KR20150100663A - 광학 적층체, 이것을 사용한 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

광학 적층체, 이것을 사용한 편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크릴 기재 상에 수지층을 갖는 광학 적층체에 있어서, 간섭 줄무늬의 발생을 억제하고, 또한 아크릴 기재와 수지층과의 밀착성을 향상시키는 것, 및 이 광학 적층체를 효율적으로 제조하는 방법을 제공한다. 아크릴 기재의 한쪽 면 상에 수지층을 갖는 광학 적층체이며, 상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 아크릴 기재-수지층 계면이, 산부 및 골부를 갖는 능선을 나타내고, 상기 광학 적층체의 두께 방향에 수직인 방향으로 잰 기준 길이 30㎛에 있어서의 상기 능선의 길이가 31 내지 45㎛인 제1항에 기재된 광학 적층체.

Description

광학 적층체, 이것을 사용한 편광판 및 화상 표시 장치{OPTICAL LAYERED OBJECT, POLARIZER OBTAINED USING SAME, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 적층체, 이것을 사용한 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
화상 표시 장치에 있어서, LCD, 터치 패널을 탑재한 LCD나 EL, 전자 페이퍼 등은 전력 절약, 경량, 박형 등과 같은 특징을 갖고 있는 점에서, 종래의 CRT 디스플레이 대신에, 최근 들어 급속하게 보급되고 있다.
이러한 화상 표시 장치의 표면이나 내부에 사용하는 광학 적층체는, 통상적으로 취급 시에 흠집이 나지 않도록 경도를 부여할 것이 요구되는 점에서, 광투과성 기재 상에 하드 코팅층 등을 형성함으로써, 경도를 부여하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 예를 들어 LCD에 있어서는, 액정 셀의 화상 표시면측에 편광 소자가 배치되어 있고, 편광판 보호 필름으로서, 광투과성 기재 상에 하드 코팅층을 형성한 하드 코팅 필름을 이용함으로써, 화상 표시면에 경도를 부여하는 것이 일반적으로 이루어지고 있다.
종래, 이러한 하드 코팅 필름의 광투과성 기재로서, 트리아세틸셀룰로오스로 대표되는 셀룰로오스에스테르를 포함하는 필름이 사용되고 있었다. 이것은, 셀룰로오스에스테르는 투명성, 광학 등방성이 우수하고, 면 내에 거의 위상차를 갖지 않기(리타데이션값이 낮기) 때문에, 입사 직선 편광의 진동 방향을 변화시키는 일이 매우 적어, 액정 표시 장치의 표시 품질에 대한 영향이 적은 점이나, 적당한 투수성을 갖는 점에서, 광학 적층체를 사용하여 이루어지는 편광판을 제조했을 때 편광자에 잔류된 수분을, 광학 적층체를 통하여 건조시킬 수 있다는 등의 이점에 기초하는 것이다.
그러나, 셀룰로오스에스테르 필름은 비용적으로는 불리한 소재이며, 또한, 내습, 내열성이 충분하지 않아, 셀룰로오스에스테르 필름을 기재로 하는 하드 코팅 필름을 편광판 보호 필름으로서 고온 다습한 환경 하에서 사용하면, 편광 기능이나 색상 등의 편광판 기능을 저하시킨다는 결점이 있었다.
이러한 셀룰로오스에스테르 필름의 문제점으로부터, 투명성, 내열성, 기계 강도가 우수하고, 또한, 셀룰로오스에스테르 필름에 비하여 저렴하여 시장에서 입수가 용이한 아크릴 수지를 주성분으로 하는 투명 플라스틱 기재를 사용하는 것이 제안되고 있다.
그러나, 아크릴 수지를 주성분으로 하는 기재의 편면 또는 양면에 하드 코팅층을 형성한 광학 적층체에서는, 아크릴 기재와 하드 코팅층과의 밀착성이 떨어진다는 문제가 있었다. 또한, 아크릴 기재와 하드 코팅층과의 사이에 굴절률 차가 발생하여, 당해 광학 적층체를 사용하여 편광판 등을 형성한 경우, 간섭 줄무늬가 발생하여 외관 불량이 된다는 등의 문제도 있었다.
이러한 문제점에 대하여, 예를 들어 특허문헌 1에는, 기재 필름에 코로나 방전 처리, 산화 처리 등의 물리적인 처리 이외에, 앵커제 또는 프라이머라고 불리는 도료의 도포를 행한 후, 하드 코팅층을 형성함으로써, 기재 필름과 하드 코팅층과의 밀착성의 향상을 도모하는 것이 개시되어 있다. 또한, 예를 들어 특허문헌 2에는, 기재 필름과 하드 코팅층과의 계면에 요철을 형성하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 이들 방법에서는, 하드 코팅 필름의 제조에 필요한 공정이 증가하고, 특별한 처리를 할 필요가 있는 점에서, 생산성이 떨어진다.
일본 특허 공개 제2011-81359호 공보 일본 특허 공개 평8-197670호 공보
또한, 아크릴 기재는, 종래 자주 사용되고 있는 셀룰로오스에스테르 필름이나 폴리에스테르계 필름과 비교하여, 일반적으로 사용할 수 있는 용제 전부가 기재를 팽윤하는 힘이 있고, 오히려 용제에 따라서는 기재가 팽윤의 영향을 강하게 받기 쉬워, 가공 시에 기재 자신이 끊어지는 등의 문제가 있어, 종래의 투명 플라스틱 기재에서 알려져 있는 기술은, 그대로 아크릴 기재에는 사용할 수 없다는 문제도 있었다.
본 발명은 이러한 상황 하에서, 아크릴 기재 상에 수지층을 갖는 광학 적층체에 있어서, 비교적 적은 제조 공정으로 얻어지고, 아크릴 기재 자신이 끊어지는 일 없이 제조 가공이 가능하며, 또한, 간섭 줄무늬의 발생을 억제하고, 또한 아크릴 기재와 수지층과의 밀착성이 우수한 광학 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 아크릴 기재의 한쪽 면 상에 수지층을 갖는 광학 적층체에 있어서, 아크릴 기재-수지층 계면에 특정한 형상의 요철을 형성함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내었다. 본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 완성한 것이다.
즉, 본 발명은 이하의 발명을 제공하는 것이다.
[1] 아크릴 기재의 한쪽 면 상에 수지층을 갖는 광학 적층체이며, 상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 아크릴 기재-수지층 계면이, 산부 및 골부를 갖는 능선을 나타내고, 상기 광학 적층체의 두께 방향에 수직인 방향으로 잰 기준 길이 30㎛에 있어서의 상기 능선의 길이가 31 내지 45㎛인 광학 적층체.
