기재를 구성하는 재료로서는, 방향족 이염기산 또는 그의 에스테르 형성성 유도체와 디올 또는 그의 에스테르 형성성 유도체로부터 합성되는 선상 포화 폴리에스테르로 할 수 있다. 이러한 폴리에스테르의 구체예로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트), 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트를 예시할 수 있다. 또한, 폴리에스테르 기재에 사용되는 폴리에스테르는, 이들 상기 폴리에스테르의 공중합체여도 되고, 상기 폴리에스테르를 주체(예를 들어 80몰% 이상의 성분)로 하여, 적은 비율(예를 들어 20몰% 이하)의 다른 종류의 수지와 블렌드한 것이어도 된다. 폴리에스테르로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트가 역학적 물성이나 광학 물성 등의 밸런스가 좋으므로 특히 바람직하다. 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어지는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 범용성이 높아 입수가 용이하기 때문이다. 또한, PET는 투명성, 열 또는 기계적 특성이 우수하여, 연신 가공에 의해 리타데이션의 제어가 가능하고, 고유 복굴절이 커서, 막 두께가 얇아도 비교적 용이하게 큰 리타데이션이 얻어진다.
상기 폴리에스테르 기재를 얻는 방법으로서는, 예를 들어 재료의 상기 PET 등의 폴리에스테르를 용융하여, 시트 형상으로 압출하여 성형된 미연신 폴리에스테르를 유리 전이 온도 이상의 온도에 있어서 텐타 등을 사용해서 가로 연신 후, 열처리를 실시하는 방법을 들 수 있다. 상기 가로 연신 온도로서는, 80 ~ 130℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 90 ~ 120℃이다. 또한, 가로 연신 배율은 2.5 ~ 6.0배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.0 ~ 5.5배이다. 상기 가로 연신 배율이6.0배를 초과하면, 얻어지는 폴리에스테르 기재의 투명성이 저하되기 쉬워지고, 연신 배율이 2.5배 미만이면, 연신 장력도 작아지기 때문에, 얻어지는 폴리에스테르 기재의 복굴절이 작아져서, 원하는 리타데이션을 얻기 위한 막 두께가 두꺼워져버린다. 또한, 폴리에스테르 기재를 시트 형상으로 압출 성형할 때에 흐름 방향(기계 방향)에의 연신, 즉 세로 방향 연신을 행해도 된다. 이 경우, 상기 굴절률차 △n의 값을 전술한 바람직한 범위로 안정되게 확보하는 관점에서, 상기 세로 연신은, 연신 배율이 2배 이하인 것이 바람직하다. 또한，압출 성형 시에 세로 연신시키는 것 대신에, 상기 미연신 폴리에스테르의 가로 연신을 상기 조건으로 행한 후에, 세로 연신을 행하도록 해도 된다. 또한, 상기 열 처리 시의 처리 온도로서는, 100 ~ 250℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 180 ~ 245℃이다.
전술한 방법으로 제작한 폴리에스테르 기재의 리타데이션을 3000㎚ 이상으로 제어하는 방법으로서는, 연신 배율이나 연신 온도, 제작하는 폴리에스테르 기재의 막 두께를 적절히 설정하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 연신 배율이 높을수록, 연신 온도가 낮을수록, 또한 막 두께가 두꺼울수록, 높은 리타데이션을 얻기 쉬워지고, 연신 배율이 낮을수록, 연신 온도가 높을수록, 또한 막 두께가 얇을수록, 낮은 리타데이션을 얻기 쉬워진다.
상기 폴리에스테르 기재의 두께로서는, 15 ~ 500㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 15㎛ 미만이면 상기 폴리에스테르 기재의 리타데이션을 3000㎚ 이상으로 할 수 없으며, 또한 역학 특성의 이방성이 현저해져서, 찢어짐, 부서짐 등이 발생하기 쉬워져, 공업 재료로서의 실용성이 현저하게 저하되는 경우가 있다. 한편, 500㎛를 초과하면, 폴리에스테르 기재가 매우 강직해서, 고분자 필름 특유의 잘 휘어지는 성질이 저하되어, 역시 공업 재료로서의 실용성이 저하되므로 바람직하지 않다. 상기 폴리에스테르 기재의 두께의 보다 바람직한 하한은 50㎛, 보다 바람직한 상한은 400㎛이며, 또한 보다 바람직한 상한은 300㎛이다.
또한, 광투과성 기재(12)는, 가시광 영역에서의 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하고, 84% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한，상기 투과율은 JISK7361-1(플라스틱-투명 재료의 전체 광투과율의 시험 방법)에 의해 측정할 수 있다.
또한, 광투과성 기재(12)에는 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 비누화 처리, 글로우 방전 처리, 코로나 방전 처리, 자외선(UV) 처리 및 화염 처리 등의 표면 처리를 행해도 된다.
<굴절률 조정층>
이어서, 굴절률 조정층(13)에 대해서 상세히 설명한다. 굴절률 조정층(13)은, 전술한 조건 (a) ~ (i)의 하나 이상을 만족함으로써, 광투과성 기재(12)와 기능층(15) 사이에 존재하는 계면의 굴절률차를 저감시키고, 해당 계면에서의 반사를 억제하여 간섭 줄무늬를 눈에 띄지 않게 하고자 하는 것이다. 굴절률 조정층(13)은, 면 내 복굴절성을 갖고 가시광 투과성을 갖는 층이면, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 굴절률 조정층(13)은 광투과성 기재(12)와 기능층(15) 사이에서 굴절률을 조절하는 것 이외의 기능을 가져도 된다. 예를 들어, 프라이머층, 보다 구체적인 예로서, 접착 용이층으로서 기능하는 프라이머층에 면 내 굴절률차를 부여함으로써, 해당 프라이머층이 굴절률 조정층(13)을 형성하도록 해도 된다.