[2] 상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 광학 적층체의 두께 방향에 수직인 방향으로 잰 기준 길이 30㎛에서, 아크릴 기재-수지층 계면의 골부 중, 가장 깊은 골부의 밑바닥부터 깊은 순서대로 3번째까지의 평균 깊이를 기준 깊이로 하고, 이어서 아크릴 기재-수지층 계면의 산부 중, 가장 높은 산 정상부터 높은 순서대로 3번째까지의 평균 높이를 기준 높이로 하여, 상기 기준 높이와 기준 깊이의 고저차가 0.3 내지 3.5㎛인 [1]에 기재된 광학 적층체.
[3] 상기 능선의 평균 경사각 θa가 15 내지 48°인 [1] 또는 [2]에 기재된 광학 적층체.
[4] 상기 능선이 나타내는 요철의 평균 간격 Sm이 0.5 내지 7㎛인 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
[5] 편광막 중 적어도 한쪽의 면에 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 적층하여 이루어지는 편광판.
[6] [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체 및/또는 [5]에 기재된 편광판을 구비하는 화상 표시 장치.
본 발명의 광학 적층체는, 아크릴 기재 상에 수지층을 갖고, 비교적 적은 제조 공정으로 얻어지며, 간섭 줄무늬의 발생이 억제되고, 또한 아크릴 기재와 수지층의 밀착성이 우수한 것이다.
도 1은 본 발명의 광학 적층체의 일 형태의 단면을 도시하는 주사형 투과 전자 현미경 사진(STEM)이다.
도 2는 본 발명의 광학 적층체의 일 형태의 단면에 있어서, 아크릴 기재-수지층 계면을 확대하여 도시하는 주사형 투과 전자 현미경 사진(STEM)이다.
도 3은 본 발명의 광학 적층체의 일 형태의 단면을 도시하는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 광학 적층체의 아크릴 기재-수지층 계면의 능선 및, 기준 높이와 기준 깊이의 고저차를 도시하는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 광학 적층체의 아크릴 기재-수지층 계면의 능선 및, 인접하는 극치점 사이의 고저차를 도시하는 모식도이다.
도 6은 실시예 10에서 얻어진 본 발명의 광학 적층체의 단면을 도시하는 주사형 투과 전자 현미경 사진(STEM)이다.
도 7은 실시예 10에서 얻어진 본 발명의 광학 적층체의 단면에 있어서, 하드 코팅층-수지층 계면으로부터 아크릴 기재-수지층 계면까지를 확대하여 도시하는 주사형 투과 전자 현미경 사진(STEM)이다.
도 8은 비교예 8에서 얻어진 광학 적층체의 단면을 도시하는 주사형 투과 전자 현미경 사진(STEM)이다.
도 9는 비교예 8에서 얻어진 본 발명의 광학 적층체의 단면에 있어서, 하드 코팅층-수지층 계면으로부터 아크릴 기재-수지층 계면까지를 확대하여 도시하는 주사형 투과 전자 현미경 사진(STEM)이다.
본 발명에 따른 광학 적층체는, 아크릴 기재의 한쪽 면 상에 수지층을 갖는 광학 적층체이며, 상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 아크릴 기재-수지층 계면이, 산부 및 골부를 갖는 능선을 나타내고, 상기 광학 적층체의 두께 방향에 수직인 방향으로 잰 기준 길이 30㎛에 있어서의 상기 능선의 길이가 31 내지 45㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학 적층체는, 아크릴 기재 상에 수지층을 갖고, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 아크릴 기재와 수지층과의 계면(이하, 아크릴 기재-수지층 계면이라고 약기하는 경우가 있음)이 요철을 갖는다.
또한, 상기 능선의 길이는 31 내지 45㎛인 것이 바람직하고, 32 내지 42㎛인 것이 보다 바람직하다. 상기 능선의 길이가 31㎛ 미만이면, 아크릴 기재-수지층 계면의 요철 형상이 불충분해지거나, 평탄한 부분이 많아지기 때문에, 아크릴 기재-수지층 계면에 있어서의 밀착성이 악화되거나, 간섭 줄무늬가 발생하기 쉬워진다. 한편, 상기 능선의 길이가 45㎛를 초과하면, 광학 적층체에 있어서의 헤이즈가 상승한다.
상기 능선의 길이는, 구체적으로는 이하에 기재한 바와 같이 하여 측정한다.
(기준 길이 30㎛에 있어서의 능선의 길이의 측정 방법)
여기서, 상기 기준 길이 30㎛에 있어서의 능선의 길이는, 예를 들어 화상 해석 소프트웨어(이미지프로, Media Cybernetic사 제조)를 사용한 상기 단면의 화상 해석에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는, 전자 현미경 등에 의해 단면 관찰을 행한 화상을 사용하고, 상기 화상 해석 소프트웨어를 사용하여, 상기 화상 내의 수지층과 기재 필름 단부 사이의 직선 상에 상기 기준 길이를 재고, 상기 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 상기 기준 길이에 있어서의 상기 계면의 길이를 측정한다. 더욱 구체적으로는 화상 해석 소프트웨어 Image-Pro Plus, Sharp Stack 버전 6.2를 사용하여, 측정, 교정 및 공간의 교정 위저드, 액티브한 화상의 교정, 단위를 마이크로미터로 하는 순서로 조작을 행하고, 화상의 스케일에 맞춰서 정의선을 긋고, 교정을 행한다. 교정 후, 거리 측정으로 계면의 양쪽 말단의 2점 사이에 기준 길이를 잰다. 이어서 매뉴얼 측정으로 트레이스 선을 제작(역치=3, 평활화=0, 속도=3, 노이즈=5, 자동)하고, 말단에 표준을 맞춤으로써 자동으로 곡선을 측정하고, 실측값을 판독해 계면의 길이로 한다.
또한, 본 발명의 광학 적층체는, 상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 광학 적층체의 두께 방향에 수직인 방향으로 잰 기준 길이 30㎛에서, 아크릴 기재-수지층 계면의 골부 중, 가장 깊은 골부의 밑바닥부터 깊은 순서대로 3번째까지의 평균 깊이를 기준 깊이로 하고, 이어서 아크릴 기재-수지층 계면의 산부 중, 가장 높은 산 정상부터 높은 순서대로 3번째까지의 평균 높이를 기준 높이로 하여, 상기 기준 높이와 기준 깊이의 고저차가 0.3 내지 3.5㎛인 것이 바람직하고, 상기 고저차는 보다 바람직하게는 0.7 내지 3.0㎛이며, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 2.5㎛이다. 이 고저차가 3.5㎛ 이하이면 헤이즈가 발생하기 어려워지고, 0.3㎛ 이상이면 간섭 줄무늬가 발생하기 어려워져, 아크릴 기재-수지층 계면 사이의 밀착성이 개선된다.
상기 기준 깊이와 평균 높이의 고저차는, 구체적으로는 이하와 같이 하여 측정한다.
(기준 높이와 기준 깊이의 고저차의 측정 방법)
도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 아크릴 기재-수지층 계면이, 산부 및 골부를 갖는 능선을 나타내고, 광학 적층체의 두께 방향을 y축(단, 수지층측이 양의 방향), 상기 y축에 수직인 방향을 x축으로 하는 xy평면에 있어서, 상기 x축 방향으로 30㎛의 기준 길이 L을 재고, 상기 기준 길이 L에 있어서 능선이 갖는 극소점(4b) 중, y좌표가 가장 작은 것으로부터 3점(4b-1)을 선택하여, 그 평균 y좌표를 기준 깊이(5b)로 하고, 한편, 상기 기준 길이 L에 있어서 능선이 갖는 극대점(4a) 중, y좌표가 가장 큰 것으로부터 3점(4a-1)을 선택하여, 그 평균 y좌표를 기준 높이(5a)로 하고, 이 기준 깊이(5b)와 기준 높이(5a)의 차(절댓값)가 기준 깊이(5b)와 기준 높이(5a)의 고저차이다.
본 발명의 광학 적층체는, 상기 능선의 평균 경사각 θa가 15 내지 48°인 것이 바람직하고, 20 내지 48°인 것이 보다 바람직하며, 25 내지 45°인 것이 더욱 바람직하다. 평균 경사각 θa가 48° 이하이면, 헤이즈가 발생하기 어려워지고, 15° 이상이면 간섭 줄무늬가 발생하기 어려워져, 아크릴 기재-수지층 계면 사이의 밀착성이 개선된다.
상기 평균 경사각 θa는, 구체적으로는 이하와 같이 하여 측정한다.
(평균 경사각 θa의 측정 방법)
도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 아크릴 기재-수지층 계면이, 산부 및 골부를 갖는 능선을 나타내고, 광학 적층체의 두께 방향을 y축(단, 수지층측이 양의 방향), 상기 y축에 수직인 방향을 x축으로 하는 xy평면에 있어서, 상기 x축 방향으로 30㎛의 기준 길이 L을 재고, 상기 기준 길이 L에 있어서 능선이 갖는 극치점(극대점(4a) 및 극소점(4b))을 확정하고, 모든 인접하는 극치점 사이의 고저차(h1 내지 h12, 절댓값)의 합을 총고저차 ΣH라 했을 때, tan-1(총고저차 ΣH/기준 길이 L)로 표시되는 값이 평균 경사각 θa이다.
또한, 본 발명의 광학 적층체는, 상기 능선이 나타내는 요철의 평균 간격 Sm이 0.5 내지 7㎛인 것이 바람직하고, 1 내지 6㎛인 것이 보다 바람직하며, 2 내지 5㎛인 것이 더욱 바람직하다. 평균 간격 Sm이 0.5㎛ 이상이면 헤이즈가 발생하기 어려워지고, 7㎛ 이하이면, 간섭 줄무늬가 발생하기 어려워져, 아크릴 기재-수지층 계면 사이의 밀착성이 개선된다.
또한, 상기 평균 간격 Sm은, JIS B0601(1994)에 준하여 측정할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는, 기재가 아크릴 수지를 포함함으로써, 트리아세틸셀룰로오스(TAC)를 포함하는 기재를 구비한 것과 비교하여, 내습열성 및 평활성이 우수함과 함께, 주름의 발생을 적절하게 방지할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「아크릴 수지」란, 아크릴계인 것 및/또는 메타크릴계인 것을 의미한다.
<아크릴 기재>
아크릴 기재가 함유하는 아크릴 수지로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 (메트)아크릴산 알킬에스테르를 1종 또는 2종 이상 조합하여 중합해서 이루어지는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는 (메트)아크릴산 메틸을 사용하여 얻어지는 것이 바람직하다.
아크릴 기재가 함유하는 아크릴 수지로서는, 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지, 이미드 환 구조를 갖는 아크릴 수지 등의 환 구조를 갖는 것을 사용해도 된다.
상기 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지의 구체예로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2000-230016호 공보, 일본 특허 공개 제2001-151814호 공보, 일본 특허 공개 제2002-120326호 공보, 일본 특허 공개 제2002-254544호 공보, 일본 특허 공개 제2005-146084호 공보 등에 기재된 것을 들 수 있다.
상기 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지로서는, 하기 화학식 (1)로 표시되는 락톤환 구조를 갖는 것이 바람직하다.
Figure pct00001
화학식 (1)중, R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 유기기를 표시한다. 또한, 상기 유기기는 산소 원자를 포함하고 있어도 된다.
상기 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지의 구조 중의 화학식 (1)로 표시되는 락톤환 구조의 함유율로서는, 5 내지 90질량％인 것이 바람직하고, 10 내지 70질량％인 것이 보다 바람직하고, 10 내지 60질량％인 것이 더욱 바람직하며, 10 내지 50질량％인 것이 가장 바람직하다. 상기 화학식 (1)로 표시되는 락톤환 구조의 함유율이 5질량％ 이상이면 내열성, 내용제성, 표면 경도가 개선되고, 90질량％ 이하이면, 성형 가공성이 개선된다.
상기 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지는, 중량 평균 분자량이 1000 내지 200만인 것이 바람직하고, 5000 내지 100만인 것이 보다 바람직하고, 1만 내지 50만인 것이 더욱 바람직하며, 5만 내지 50만인 것이 가장 바람직하다. 상기 락톤환 구조를 갖는 아크릴 수지의 중량 평균 분자량이 상기 범위 내이면, 상술한 본 발명의 효과의 관점에서 바람직하다.
또한, 상기 이미드 환 구조를 갖는 아크릴 수지로서는, 예를 들어 글루타르이미드 구조 또는 N-치환 말레이미드 구조를 갖는 아크릴 수지 등을 들 수 있다.
상기 글루타르이미드 구조를 갖는 아크릴 수지로서는, 하기 화학식 (2)로 표시되는 글루타르이미드 구조를 갖는 것이 바람직하다.
Figure pct00002
상기 화학식 (2) 중, R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 표시하고, R6은 수소 원자, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 또는 페닐기를 표시한다.
또한, 이러한 글루타르이미드 구조는, 예를 들어 (메트)아크릴산 에스테르 중합체를 메틸아민 등의 이미드화제에 의해 이미드화하여 형성할 수 있다. 여기서, 「(메트)아크릴」이란, 「아크릴」 및 「메타크릴」을 의미한다.