광투과성 기재(12) 위에 형성되는 면 내 복굴절성을 갖는 굴절률 조정층(13)은, 굴절률 이방성을 갖는 분자(예를 들어 액정 분자) 또는 화합물을 배향시켜 이루어지는 층에 의해 형성될 수 있다. 이러한 굴절률 조정층(13)은 굴절률 이방성 분자 또는 굴절률 이방성 화합물을 포함하는 조성물을 광투과성 기재(12) 위에 도포하고, 그 조성물을 경화시킴으로써 얻어진다. 일례로서, 광투과성 기재(12)가 연신 필름 등으로 이루어지고, 규칙성을 갖는 분자 배향을 갖고 있는 경우에는, 그 광투과성 기재(12) 위에 도포된 액정 분자가, 그 성질상, 광투과성 기재(12)의 분자 배향에 대응한 규칙성을 갖고 배향되게 될 수 있다. 이에 의해, 얻어진 굴절률 조정층(13)은 광투과성 기재(12)의 복굴절성에 대응한 면 내 복굴절성을 갖게 되며, 이 굴절률 조정층(13)에 의해 전술한 조건 (a) ~ (i)가 만족될 수 있다. 또한，굴절률 조정층(13) 중에 포함되는 굴절률 이방성 분자나 굴절률 이방성 화합물의 배향을 보다 안정시키는 관점에서는, 광투과성 기재(12)의 배향에만 의존하는 것은 아니고, 러빙 배향이나 광 배향에 의해, 굴절률 조정층(13) 중에 포함되는 굴절률 이방성 분자나 굴절률 이방성 화합물을 적극적으로 배향시키도록 해도 된다.
또한, 다른 방법으로서, 수지층을 연신함으로써, 면 내 복굴절성을 갖는 굴절률 조정층(13)을 얻을 수도 있다. 일반적으로, 온도 등의 조건을 조절한 다음, 수지로 이루어지는 층을 연신함으로써, 해당 수지로 이루어지는 층은 면 내 복굴절성을 나타내게 된다. 따라서，연신 전의 광투과성 기재(12) 위에 굴절률 조정층(13)을 제작하고, 광투과성 기재(12) 및 굴절률 조정층(13)을 동시에 연신함으로써, 광투과성 기재(12)에 복굴절성을 부여할 수 있음과 함께, 광투과성 기재(12)의 복굴절성에 대응한 복굴절성을 굴절률 조정층(13)에도 부여할 수 있다.
보다 구체적으로는, 우선 굴절률 조정층(13)을 이루게 되는 조성물을, 전술한 연신 전의 광투과성 기재(12) 상에 도포하고, 해당 조성물을 광투과성 기재(12) 상에서 경화시킴으로써 굴절률 조정층(13)이 얻어진다. 굴절률 조정층(13)을 이루게 되는 재료로서는, 연신에 의해 복굴절성을 나타내는 수지 재료를 넓게 사용할 수 있으며, 또한 광투과성 기재(12)에 대한 친화성이 높은 것이 바람직하다. 열가소성 또는 열경화성의 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 및 이들의 변성체 등이 굴절률 조정층(13)을 이루는 수지 재료로서 예시된다. 또한，굴절률 조정층(13)을 이루게 되는 조성물이 도포되는 광투과성 기재(12)는, 전술한 다양한 수지 필름을 사용할 수 있지만, 압출 성형 시에 기계 방향으로 저배율로 연신된 수지 필름인 것이 바람직하다. 기계 방향(광투과성 기재(12)의 압출 성형 시에 있어서의 압출 방향)에의 연신에 의해 광투과성 기재(12)의 평탄성이 확보되기 때문에, 그 광투과성 기재(12) 위에 형성되는 굴절률 조정층(13)을 균일화할 수 있다.
그 후, 광투과성 기재(12) 및 광투과성 기재(12) 위에 형성된 굴절률 조정층(13)을 포함하는 적층 기재(11)를 유리 전이점 온도 이상으로 가열한 상태에서, 기계 방향과 직교하는 가로 방향으로 연신한다. 전술한 바와 같이, 가로 방향에의 연신 배율이 세로 방향에의 연신 배율과 비교하여 매우 크게 되어 있는 경우, 광투과성 기재(12)의 연신축은 대강 가로 방향을 향해, 구체예로서 폴리에스테르 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 광투과성 기재(12)의 지상축은 대강 가로 방향으로 연장한다. 한편, 굴절률 조정층(13)은 가로 방향으로밖에 연신되고 있지 않다. 따라서，굴절률 조정층(13)이 광투과성 기재(12)보다 복굴성이 부여되기 어려운 수지 재료로 형성되어 있었다고 해도, 광투과성 기재(12)의 복굴절성에 대응한 이방성에서의 복굴절성이 어느 정도 부여되게 된다.
이상의 방법에 따르면, 광투과성 기재(12)에 복굴절성을 부여하기 위한 연신 가공에 의해, 광투과성 기재(12)뿐만 아니라, 굴절률 조정층(13)에도 복굴절성을 부여할 수 있다. 더하여, 광투과성 기재(12)와 굴절률 조정층(13)이 가열된 상태에서 연신되기 때문에, 광투과성 기재(12)와 굴절률 조정층(13)과의 접착성이 향상된다고 하는 이점을 얻을 수 있다.
굴절률 조정층(13)의 각 굴절률 n2, n2x, n2y, n2a, n2b(도 3 및 도 4 참조)에 대해서는, 이미 설명한 바와 같이 광투과성 기재(12)의 각 굴절률 n1, n1x, n1y 및 기능층(15)의 각 굴절률 n3, n3x, n3y와 관련을 갖고 적절히 설정될 수 있다. 일례로서, 광투과성 기재(12)가 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지고 기능층(15)이 하드코트층으로서 기능하는 경우, 굴절률 조정층(13)의 상기 굴절률 n2를, 1.50 ~ 1.70으로 할 수 있고, 굴절률 조정층(13)의 상기 굴절률 n2x를 1.55 ~ 1.75로 할 수 있고, 굴절률 조정층(13)의 상기 굴절률 n2y를 1.45 ~ 1.65로 할 수 있고, 굴절률 조정층(13)의 상기 굴절률 n2a를 1.51 ~ 1.69로 할 수 있고, 굴절률 조정층(13)의 상기 굴절률 n2b를 1.46 ~ 1.64로 할 수 있다.