상기 N-치환 말레이미드 구조를 갖는 아크릴 수지로서는, 하기 화학식 (3)으로 표시되는 N-치환 말레이미드 구조를 갖는 것이 바람직하다.
Figure pct00003
상기 화학식 (3) 중, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 표시하고, R9는 수소 원자, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 또는 페닐기를 표시한다.
또한, 이러한 N-치환 말레이미드 구조를 주쇄에 갖는 아크릴 수지는, 예를 들어 N-치환 말레이미드와 (메트)아크릴산 에스테르를 공중합하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 아크릴 수지는, 유리 전이점(Tg)이 100 내지 140℃인 것이 바람직하고, 105 내지 135℃인 것이 보다 바람직하며, 110 내지 130℃인 것이 더욱 바람직하다. 아크릴 수지의 유리 전이점(Tg)이 110℃ 이상이면 수지층을 형성할 때 수지층 형성용 조성물에 포함되는 용제에 의해 대미지를 받기 어렵고, 한편, 150℃ 이하이면 수지층과의 계면에 요철을 형성하기 쉽다.
아크릴 기재는, 아크릴 수지 이외의 수지를 포함하고 있어도 되지만, 아크릴 기재 중 아크릴 수지의 비율이 80질량％ 이상인 것이 바람직하고, 90질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 아크릴 기재의 두께로서는 20 내지 300㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상한이 200㎛이고, 하한이 30㎛이다. 상기 아크릴 기재의 두께가 20㎛ 이상이면 본 발명의 광학 적층체에 주름이 발생하기 어렵고, 한편, 300㎛ 이하이면, 본 발명의 광학 적층체가 얇아져, 광투과성 등의 광학 특성이 우수하다.
상기 아크릴 기재는 연신 아크릴 기재인 것이 바람직하다. 연신 아크릴 기재로 함으로써, 기재의 강도나 치수 안정성을 양호하게 할 수 있다.
상기 아크릴 기재는, 예를 들어 조습을 한 아크릴 수지를 포함하는 펠릿(칩)을, 일반적인 용융 압출 후, 냉각하면서 세로 방향으로 연신하고, 그 후, 가로 방향으로 연신함으로써 제조할 수 있다.
상기 용융 압출 공정에서는 1축, 2축, 또는 2축 이상의 스크루를 사용할 수 있고, 스크루의 회전 방향, 회전 수, 용융 온도는 임의로 설정할 수 있다.
상기 연신은, 연신 후에 원하는 두께가 되도록 행하는 것이 바람직하다. 또한, 연신 배율은 한정되지 않지만, 1.2배 이상, 4.5배 이하가 바람직하다. 연신시의 온도, 습도는 임의로 결정된다. 연신 방법은 일반적인 방법이면 된다.
상기 아크릴 기재는 아크릴 고무 입자, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 가소제 등을 포함해도 된다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 아크릴 기재에는 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 비누화 처리, 글로우 방전 처리, 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 자외선(UV) 처리 및 화염 처리 등의 표면 처리를 행해도 된다.
<수지층>
상기 수지층으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1관능 내지 3관능 (메트)아크릴레이트를 포함하고, 특히, 2관능 (메트)아크릴레이트를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A의 경화물이 바람직하다. 1관능 또는 3관능 (메트)아크릴레이트를 사용하는 경우에는, 2관능 (메트)아크릴레이트와 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
2관능 (메트)아크릴레이트의 구체예로서는, 이소시아누르산 디(메트)아크릴레이트, 폴리알킬렌글리콜 디(메트)아크릴레이트나, 1,6헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 1,9노난디올 디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 특히, 2관능(메트)아크릴레이트 중에서도, 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A에 의한 기재의 파단을 억제하고, 상술한 표면 요철의 제어가 용이하다는 관점에서는, 특히 폴리알킬렌글리콜 디(메트)아크릴레이트가 가장 바람직하다.
또한, 폴리알킬렌글리콜 디(메트)아크릴레이트로서는, 디에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트 등의 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트 등의 폴리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트 및 디부틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리부틸렌클리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라부틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트 등의 폴리부틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트를 들 수 있다.
여기서, 본 명세서 중에 있어서 전리 방사선 경화성 수지 조성물이란, 전자선 경화성 수지 조성물 및/또는 자외선 경화성 수지 조성물을 나타낸다.
또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴레이트」란, 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 가리키는 것이다.
상기 1관능 (메트)아크릴레이트의 구체예로서는, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트, 알킬렌글리콜 모노(메트)아크릴레이트(에틸렌글리콜 모노(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 모노(메트)아크릴레이트, 부틸렌글리콜 모노(메트)아크릴레이트 등) 또는 폴리알킬렌글리콜 모노(메트)아크릴레이트(폴리에틸렌글리콜 모노(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메트)아크릴레이트, 폴리부틸렌글리콜 모노(메트)아크릴레이트 등)를 들 수 있고, 알킬렌글리콜 모노(메트)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
상기 3관능 (메트)아크릴레이트의 구체예로서는, 이소시아누르산 트리아크릴레이트, 폴리알킬렌글리콜 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
또한, 상기 1관능, 2관능, 3관능의 각 화합물의 PO(폴리에틸렌옥시드) 변성품, EO(에틸렌옥시드) 변성품도 바람직하다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A가, 2관능 (메트)아크릴레이트와, 1관능 (메트)아크릴레이트나 3관능 (메트)아크릴레이트를 함유하는 경우에는, 2관능 (메트)아크릴레이트의 질량비가 1관능 (메트)아크릴레이트 및 3관능 (메트)아크릴레이트의 합계의 질량비보다도 큰 것이 바람직하다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A는, 또한 1관능 내지 3관능 (메트)아크릴레이트 이외의 광중합성 단량체, 광중합성 올리고머, 광중합성 중합체 등을 함유하고 있어도 되고, 자외선 경화성 수지 조성물인 경우에는 개시제를 함유한다.
(2관능 (메트)아크릴레이트)
상기 2관능 (메트)아크릴레이트는, 분자량 180 내지 1000인 것이 바람직하고, 분자량 200 내지 750인 것이 보다 바람직하며, 분자량 220 내지 450인 것이 특히 바람직하다. 2관능 (메트)아크릴레이트의 분자량이 상기 범위 내이면, 상술한 기준 길이 30㎛에 있어서의 능선의 길이, 기준 높이와 기준 깊이의 고저차, 평균 경사각 θa를 만족하는 것이 용이하게 얻어지고, 밀착성이나 간섭 줄무늬 방지성이 우수하다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물 A에 있어서의 2관능 (메트)아크릴레이트의 배합량은, 고형 분량으로 50 내지 100질량％인 것이 보다 바람직하고, 70 내지 100질량％인 것이 특히 바람직하다. 2관능 (메트)아크릴레이트에 대하여 1관능 (메트)아크릴레이트 및/또는 3관능 (메트)아크릴레이트를 병용하는 경우, 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A에 있어서의 1관능 (메트)아크릴레이트 및/또는 3관능 (메트)아크릴레이트의 배합량은, 상기 2관능 (메트)아크릴레이트의 배합량의 잔량부로 하는 것이 바람직하다.