굴절률 조정층(13)의 두께는 30㎚ 이상 10㎛ 이하로 할 수 있다. 굴절률 조정층(13)의 두께가 30㎚ 미만이 되면, 굴절률 조정층(13)의 균일성이 저하되어 버린다. 또한, 굴절률 조정층(13)의 두께의 상한은, 굴절률 조정층(13)의 기능상 특별히 설정되는 것은 아니지만, 공업상의 이유로부터 1㎛ 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
또한，굴절률 조정층(13)의 두께(경화 시)는, 예를 들어 굴절률 조정층(13)의 단면을 전자 현미경(SEM, TEM, STEM)으로 관찰함으로써 얻어진 임의의 10점의 측정값의 평균값(㎚)으로서 특정될 수 있다. 굴절률 조정층(13)의 두께가 매우 얇은 경우에는, 고배율 관찰한 것을 사진으로서 기록하고, 더 확대함으로써 측정할 수 있다. 확대한 경우, 층 계면 라인이 경계선으로서 명확하게 알 수 있을 정도로 매우 가는 선이었던 것이 굵은 선이 된다. 그 경우는, 굵은 선 폭을 이등분한 중심 부분을 경계선으로서 측정하면 된다.
<기능층, 제2 기능층>
이어서, 기능층(15) 및 제2 기능층(17)에 대해서 설명한다. 기능층(15) 및 제2 기능층(17)은, 적층체(10)에 있어서, 어떠한 기능을 발휘하는 것이 의도된 층이며, 구체적으로는, 예를 들어 하드코트성, 반사 방지성, 대전 방지성 또는 오염 방지성 등의 기능을 발휘하는 층을 들 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 적층체(10)에 포함되는 기능층의 수는, 해당 적층체의 용도 등에 따라서 1 이상의 임의의 수로 할 수 있다. 도 1에 도시된 적층체(10)에서는, 기능층(15)이 적층 기재(11)의 한쪽 면 위에 형성된 하드코트층으로 구성되어 있다. 또한, 도 2에 도시된 적층체(10)에서는, 기능층(15)이 적층 기재(11)의 한쪽 면 위에 형성된 하드코트층으로 구성됨과 함께, 제2 기능층(17)이 하드코트층의 적층 기재(11)와는 반대측의 면 위에 형성된 저굴절률층으로 구성되어 있다. 이하, 기능층(15)으로서의 하드코트층 및 제2 기능층(17)으로서의 저굴절률층에 대해서 설명한다.
하드코트층이란, 광학 필름의 내찰상성을 향상시키기 위한 층이며, 구체적으로는, JIS K5600-5-4(1999)로 규정되는 연필 경도 시험(4.9N 하중)에서 「H」이상의 경도를 갖는 층인 것이 바람직하다. 하드코트층은, 일례로서, 자외선 또는 전자선에 의해 경화하는 수지인 전리 방사선 경화형 수지와 광 중합 개시제를 함유하는 하드코트층 형성용 조성물을 적층 기재(11) 위에 도포하고, 적층 기재(11) 위에 하드코트층 형성용 조성물을 경화시킴으로써 제작될 수 있다. 이 방법으로 얻어진 하드코트층은, 광학 등방성으로 되어, 면 내 복굴절성을 갖지 않는다. 따라서，이 하드코트 층으로 이루어지는 기능층(15)의 상기 굴절률 n3, n3x, n3y는 동일값으로 된다. 구체적으로는, 하드코트층으로 이루어지는 기능층(15)의 상기 굴절률 n3, n3x, n3y를 각각 1.45 ~ 1.65로 할 수 있다. 하드코트층의 막 두께(경화 시)는 0.1 ~ 100㎛, 바람직하게는 0.5 ~ 20㎛의 범위이다. 상기 하드코트층의 막 두께는, 단면을 전자 현미경(SEM, TEM, STEM)으로 관찰하여 측정한 값이다.
하드코트층 형성용 조성물의 상기 전리 방사선 경화형 수지로서는, 예를 들어 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 화합물 등의 하나 또는 2 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다. 하나의 불포화 결합을 갖는 화합물로서는, 예를 들어 에틸(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 스티렌, 메틸스티렌, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 2 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, 또는 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.
상기 화합물 외에, 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 상기 전리 방사선 경화형 수지로서 사용할 수 있다.
상기 전리 방사선 경화형 수지는, 용제 건조형 수지(열가소성 수지 등, 도포 시공시에 고형분을 조정하기 위해 첨가한 용제를 건조시키는 것만으로 피막으로 되는 것과 같은 수지)와 병용하여 사용할 수도 있다. 용제 건조형 수지를 병용함으로써, 도포면의 피막 결함을 유효하게 방지할 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 않으며, 예를 들어 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 아세트산 비닐계 수지, 비닐에테르계 수지, 할로겐 함유 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 셀룰로오스 유도체, 실리콘계 수지 및 고무 또는 엘라스토머 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지는, 비결정성이고 또한 유기 용매(특히 복수의 중합체나 경화성 화합물을 용해 가능한 공통 용매)에 가용인 것이 바람직하다. 특히, 제막성, 투명성이나 내후성의 관점에서, 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스 유도체(셀룰로오스에스테르류 등) 등이 바람직하다.
또한, 상기 하드코트층 형성용 조성물은, 열경화성 수지를 함유하고 있어도 된다. 상기 열경화성 수지로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 페놀 수지, 요소 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 멜라민 수지, 구아나민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아미노 알키드 수지, 멜라민-요소 공축합 수지, 규소 수지, 폴리실록산 수지 등을 들 수 있다.
상기 광 중합 개시제로서는 특별히 한정되지 않고 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 상기 광 중합 개시제로서는, 구체예에는 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러벤조일벤조에이트, α-아밀옥심에스테르, 티오크산톤류, 프로피오페논류, 벤질류, 벤조인류, 아실포스핀옥시드류를 들 수 있다. 또한, 광증감제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하고, 그 구체예로서는, 예를 들어 n-부틸아민, 트리에틸아민, 폴리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다.