또한, 수지층에 굴절률 조정 재료나 대전 방지 재료 등의 다른 기능성 성분이 첨가되어 있는 경우, 도 7에 도시하는 바와 같이, 기능성 성분이 수지층의 하부에는 존재하지 않고, 상부에 편재 밀집되는 점에서, 후술하는 용제가 휘발하는 움직임과 함께 용해된 아크릴 기재의 재료 성분이 수지층 중에 유출되어 아크릴 기재-수지층 계면의 요철을 형성하는 것이라 추인된다. 또한, 이것에 의해 적당한 요철이 계면에 발생하고, 밀착성이 양호해짐과 함께, 간섭 줄무늬 방지성도 양호해질 뿐만 아니라, 목적으로 하는 기능(대전 방지성이나 고굴절률성, 저굴절률성 등)을 양호하게 발생시킬 수 있기 때문에도 바람직하다.
(광중합성 중합체)
상기 광중합성 중합체로서는, 관능기로서 (메트)아크릴로일기를 갖는 것이 바람직하고, 관능기 수가 10 내지 250개인 것이 바람직하고, 10 내지 100인 것이 보다 바람직하며, 10 내지 50인 것이 더욱 바람직하다.
광중합성 중합체의 중량 평균 분자량은 10,000 내지 100,000인 것이 바람직하고, 12,000 내지 40,000인 것이 보다 바람직하다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물 A에 있어서의 광중합성 중합체의 배합량은, 고형분량으로 0 내지 40질량％인 것이 바람직하고, 0 내지 30질량％인 것이 보다 바람직하다.
(광중합성 올리고머)
상기 광중합성 올리고머로서는, 2관능 이상인 것이 사용되고, 관능기로서 (메트)아크릴로일기를 갖는 것이 바람직하고, 관능기 수가 2 내지 30개인 것이 바람직하고, 2 내지 20개인 것이 보다 바람직하며, 3 내지 15개인 것이 더욱 바람직하다.
광중합성 올리고머의 중량 평균 분자량은, 1,000 내지 10,000인 것이 바람직하고, 1,500 내지 10,000인 것이 보다 바람직하다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물 A에 있어서의 광중합성 올리고머의 배합량은, 고형 분량으로 0 내지 40질량％인 것이 바람직하고, 0 내지 30질량％인 것이 보다 바람직하다.
(1관능 내지 3관능 (메트)아크릴레이트 이외의 광중합성 단량체)
상기 광중합성 단량체로서는, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물 등의 1 또는 2 이상의 불포화 결합을 갖는 것을 들 수 있다. 1의 불포화 결합을 갖는 단관능 단량체로서는, 예를 들어 스티렌, 메틸스티렌, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 2 이상의 불포화 결합을 갖는 다관능 단량체로서는, 예를 들어 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트 등 및 이들을 에틸렌옥시드(EO) 등으로 변성한 다관능 화합물 등을 들 수 있다.
단관능 단량체를 사용함으로써 굴절률 조정이 용이해져서 보다 굴절률이 높은 수지층을 형성할 수 있고, 한편, 다관능 단량체를 사용하면, 경도가 양호해진다.
상기 광중합성 단량체의 분자량은 200 내지 1,000인 것이 바람직하고, 250 내지 750인 것이 보다 바람직하다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물 A에 있어서의 1관능 내지 3관능 (메트)아크릴레이트 이외의 광중합성 단량체의 배합량은, 고형 분량으로 0 내지 40질량％인 것이 바람직하고, 0 내지 30질량％인 것이 보다 바람직하다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A는, 용매를 더 함유하고 있는 것이 바람직하다.
이 용매는, 아크릴 기재를 적절하게 팽윤시키는 것을 선택하는 것이 바람직하다. 단, 아크릴 기재는, 종래 자주 사용되고 있는 TAC 기재와는 상이하게, 거의 모든 종류의 용제로 팽윤한다. 따라서 용제에 의한 영향이 강하고, 팽윤도가 너무 강하면 깨지는 경우도 있기 때문에, 이하의 용제를 선택함으로써, 적절하게 팽윤시킬 수 있고, 기재를 구성하는 수지 성분과 수지층을 구성하는 수지 성분이 이동하는 밸런스가 적당해져, 계면에 있어서 바람직한 능선을 얻을 수 있다.
또한, 상기 용매는, 사용하는 수지 성분의 종류 및 용해성에 따라서 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 용매로서는, 알코올류(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 1-부탄올)가 바람직하고, 그 밖의 각 용제 종류에 있어서는 탄소수가 보다 많은 것이 양호한 경향이 있으며, 그중에서도 증발 속도가 빠른 것이 양호한 경향이 있다. 예를 들어, 케톤류라면 메틸이소부틸케톤, 방향족 탄화수소류라면 톨루엔, 글리콜류라면 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등을 예시할 수 있고, 이들의 혼합 용매여도 된다.
특히 본 발명에 있어서는, 수지와의 상용성, 도포 시공성이 우수하고, 또한, 아크릴 기재-수지층 계면에 본원의 특이한 요철 형상이 형성되고, 또한 가공 시에 기재가 끊어지는 문제가 생기지 않는다는 이유로, 특히 메틸이소부틸케톤, 이소프로판올 및 1-부탄올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 이들 용제라면, 아크릴 기재가 깨지는 일 없이 적절하게 팽윤될 수 있다.
반대로, 에스테르류(아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 부틸 등)나, 케톤류(아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 디아세톤알코올), 셀로솔브류, 에테르류(디옥산, 테트라히드로푸란, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 등), 지방족 탄화수소류(헥산 등), 방향족 탄화수소류(크실렌), 할로겐화 탄소류(디클로로메탄, 디클로로에탄 등), 셀로솔브류(메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브 등), 셀로솔브아세테이트류, 술폭시드류(디메틸술폭시드 등), 아미드류(디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등)는 아크릴 기재를 과잉으로 팽윤시키는 경우가 있기 때문에 기재에 텐션이 가해지는 경우에는 사용하지 않는 것이 바람직하다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A 중에 있어서의 용매의 함유 비율로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 상술한 바람직한 용매에 대해서는, 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A의 고형분 100질량부에 대하여 30 내지 300질량부가 바람직하고, 100 내지 220질량부인 것이 보다 바람직하다. 용매의 함유 비율이 상기 범위 이내이면, 상술한 기준 길이 30㎛에 있어서의 능선의 길이, 기준 높이와 기준 깊이의 고저차, 평균 경사각 θa를 만족하는 것이 용이하게 얻어진다. 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A의 고형분 100질량부에 대하여 용매의 함유 비율이 30질량부 이상이면, 상술한 기준 길이 30㎛에 있어서의 능선의 길이, 기준 높이와 기준 깊이의 고저차, 평균 경사각 θa가 커지고, 300질량부 이하이면, 이들이 작아진다.
본 발명의 광학 적층체에 있어서의 아크릴 기재-수지층 계면이, 산부 및 골부를 갖는 능선은, 폴리알킬렌글리콜 디(메트)아크릴레이트 등의 2관능 (메트)아크릴레이트를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A와 상기 바람직한 용매와의 조합에 의해 효과적으로 얻어진다. 예를 들어, 용매에 의해 아크릴 기재가 적절하게 팽윤되고, 그것에 수반하여 적당한 분자량을 갖는 2관능 (메트)아크릴레이트 등이 아크릴 기재에 침투되어 간다. 또한, 수지층의 성분이 아크릴 기재에 침투될 때, 반대로 아크릴 기재의 재료 성분이 수지층 방향으로 압출되거나, 용매가 아크릴 기재로부터 수지층의 공기면 방향으로 휘발되는 등에 의해, 팽윤된 아크릴 기재의 재료 성분도 수지층 중에 침투되어 간다. 이렇게 상부로부터 하부로, 하부로부터 상부로 각 성분이 움직임으로써 적당한 산부 및 골부를 갖는 능선이 계면에 발생하고, 밀착성이 양호해짐과 함께, 간섭 줄무늬 방지성도 양호해진다고 생각된다. 이들 능선의 구조나 평균 경사각은, 바람직한 수지층의 성분이나 용매의 종류, 그리고 건조 온도의 제어에 의해 조정할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체에 있어서의 아크릴 기재-수지층 계면이, 상기 소정의 능선 구조가 되기 위한 바람직한 제조 방법의 일례로서는 ;
(제1 공정)
폴리알킬렌글리콜 디(메트)아크릴레이트 등의 2관능 디(메트)아크릴레이트 를 주성분으로 하고, 또한 용매를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 아크릴 기재에 도포한다,
(제2 공정)
아크릴 기재가, 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A 중의 용매, 단량체 등에 의해 팽윤된다,
(제3 공정)
적절한 건조 온도에서 용매를 건조하면서, 아크릴 기재가 팽윤됨과 함께, 아크릴 기재의 재료 성분과 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A의 성분이 서로 이동함으로써 아크릴 기재/수지층 계면에 산부 및 골부 형상이 최적인 능선을 형성한다,
(제4 공정)
전리 방사선을 조사하여 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 경화하여 수지층을 형성한다,
는 방법이 있지만, 상기 소정의 능선이 만들어지는 조건이라면, 광학 적층체의 제조 방법은 이것에 한정되지 않는다.
수지층에 굴절률 조정 재료나 대전 방지 재료 등의 다른 기능성 성분이 첨가되어 있는 경우에는, 이 아크릴 기재의 재료 성분의 역류에 의해, 기능성 성분이 수지층의 상부에 편재되게 할 수 있고, 각 기능 성분이 광학 적층체의 표면측에 밀집하기 때문에, 목적으로 하는 기능(대전 방지성이나 고굴절률성, 저굴절률성 등)을 양호하게 발생시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A는, 용제 건조형 수지를 더 함유하고 있어도 된다. 용제 건조형 수지를 병용함으로써, 도포면의 피막 결함을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 상기 용제 건조형 수지란, 열가소성 수지 등, 도포 시공시에 고형분을 조정하기 위하여 첨가한 용제를 건조시키기만 하면 피막이 되는 수지를 말한다.
상기 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 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.
상기 개시제로서는 특별히 한정되지 않고, 공지된 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 광중합 개시제로서는, 구체예로서 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 광중합 개시제로서는, 상기 광중합성 단량체/올리고머/중합체가 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 수지계인 경우에는, 아세토페논류, 벤조페논류, 티오크산톤류, 벤조인, 벤조인 메틸에테르 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하고, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤이, 전리 방사선 경화형 수지와의 상용성 및 황변도 적다는 이유에서 특히 바람직하다. 또한, 상기 광중합성 단량체/올리고머/중합체가 양이온 중합성 관능기를 갖는 경우에는, 상기 광중합 개시제로서는 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요오도늄염, 메탈로센 화합물, 벤조인술폰산 에스테르 등을 단독 또는 혼합물로서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 자외선 경화성 수지 조성물에 있어서의 상기 개시제의 함유량은, 상기 광중합성 단량체, 광중합성 올리고머 및 광중합성 중합체의 합계량 100질량부에 대하여 1 내지 10질량부인 것이 바람직하다. 개시제의 함유량이 1질량부 이상이면, 광학 적층체에 있어서의 수지층의 경도의 관점에서 바람직하고, 10질량부 이하이면, 개시제가 과잉으로 잔류되는 것에 의한 수지 열화를 억제함과 함께, 비용 상승을 방지할 수 있어, 목표로 하는 수지층이나 후술하는 하드 코팅층 표면의 연필 경도가 얻어진다.
상기 개시제 함유량의 보다 바람직한 하한은, 상기 광중합성 단량체, 광중합성 올리고머 및 광중합성 중합체의 합계량 100질량부에 대하여 2질량부이고, 더 바람직한 상한은 8질량부이다. 상기 개시제의 함유량이 이 범위에 있음으로써, 상기 경화를 보다 확실하게 한다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A 중에 기능성 성분을 함유시킴으로써, 수지층에 기능을 더 부여할 수 있다.
기능성 성분으로서는 대전 방지제, 굴절률 조정제, 방오제, 슬립제, 방현제, 하드 코팅성 부여제 등, 통상적으로 광학 시트에 사용되는 것을 들 수 있다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A는 대전 방지제를 함유하고 있어도 된다.
대전 방지제로서는 유기계인 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는 리튬 이온 염, 4급 암모늄염, 이온성 액체 등의 이온성인 것이나, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리아세틸렌 등의 전자 전도성인 것을 들 수 있다.
또한, 상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A는 불소, 실리콘 등의 방오제를 함유하고 있어도 된다.