상기 광 중합 개시제로서는, 상기 전리 방사선 경화형 수지가 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 수지계인 경우에는, 아세토페논류, 벤조페논류, 티오크산톤류, 벤조인, 벤조인메틸에테르 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전리 방사선 경화형 수지가 양이온 중합성 관능기를 갖는 수지계인 경우에는, 상기 광 중합 개시제로서는, 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요오도늄염, 메탈로센 화합물, 벤조인술폰산에스테르 등을 단독 또는 혼합물로서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 하드코트층 형성용 조성물에 있어서의 상기 광 중합 개시제의 함유량은, 상기 전리 방사선 경화형 수지 100 질량부에 대해, 1 ~ 10 질량부인 것이 바람직하다. 1 질량부 미만이면 적층체(10)에 있어서의 하드코트층의 경도를 충분한 경도로 할 수 없는 경우가 있고, 10 질량부를 초과하면, 도설한 막의 심부까지 전리 방사선이 닿지 않게 되어 내부 경화가 촉진되지 않을 우려가 있기 때문이다. 상기 광 중합 개시제의 함유량의 보다 바람직한 하한은 2 질량부이며, 보다 바람직한 상한은 8 질량부이다. 상기 광 중합 개시제의 함유량이 이 범위에 있음으로써, 막 두께 방향으로 경도 분포가 발생하지 않고, 균일한 경도가 되기 쉬워진다.
상기 하드코트층 형성용 조성물은 용제를 함유하고 있어도 된다. 상기 용제로서는, 사용하는 수지 성분의 종류 및 용해성에 따라서 선택하여 사용할 수 있고, 예를 들어 케톤류(아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디아세톤 알코올 등), 에테르류(디옥산, 테트라히드로푸란, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 등), 지방족 탄화수소류(헥산 등), 지환식 탄화수소류(시클로헥산 등), 방향족 탄화수소류(톨루엔, 크실렌 등), 할로겐화 탄소류(디클로로메탄, 디클로로에탄 등), 에스테르류(아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸 등), 물, 알코올류(에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 시클로헥산올 등), 셀로솔브류(메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브 등), 셀로솔브 아세테이트류, 술폭시드류(디메틸술폭시드 등), 아미드류(디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등) 등을 예시할 수 있으며, 이들의 혼합 용매여도 된다.
상기 하드코트층 형성용 조성물 중에 있어서의 원료의 함유 비율(고형분)로서는 특별히 한정되지 않지만, 통상은 5 ~ 70 질량%, 특히 25 ~ 60 질량%로 하는 것이 바람직하다.
상기 하드코트층 형성용 조성물에는, 하드코트층의 경도를 높게 하는 것, 경화 수축을 억제하는 것, 굴절률을 제어하는 것, 방현성을 부여하는 것 등의 목적에 따라, 종래 공지의 분산제, 계면 활성제, 대전 방지제, 실란 커플링제, 증점제, 착색 방지제, 착색제(안료, 염료), 소포제, 레벨링제, 난연제, 자외선 흡수제, 접착 부여제, 중합 금지제, 산화 방지제, 표면 개질제, 윤활제 등이 첨가되어 있어도 된다.
또한, 상기 하드코트층 형성용 조성물은 광증감제를 혼합하여 사용해도 되고, 그 구체예로서는, 예를 들어 n-부틸아민, 트리에틸아민, 폴리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다.
상기 하드코트층 형성용 조성물의 제조 방법으로서는 각 성분을 균일하게 혼합할 수 있으면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 페인트 셰이커, 비즈밀, 니이더, 믹서 등의 공지의 장치를 사용해서 행할 수 있다.
또한, 상기 하드코트층 형성용 조성물을 적층 기재(11) 위에 도포하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 스핀 코트법, 침지법, 스프레이법, 다이코트법, 바코트법, 롤코터법, 메니스커스 코터법, 플렉소 인쇄법, 스크린 인쇄법, 피드 코터법 등의 공지의 방법을 들 수 있다.
상기 적층 기재(11) 위에 상기 하드코트층 형성용 조성물을 도포하여 형성한 도막은, 필요에 따라 가열 및/또는 건조시키고, 활성 에너지선 조사 등에 의해 경화시키는 것이 바람직하다.
상기 활성 에너지선 조사로서는, 자외선 또는 전자선에 의한 조사를 들 수 있다. 상기 자외선원의 구체예로서는, 예를 들어 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크등, 블랙 라이트 형광등, 메탈 할라이드 램프등 등의 광원을 들 수 있다. 또한, 자외선의 파장으로서는, 190 ~ 380㎚의 파장 영역을 사용할 수 있다. 전자선원의 구체예로서는, 코크로프트월턴형, 반데그라프트형, 공진 변압기형, 절연 코어 변압기형, 또는 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 각종 전자선 가속기를 들 수 있다.
이어서 저굴절률층은, 외부로부터의 광(예를 들어 형광등, 자연광 등)이 적층체(10)의 표면에서 반사할 때, 그 반사율을 낮게 한다고 하는 역할을 하는 층이다. 상기 저굴절률층은, 그의 굴절률이 하드코트층보다 작고, 또한 공기보다 큰 것이다. 구체적으로는, 저굴절률층의 굴절률은, 1.1 ~ 2.0의 범위 내인 것이 바람직하고, 1.2 ~ 1.8의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 1.3 ~ 1.6의 범위 내인 것이 더 바람직하다. 저굴절률층의 굴절률이 상기 범위 내인 경우, 적층체(10)에의 투영을 효과적 방지할 수 있다. 또한, 저굴절률층의 굴절률은, 저굴절률층 내에서, 적층체(10)의 내부 측으로부터, 적층체(10)의 표면 측을 향해, 완만하게 굴절률이 공기의 굴절률을 향해 변화하고 있는 것이어도 된다.
상기 저굴절률층에 사용되는 재료로서는, 전술한 굴절률을 갖는 저굴절률층을 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 전술한 하드코트층 형성용 조성물에서 설명한 수지 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 또한 상기 저굴절률층은, 상기 수지 재료에 더하여, 실리콘 함유 공중합체, 불소 함유 공중합체 및 미립자를 함유함으로써 굴절률을 조정할 수 있다. 상기 실리콘 함유 공중합체로서는, 예를 들어 실리콘 함유 비닐리덴 공중합체를 들 수 있다. 또한, 상기 불소 함유 공중합체의 구체예로서는, 예를 들어 불화비닐리덴과 헥사플루오로프로필렌을 함유하는 단량체 조성물을 공중합함으로써 얻어지는 공중합체를 들 수 있다. 또한, 상기 미립자로서는, 예를 들어 실리카 미립자, 아크릴 미립자, 스티렌 미립자, 아크릴 스티렌 공중합 미립자, 공극을 갖는 미립자를 들 수 있다. 또한，「공극을 갖는 미립자」란, 미립자의 내부에 기체가 충전된 구조 및/또는 기체를 포함하는 다공질 구조체를 형성하고, 미립자 본래의 굴절률에 비해 미립자 중 기체의 점유율에 반비례하여 굴절률이 저하되는 미립자를 의미한다.