상기 기능성 성분을 사용하는 경우, 그 함유량은 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A 중의 전체 고형분의 합계 질량에 대하여 1 내지 30질량％인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광학 적층체는, 대전 방지제를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 사용하여 수지층을 형성한 경우(즉, 수지층이 대전 방지제를 함유하는 경우), 상술한 2관능 (메트)아크릴레이트와의 조합에 의해, 상기 이유에 의해, 대전 방지제가 수지층의 상면에 편재화되므로, 대전 방지 성능이 더욱 향상된다. 또한, 실리카, 알루미나 등의 초미립자를 하드 코팅성 부여제로서 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 사용하여 수지층을 형성한 경우(즉, 수지층이 하드 코팅성 부여제를 함유하는 경우), 상술한 폴리알킬렌글리콜 디(메트)아크릴레이트와의 조합에 의해, 상기 이유에 의해, 하드 코팅성 부여제가 수지층의 상면에 편재화되므로, 하드 코팅 성능이 더욱 향상된다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A의 제조 방법으로서는 각 성분을 균일하게 혼합할 수 있으면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 페인트 셰이커, 비즈 밀, 니이더, 믹서 등의 공지된 장치를 사용하여 행할 수 있다.
또한, 상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 상기 아크릴 기재 상에 도포하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 스핀 코팅법, 침지법, 스프레이법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 롤 코터법, 메니스커스 코터법, 플렉소 인쇄법, 스크린 인쇄법, 피드 코터법 등의 공지된 방법을 들 수 있다.
상기 아크릴 기재 상에 상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 도포하여 형성한 도막은, 필요에 따라 가열 및/또는 건조하고, 활성 에너지선 조사 등에 의해 경화시키는 것이 바람직하다.
건조 공정에 있어서의 건조 시간은, 바람직하게는 20초 내지 2분이고, 보다 바람직하게는 30초 내지 1분이다. 또한, 건조 공정에 있어서의 건조 온도는, 바람직하게는 40 내지 90℃이고, 보다 바람직하게는 50 내지 80℃이다. 건조 온도가 100℃를 초과하면, 아크릴에 대한 팽윤성이 바람직한 용매를 선택하고 있어도, 용매의 침투력 등이 향상되어, 기재가 깨지는 경우가 있기 때문에, 건조 온도는, 어느 용매를 사용하는 경우에도 기본적으로 90℃ 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 바람직한 용매로서 메틸이소부틸케톤이 있지만, 이 용매여도 건조 온도가 100℃이면 장력을 가했을 경우, 아크릴 기재가 끊어지는 경우가 있다.
최저 온도는 용매를 건조할 수 있는 정도이면 되고, 50℃ 이상이 바람직하다. 예를 들어, 메틸이소부틸케톤에서 건조 온도가 30℃였던 경우에는, 건조 불충분인 채로 자외선 등으로 경화하게 되고, 그 경우에는 경화가 잘 되지 않아, 미경화 부분도 발생한다. 이 때에는 밀착성이 저하되는 경우가 있다.
상기 활성 에너지선 조사로서는, 자외선 또는 전자선에 의한 조사를 들 수 있다.
상기 자외선 조사에 있어서의 자외선원의 구체예로서는, 예를 들어 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크 등, 블랙 라이트 형광등, 메탈 할 라이드 램프등 등의 광원을 들 수 있다. 또한, 자외선의 파장으로서는 190 내지 380㎚의 파장 영역을 사용할 수 있다.
상기 전자선 조사에 있어서의 전자선원의 구체예로서는, 코크로프트 월턴형, 반데그라프트형, 공진 변압기형, 절연 코어 변압기형, 또는 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 각종 전자선 가속기를 들 수 있다.
또한, 상기 수지층의 바람직한 막 두께(경화시)는 0.5 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 0.8 내지 20㎛이며, 아크릴 기재/수지층 계면에 산부 및 골부 형상이 최적인 능선을 보다 형성하기 쉽고, 또한, 컬 방지성이나 크랙 방지성이 특히 우수하므로, 가장 바람직하게는 3.5 내지 13㎛의 범위이다.
또한, 밀착성을 향상시키기 위해서는, 수지층의 막 두께는 0.8㎛ 이상 3㎛ 미만인 것이 바람직하다. 수지층의 막 두께 0.8㎛는, 산부 및 골부 형상이 최적인 능선을 형성하기 위하여 필요 최저한의 막 두께이기도 하다. 수지층의 막 두께가 0.8㎛ 이상 3㎛ 미만인 경우, 상술한 기준 높이와 기준 깊이의 고저차는 0.3 내지 1.5㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 고저차는, 수지층의 막 두께가 어떠한 값을 취하는 경우에도, 수지층 막 두께>고저차의 관계를 만족하는 것으로 한다.
상기 수지층의 막 두께는, 단면을 전자 현미경(SEM, TEM, STEM)으로 관찰하고, 임의의 10점을 측정한 평균값(㎛)이다.
또한, 본 발명의 광학 적층체는, 상기 수지층 상에 직접, 저굴절률층, 하드 코팅층, 방오층, 방현층, 대전 방지층 및 고굴절률층으로부터 선택되는 하나 이상을 갖고 있어도 된다.
<하드 코팅층>
하드 코팅층은, 바람직하게는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 B의 경화물로 이루어진다.
하드 코팅층은, 경도가 JIS K5600-5-4(1999)에 의한 연필 경도 시험(하중 4.9N)에 있어서, H 이상인 것이 바람직하고, 2H 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 하드 코팅층은 기능성 성분을 함유하는 것이어도 된다.
하드 코팅층을 형성하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 B의 상세 내용은, 2관능 (메트)아크릴레이트를 필수 성분으로 하지 않는 것 이외에는, 상술한 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A와 마찬가지이다.
또한, 전리 방사선 경화성 수지 조성물 B는, 광중합성 단량체(특히 다관능 단량체)의 배합량이 30 내지 100질량％인 것이 바람직하고, 40 내지 90질량％인 것이 보다 바람직하며, 50 내지 80질량％인 것이 더욱 바람직하다. 그 때, 전리 방사선 경화성 수지 조성물 B의 잔량부는, 광중합성 올리고머 및 광중합성 중합체 중 적어도 한쪽으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 하드 코팅층의 형성 방법은 상술한 수지층과 마찬가지이다. 그 밖의 하드 코팅층의 상세 내용에 대해서도, 상술한 수지층과 마찬가지이다.
본 발명에 있어서는, 수지층 상에 하드 코팅층을 적층하는 것이 바람직하다. 광학 적층체로서의 경도를 얻기 위해서는, 수지층 자신을 고경도로 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 아크릴 기재 상에 직접, 즉 수지층에 다관능의 반응성 관능기를 갖는 재료를 사용해서 2H 이상의 고경도로 했을 경우에는, 하드 코팅층에 무언가 부분적으로 압력이 가해지는 경우 등에 아크릴 기재가 깨지기 쉽다는 결점을 갖는다. 그로 인해, 본 발명의 광학 적층체에 있어서는, 수지층이 하드 코팅층과의 사이에 있음으로써, 하드 코팅층의 충격이 그대로 아크릴 기재에 전해지는 일 없이, 완충 작용을 갖고 있으므로 바람직하다. 또한, 수지층/하드 코팅층으로 됨으로써도, 간단히 하드 코팅층만이 적층되어 있는 경우보다도 경도도 향상시킬 수 있다.