또한，여기에서는 기능층(15)이 하드코트층으로서 구성되며, 제2 기능층(17)이 저굴절률층으로서 구성된 예를 나타냈지만, 이들 예에 한정되지 않고, 적층체(10)가 하드코트층 및 저굴절률층 중 적어도 한쪽에 더하거나 혹은 하드코트층 및 저굴절률층 중 적어도 한쪽 대신에, 대전 방지층, 방현층, 오염 방지층 등의 다른 기능을 갖는 층을 포함하도록 해도 된다.
대전 방지층은, 예를 들어 상기 하드코트층 형성용 조성물 중에 대전 방지제를 함유시킴으로써 형성할 수 있다. 상기 대전 방지제로서는 종래 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 제4급 암모늄염 등의 양이온성 대전 방지제나, 주석 도프 산화인듐(ITO) 등의 미립자나, 도전성 중합체 등을 사용할 수 있다. 상기 대전 방지제를 사용하는 경우, 그의 함유량은 전체 고형분의 합계 질량에 대해 1 ~ 30 질량%인 것이 바람직하다.
또한, 방현층은, 예를 들어 상기 하드코트층 형성용 조성물 중에 방현제를 함유시킴으로써 형성할 수 있다. 상기 방현제로서는 특별히 한정되지 않고 공지의 무기계 또는 유기계의 각종 미립자를 사용할 수 있다. 상기 미립자의 평균 입경으로서는 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 0.01 ~ 20㎛ 정도로 하면 된다. 또한, 상기 미립자의 형상은, 진구 형상, 타원 형상 등 중 어느 하나여도 되고, 바람직하게는 진구 형상의 것을 들 수 있다.
상기 미립자는 방현성을 발휘하는 것이며, 바람직하게는 투명성의 미립자이다. 이러한 미립자의 구체예로서는, 무기계이면, 예를 들어 실리카 비즈, 유기계이면, 예를 들어 플라스틱 비즈를 들 수 있다. 상기 플라스틱 비즈의 구체예로서는, 예를 들어 스티렌 비즈(굴절률 1.60), 멜라민 비즈(굴절률 1.57), 아크릴 비즈(굴절률 1.49), 아크릴스티렌비즈(굴절률 1.54), 폴리카보네이트 비즈, 폴리에틸렌 비즈 등을 들 수 있다.
상기 오염 방지층은, 액정 표시 장치의 최표면에 오염물(지문, 수성 또는 유성의 잉크류, 연필 등)이 부착되기 어렵거나, 또는 부착된 경우에도 용이하게 닦아낼 수 있다고 하는 역할을 담당하는 층이다. 또한, 상기 오염 방지층의 형성에 의해, 액정 표시 장치에 대해 오염 방지성과 내찰상성의 개선을 도모하는 것도 가능하게 된다. 상기 오염 방지층은, 예를 들어 오염 방지제 및 수지를 포함하는 조성물에 의해 형성할 수 있다.
상기 오염 방지제는, 액정 표시 장치의 최표면의 오염 방지를 주된 목적으로 하는 것이며, 액정 표시 장치에 내찰상성을 부여할 수 있다. 상기 오염 방지제로서는, 예를 들어 불소계 화합물, 규소계 화합물, 또는 이들의 혼합 화합물을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 2-퍼플루오로옥틸에틸트리아미노실란 등의 플루오로알킬기를 갖는 실란 커플링제 등을 들 수 있으며, 특히 아미노기를 갖는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 전술한 하드코트층 형성용 조성물에서 예시한 수지 재료를 들 수 있다.
상기 오염 방지층은, 예를 들어 전술한 하드코트층 위에 형성할 수 있다. 특히, 오염 방지층이 최표면이 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기 오염 방지층은, 예를 들어 하드코트층 자신에게 오염 방지 성능을 부여함으로써 대체할 수도 있다.
<적층 기재 및 적층체에 대해서>
일 실시 형태로서 이상에서 설명한 적층 기재(11) 및 적층체(10)에 의하면, 적층 기재(11) 위에 설치된 기능층(15)과 적층 기재(11)의 광투과성 기재(12) 사이에, 굴절률 조정층(13)이 설치되어 있다. 이 굴절률 조정층(13)의 굴절률은, 면 내 복굴절성을 갖고 있으며, 마찬가지로 면 내 복굴절성을 갖는 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx 및 진상축 방향 dy의 양 방향을 따른 굴절률을, 광투과성 기재(12)와 기능층(15) 사이에서 조정하고 있다. 보다 구체적으로는, 광투과성 기재(12)와 기능층(15) 사이에, 광투과성 기재(12)의 지상축 방향 dx에 있어서의 굴절률이 크게 변화하는 광학 계면이 존재하지 않고, 또한 광투과성 기재(12)의 진상축 방향 dy에 있어서의 굴절률이 크게 변화하는 광학 계면도 존재하지 않게 되어 있다. 즉, 광투과성 기재(12)와 기능층(15) 사이에, 굴절률차가 크기 때문에 반사율이 높아져버리는 계면이 존재하지 않게 된다. 따라서，기능층(15) 측으로부터 적층체(10) 내에 입사한 광이, 면 내 복굴절성을 갖는 광투과성 기재(12)에 도달할 때까지 반사해 버리는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 의해, 적층체(10)의 표면에서 반사하는 광과 적층체(10)의 내부에서 반사하는 광의 간섭에 기인하여 시인될 수 있게 되는 간섭 줄무늬를 효과적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한, 광투과성 기재(12)의 리타데이션을 3000㎚ 이상으로 설정함으로써, 무지개 불균일을 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 따라서，여기에서 설명한 적층 기재(11) 및 적층체(10)에 의하면, 무지개 불균일 및 간섭 줄무늬 양쪽을 효과적으로 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한, 굴절률 조정층(13)이 프라이머층에 의해 실현되도록 하면, 실질적인 재료비의 증가나 제조 공정의 증가 등을 발생시키지 않고, 전술한 유용한 작용 효과를 확보할 수 있다. 단 이러한 예에 한정되지 않고, 광투과성 기재(12)와 굴절률 조정층(13) 사이 및 굴절률 조정층(13)과 기능층(15) 사이 중 적어도 한쪽에, 두께가 30㎚ 미만인 프라이머층을 굴절률 조정층(13)과는 별도로 설치하도록 해도 된다. 두께가 30㎚ 미만인 프라이머층을 설치한 경우에도, 전술한 굴절률 조정층(13)에 의한 간섭 줄무늬를 눈에 띄지 않게 하는 작용 효과가 유효하게 발휘되고, 또한 예를 들어 프라이머층에 기인한 접착 용이 작용을 기대할 수 있다.
《편광판》
적층 기재(11) 및 적층체(10)는 예를 들어 편광판(20)에 내장하여 사용할 수 있다. 도 5는 도 1에 도시된 적층체(10) 및 적층 기재(11)를 내장한 편광판(20)의 개략 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 편광판(20)은 적층체(10)와, 편광 소자(21)와, 보호 필름(22)을 구비하고 있다. 편광 소자(21)는 적층 기재(11)에 있어서의 기능층(15)이 형성되어 있는 면과는 반대측의 면에 형성되어 있다. 보호 필름(22)은, 편광 소자(21)의 적층체(10)가 설치되어 있는 면과는 반대측의 면에 설치되어 있다. 보호 필름(22)은 위상차 필름이어도 된다.
편광 소자(21)로서는, 예를 들어 요오드 등에 의해 염색하고, 연신한 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체계 비누화 필름 등을 들 수 있다.
《액정 표시 패널》
적층 기재(11), 적층체(10) 및 편광판(20)은, 액정 표시 패널에 내장하여 사용할 수 있다. 도 6은 도 1에 도시된 적층체(10) 및 적층 기재(11), 및 도 5에 도시된 편광판(20)을 내장한 액정 표시 패널(30)의 개략 구성도이다.
도 6에 도시하는 액정 표시 패널은, 광원측(백라이트 유닛측)으로부터 관찰자측을 향해서, 트리아세틸셀룰로오스 필름(TAC 필름) 등의 보호 필름(31), 편광 소자(32), 위상차 필름(33), 접착제층(34), 액정셀(35), 접착제층(36), 위상차 필름(37), 편광 소자(21), 적층체(10)의 순으로 적층된 구조를 갖고 있다. 액정 셀(35)은 2매의 유리 기재 사이에, 액정층, 배향막, 전극층, 컬러 필터 등을 배치한 것이다.
위상차 필름(33, 37)으로서는, 트리아세틸셀룰로오스 필름이나 시클로올레핀폴리머 필름을 들 수 있다. 위상차 필름(37)은 보호 필름(22)과 동일해도 된다. 접착제층(34, 36)을 구성하는 접착제로서는 감압 접착제(PSA)를 들 수 있다.
《화상 표시 장치》
적층 기재(11), 적층체(10), 편광판(20), 액정 표시 패널(30)은 화상 표시 장치에 내장하여 사용할 수 있다. 화상 표시 장치로서는, 예를 들어 액정 디스플레이(LCD), 음극선관 표시 장치(CRT), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(ELD), 필드 에미션 디스플레이(FED), 터치 패널, 태블릿 PC, 전자 페이퍼 등을 들 수 있다. 도 7은 도 1에 도시된 적층체(10) 및 적층 기재(11), 도 5에 도시된 편광판(20), 및 도 6에 도시된 액정 표시 패널(30)을 내장한 화상 표시 장치(40)의 일례인 액정 디스플레이의 개략 구성도이다.
도 7에 도시하는 화상 표시 장치(40)는 액정 디스플레이이다. 화상 표시 장치(30)는 백라이트 유닛(41)과, 백라이트 유닛(41)보다 관찰자측에 배치된, 적층체(10)를 구비하는 액정 표시 패널(30)로 구성되어 있다. 백라이트 유닛(41)으로서는, 공지의 백라이트 유닛을 사용할 수 있다.
《그 밖의 용도》
또한, 전술한 적층 기재(11) 및 적층체(10)는, 화상 표시 장치(30)의 표시면 위에 직접 배치되는 용도 이외의 용도로서, 터치 패널 센서를 통해 화상 표시 장치(30) 위에 설치되도록 해도 된다. 이 예에 있어서는, 미리 터치 패널 센서 상에 직접 또는 다른 부재를 개재하여 적층 기재(11) 또는 적층체(10)를 배치하여 이루어지는 터치 패널 장치를 준비해 두고, 이 터치 패널 장치를 화상 표시 장치 위에 설치해도 된다.
또한, 전술한 적층 기재(11) 및 적층체(10)는 간섭 줄무늬의 발생이 방지되어야 할 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예를 들어, 적층 기재(11) 및 적층체(10)가 시계나 미터류 등의 기기의 표시부의 창재로서도 사용될 수 있다.
<실시예>
본 발명을 상세히 설명하기 위해서, 이하에 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이들 기재에 한정되지 않는다.
이하에 설명하도록 하여, 실시예 1, 2, 및 비교예 1에 따른 적층체를 제작하였다. 제작된 각 적층체에 대해서, 간섭 줄무늬의 발생 및 무지개 불균일의 발생을 조사하였다.
(실시예 1)
폴리에틸렌테레프탈레이트 재료를 290℃에서 용융하여, 필름 형성 다이를 통해서 시트 형상으로 압출하고, 수냉 냉각한 회전 급냉 드럼 위에 밀착시켜서 냉각하여 미연신 필름을 제작하였다. 이 미연신 필름을 2축 연신 시험 장치(도요세끼 제조)로 120℃에서 1분간 예열한 후, 120℃에서 연신 배율 4.5배로 연신한 후, 그 연신 방향과는 90도의 방향으로 연신 배율 1.5배로 연신을 행하고, n1x=1.70, n1y=1.60, 막 두께 80㎛, 리타데이션=8000㎚인 광투과성 기재를 얻었다.
광투과성 기재 상에 광 중합성 액정 화합물을, 시클로헥사논과 n-프로필알코올의 혼합 용매(용매비 9:1)로 20질량% 용해시켜, 광 중합 개시제 Irg184(치바스페셜티케미컬즈(주))를 고형분에 대해 5% 첨가한 잉크를, 바코터에 의해, 건조 후의 막 두께가 0.5㎛가 되도록 도포 시공하였다. 계속해서, 70℃에서 4분간 가열하여 용제를 건조 제거함과 함께, 그 광 중합성 액정 화합물을 배향시키고, 또한 도포 시공면에 자외선을 조사함으로써, 상기 광 중합성 액정 화합물을 고정화하여, n2x=1.60, n2y=1.55의 굴절률 조정층을 적층하였다.
이어서, 기능층으로서, 광학적으로 등방성인, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(PETA)를, MIBK 용매에 30 질량% 용해시켜, 광 중합 개시제 Irg184(치바스페셜티케미컬즈(주))를 고형분에 대해 5% 첨가한 잉크를, 바코터에 의해, 건조 후의 막 두께가 5㎛가 되도록 도포 시공하였다. 계속해서, 70℃에서 2분간 가열하여 용제를 제거하고, 도포 시공면에 자외선을 조사함으로써 고정화하고, n3x=n3y=1.50의 기능층을 적층하여, 실시예 1에 따른 적층체를 얻었다.
(실시예 2)
폴리에틸렌테레프탈레이트 재료를 290℃에서 용융하여, 필름 형성 다이를 통해서 시트 형상으로 압출하고, 수냉 냉각한 회전 급냉 드럼 위에 밀착시켜서 냉각하여 미연신 필름을 제작하였다. 이 미연신 필름을 2축 연신 시험 장치(도요세끼 제조)로 120℃에서 1분간 예열한 후, 120℃에서 연신 배율 4.5배로 연신한 후, 그 연신 방향과는 90도 방향으로 연신 배율 1.5배로 연신을 행하고, n1x=1.70, n1y=1.60, 막 두께 33㎛, 리타데이션=3300㎚인 광투과성 기재를 얻었다. 얻어진 광투과성 기재 상에, 실시예 1과 동일하게 하여 굴절률 조정층 및 기능층을 형성하여, 실시예 2에 따른 적층체를 얻었다. 즉, 실시예 2에 따른 적층체는, 실시예 1에 따른 적층체와 광투과성 기재의 두께가 다르다.
(비교예 1)
실시예 1의 굴절률 조정층의 변화에, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트:오산화안티몬=7:3으로 이루어지는 중간층을 사용한 것 이외에는, 실시예 1에 따른 적층체와 마찬가지의 방법으로 비교예 1에 따른 적층체를 제작하였다. 비교예 1에 따른 적층체의 중간층은 광학적으로 등방성이며, n2x=n2y=1.575였다.
(참고예 1)
폴리에틸렌테레프탈레이트 재료를 290℃에서 용융하여, 필름 형성 다이를 통해서 시트 형상으로 압출하고, 수냉 냉각한 회전 급냉 드럼 위에 밀착시켜서 냉각하여 미연신 필름을 제작하였다. 이 미연신 필름을 2축 연신 시험 장치(도요세끼 제조)로 120℃에서 1분간 예열한 후, 120℃에서 연신 배율 4.5배로 연신한 후, 그 연신 방향과는 90도 방향으로 연신 배율 1.5배로 연신을 행하고, n1x=1.70, n1y=1.60, 막 두께 28㎛, 리타데이션=2800㎚인 광투과성 기재를 얻었다. 얻어진 광투과성 기재 위에, 실시예 1과 동일하게 하여 굴절률 조정층 및 기능층을 형성하여, 참고예 1에 따른 적층체를 얻었다. 즉, 실시예 2에 따른 적층체는, 실시예 1에 따른 적층체와 광투과성 기재의 두께가 다르다.
(광투과 기재의 굴절률과 리타데이션의 측정)
광투과 기재의 굴절률과 리타데이션은 다음과 같이 하여 측정하였다. 우선, 연신 후의 광투과 기재를, 2매의 편광판을 사용해서, 필름의 배향축 방향을 구하고, 배향축 방향에 대해 직교하는 2개의 축의 파장 590㎚에 대한 굴절률(nx, ny)을, 아베 굴절률계(아타고사 제조 NAR-4T)에 의해 구하였다. 여기서, 보다 큰 굴절률을 나타내는 축을 지상축이라 정의한다. 필름 두께 d(㎚)는, 전기 마이크로미터(안리쯔사 제조)를 사용해서 측정하고, 단위를 ㎚로 환산하였다. 굴절률차(n1x-n1y)와, 필름의 두께 d(㎚)의 곱으로부터, 리타데이션을 계산하였다.
(굴절률 조정층의 굴절률의 측정)
굴절률 조정층의 굴절률은 다음과 같이 하여 측정하였다. 실시예 1 및 2에 사용한 광 중합성 액정 화합물의 경우, 광학적으로 등방성인 유리 기판 위에 배향막 재료인 폴리이미드를 도포하여 러빙 처리를 실시한다. 이 기재 위에 광 중합성 액정 화합물을, 시클로헥사논과 n-프로필알코올의 혼합 용매(용매비 9:1)에 20질량% 용해시킨 잉크를, 스핀 코터에 의해, 건조 후의 막 두께가 1um가 되도록 도포하였다. 계속해서, 70℃에서 4분간 가열하여 용제를 건조 제거함과 함께, 그 광 중합성 액정 화합물을 배향시키고, 또한 도포 시공면에 자외선을 조사함으로써, 상기 광 중합성 액정 화합물을 고정화하여 얻은 굴절률 조정층을, 광투과 기재와 마찬가지의 방법으로, 굴절률을 측정하였다.
(복굴절을 갖는지 여부의 판단)
복굴절을 갖는지 여부는 다음과 같이 하여 판단하였다. 오지게이소꾸기끼제 KOBRA-WR을 사용해서, 측정각 0° 또한 측정 파장 589.3㎚로 설정하여 면 내 위상차를 측정하고, 면 내 위상차가 20㎚ 미만인 것은 복굴절을 갖지 않는다고 판단하고, 20㎚ 이상의 것은 복굴절을 갖는다고 판단하였다.
(등방성인 재료의 굴절률 측정)
등방성인 재료(중간층 및 기능층)의 굴절률은 아베 굴절률계(아타고사 제조 NAR-4T)에 의해 측정하였다.
(간섭 줄무늬 평가)
각 적층체에 있어서의 간섭 줄무늬의 발생을 다음과 같이 하여 평가하였다. 후나테크사 제조의 간섭 줄무늬 검사 램프(Na 램프)를 사용해서, 육안으로, 얻어진 방현성 필름의 간섭 줄무늬의 유무를 검사하여, 하기 기준으로 평가하였다. 얻어진 방현성 필름은, 도포 시공면의 반대측을 흑색 잉크로 전부 칠하고, 도포 시공면에 간섭 줄무늬 검사 램프를 비추어서, 반사 관찰로 평가를 행하였다.
○:간섭 줄무늬가 관찰되지만, 매우 얇아, 실사용 상 문제없는 수준.
×:간섭 줄무늬가 확실하게 관찰된다.
(무지개 불균일 평가)
각 샘플에 있어서의 무지개 불균일의 발생을 다음과 같이 하여 평가하였다. 각 적층 기재를, LED 백라이트 액정 모니터(FLATORON IPS226V(LG Electronics Japan사 제조))의 관찰자측의 편광 소자 상에 배치하여, 액정 표시 장치를 제작하였다. 또한，폴리에스테르 기재의 지상축과 액정 모니터의 관찰자측의 편광 소자의 흡수축의 이루는 각도가 45°가 되도록 배치하였다. 그리고, 암소 및 명소(액정 모니터 주변 조도 400럭스)로, 정면 및 경사 방향(약 50도)으로부터 육안 및 편광 선글라스 너머로 표시 화상의 관찰을 행하여, 무지개 불균일의 유무를 이하의 기준에 따라 평가하였다. 편광 선글라스 너머의 관찰은, 육안보다 매우 엄격한 평가법이다. 관찰은 10인이 행하여, 최다수의 평가를 관찰 결과로 하고 있다.
◎:무지개 불균일이 관측되지 않는다.
○:무지개 불균일이 관측되지만, 실사용 상 문제없는 수준.
×:무지개 불균일이 강하게 관측된다.
간섭 줄무늬 및 무지개 불균일의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pat00019

Claims (16)

  1. 한쪽 면 위에 기능층을 형성하여 적층체를 이루는 적층 기재이며,
    면 내 복굴절성을 갖는 광투과성 기재와,
    상기 광투과성 기재와 적층되어 면 내 복굴절성을 갖는 굴절률 조정층으로서, 상기 광투과성 기재와 상기 기능층 사이에 위치하게 되는 굴절률 조정층을 구비하고,
    상기 광투과성 기재의 면 내에 있어서의 가장 굴절률이 큰 방향인 지상축 방향에 있어서의 굴절률 n1x, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2x 및 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과 평행해지는 방향에 있어서의 상기 기능층의 굴절률 n3x가
    Figure pat00020

    인 관계를 만족하고,
    상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향에 직교하는 진상축 방향에 있어서의 굴절률 n1y, 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2y 및 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행해지는 방향에 있어서의 상기 기능층의 굴절률 n3y가
    Figure pat00021

    인 관계를 만족하는 적층 기재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2x 및 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2y가
    Figure pat00022

    인 관계를 만족하는 적층 기재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향에 있어서의 굴절률 n1x, 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향에 있어서의 굴절률 n1y, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2x 및 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2y가
    Figure pat00023

    인 관계를 만족하는 적층 기재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적층 기재를 법선 방향으로부터 관찰한 경우에, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과, 상기 굴절률 조정층의 면 내에 있어서의 가장 굴절률이 큰 방향인 상기 굴절률 조정층의 지상축의 방향에 의해 이루어지는 각도의 크기가 45° 미만인 적층 기재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향이, 상기 굴절률 조정층의 면 내에 있어서의 가장 굴절률이 큰 방향인 상기 굴절률 조정층의 지상축 방향과 평행하게 되어 있는 적층 기재.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향에 있어서의 굴절률 n1x, 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향에 있어서의 굴절률 n1y, 상기 굴절률 조정층의 면 내에 있어서의 가장 굴절률이 큰 방향인 상기 굴절률 조정층의 지상축 방향에 있어서의 굴절률 n2a 및 상기 굴절률 조정층의 상기 지상축 방향에 직교하는 상기 굴절률 조정층의 진상축 방향에 있어서의 굴절률 n2b가
    Figure pat00024

    인 관계를 만족하는 적층 기재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향에 있어서의 상기 굴절률 n1x, 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향 dx와 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2x 및 상기 광투과성 기재의 상기 지상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 기능층의 굴절률 n3x가
    Figure pat00025

    인 관계를 만족하고,
    상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향에 있어서의 굴절률 n1y, 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 굴절률 조정층의 굴절률 n2y 및 상기 광투과성 기재의 상기 진상축 방향과 평행한 방향에 있어서의 상기 기능층의 굴절률 n3y가
    Figure pat00026

    인 관계를 만족하는 적층 기재.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적층 기재가 3000㎚ 이상의 리타데이션을 갖는 적층 기재.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 기재가 3000㎚ 이상의 리타데이션을 갖는 적층 기재.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 적층 기재와,
    상기 적층 기재의 한쪽 면 위에 형성된 기능층을 구비하고,
    상기 굴절률 조정층이 상기 광투과성 기재와 상기 기능층 사이에 위치하고 있는 적층체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기능층은 하드코트층인 적층체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 기능층의 상기 적층 기재측과는 반대측에 설치된 제2 기능층을 더 구비하는 적층체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 기능층이 상기 기능층보다 낮은 굴절률을 갖는 저굴절률층인 적층체.
  14. 편광 소자와,
    제1항에 기재된 적층 기재 또는 제10항에 기재된 적층체를 구비하는 편광판.
  15. 제1항에 기재된 적층 기재, 제10항에 기재된 적층체 또는 제14항에 기재된 편광판을 구비하는 액정 표시 패널.
  16. 제1항에 기재된 적층 기재, 제10항에 기재된 적층체 또는 제14항에 기재된 편광판을 구비하는 화상 표시 장치.
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