단, 하드 코팅층 등을 적층하는 경우에는, 수지층과의 사이에 새로운 계면이 생기는, 즉 간섭 줄무늬가 발생하는 계기가 되는 부분이 증가해 버리게 된다. 이 경우, 중요한 것은 적층하는 층의 굴절률이, 그 아래의 층과 가능한 한 가까운 것이다. 따라서, 간섭 줄무늬 방지성을 양호하게 유지하기 위해서는, 하드 코팅층의 굴절률은 수지층의 굴절률과 거의 동일한 것이 바람직하고, 바람직한 굴절률 차는 0.03 이하이다.
하드 코팅층의 막 두께는 1 내지 20㎛인 것이 바람직하고, 3.5 내지 13㎛인 것이 보다 바람직하다.
<저굴절률층>
본 발명의 광학 적층체는, 상기 하드 코팅층 위에 저굴절률층을 더 갖는 것이 바람직하다.
상기 저굴절률층으로서는, 바람직하게는 1) 실리카 또는 불화 마그네슘 등의 저굴절률 무기 미립자를 함유하는 수지, 2) 저굴절률 수지인 불소계 수지, 3) 실리카 또는 불화 마그네슘 등의 저굴절률 무기 미립자를 함유하는 불소계 수지, 4) 실리카 또는 불화 마그네슘 등의 저굴절률 무기 박막 등 중 어느 하나를 포함하는 저굴절률층 형성용 조성물을 사용하여 형성한다. 불소계 수지 이외의 수지에 대해서는, 상술한 아크릴 수지와 마찬가지의 수지를 사용할 수 있다.
또한, 상술한 실리카는, 중공 실리카 미립자인 것이 바람직하고, 이러한 중공 실리카 미립자는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2005-099778호 공보의 실시예에 기재된 제조 방법으로 제작할 수 있다.
이들 저굴절률층은, 그 굴절률이 1.47 이하, 특히 1.42 이하인 것이 바람직하다. 또한, 저굴절률층의 두께는 한정되지 않지만, 통상적으로는 10㎚ 내지 1㎛ 정도의 범위 내에서 적절히 설정하면 된다.
상기 불소계 수지로서는, 적어도 분자 중에 불소 원자를 포함하는 중합성 화합물 또는 그 중합체를 사용할 수 있다. 중합성 화합물로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 전리 방사선으로 경화하는 관능기, 열경화하는 극성기 등의 경화 반응성의 기를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이들의 반응성의 기를 동시에 겸비하는 화합물이어도 된다. 이 중합성 화합물에 대하여 중합체란, 상기와 같은 반응성 기 등을 일절 가지지 않는 것이다.
상기 전리 방사선으로 경화하는 관능기를 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 것으로서는 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-(퍼플루오로 데실)에틸(메트)아크릴레이트, α-트리플루오로메타크릴산 메틸, α-트리플루오로 메타크릴산 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.
상기 열경화하는 극성기로서 바람직한 것은, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기 등의 수소 결합 형성기이다. 이들은, 도막과의 밀착성뿐만 아니라, 실리카 등의 무기 초미립자와의 친화성도 우수하다. 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 들 수 있다.
상기 전리 방사선으로 경화하는 관능기와 열경화하는 극성기를 겸비하는 중합성 화합물로서는, 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.
또한, 불소계 수지로서는, 예를 들어 다음과 같은 것을 들 수 있다.
상기 전리 방사선 경화성기를 갖는 중합성 화합물의 불소 함유 (메트)아크릴레이트 화합물을 적어도 1종류 포함하는 단량체 또는 단량체 혼합물의 중합체; 상기 불소 함유 (메트)아크릴레이트 화합물 중 적어도 1종류와, 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, 불화 비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 3,3,3-트리플루오로프로필렌, 1,1,2-트리클로로-3,3,3-트리플루오로프로필렌, 헥사플루오로프로필렌과 같은 불소 함유 단량체의 단독중합체 또는 공중합체 등. 이들 공중합체에 실리콘 성분을 함유시킨 실리콘 함유 불화 비닐리덴 공중합체도 사용할 수 있다. 이 경우의 실리콘 성분으로서는 (폴리)디메틸실록산, (폴리)디에틸 실록산, (폴리)디페닐실록산, (폴리)메틸페닐실록산, 알킬 변성 (폴리)디메틸실록산, 아조기 함유 (폴리)디메틸실록산, 디메틸실리콘, 페닐메틸실리콘, 알킬 변성 실리콘, 아르알킬 변성 실리콘, 플루오로 실리콘, 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 등이 예시된다. 그 중에서도 디메틸실록산 구조를 갖는 것이 바람직하다.
나아가, 이하와 같은 화합물을 포함하는 비중합체 또는 중합체도, 불소계 수지로서 사용할 수 있다. 즉, 분자 중에 적어도 하나의 이소시아나토기를 갖는 불소 함유 화합물과, 아미노기, 히드록실기, 카르복실기와 같은 이소시아나토기와 반응하는 관능기를 분자 중에 적어도 하나 갖는 화합물을 반응시켜서 얻어지는 화합물; 불소 함유 폴리에테르 폴리올, 불소 함유 알킬 폴리올, 불소 함유 폴리에스테르 폴리올, 불소 함유 ε-카프로락톤 변성 폴리올과 같은 불소 함유 폴리올과, 이소시아나토기를 갖는 화합물을 반응시켜서 얻어지는 화합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 저굴절률층 형성용 조성물은, 상기한 불소 원자를 갖는 중합성 화합물이나 중합체와 함께, 상기에 기재한 것과 같은 각 열가소성 수지를 함유해도 된다. 또한, 반응성기 등을 경화시키기 위한 경화제, 도포 시공성을 향상시키거나 방오성을 부여시키거나 하기 위한 각종 첨가제, 용제를 적절히 사용할 수 있다.
상기 저굴절률층의 형성에 있어서는, 상기 저굴절률층 형성용 조성물의 점도를 바람직한 도포성이 얻어지는 0.5 내지 5mPa·s(25℃), 바람직하게는 0.7 내지 3mPa·s(25℃)의 범위로 것으로 하는 것이 바람직하다. 가시광선의 우수한 반사 방지층을 실현할 수 있고, 또한, 균일하고 도포 불균일이 없는 박막을 형성할 수 있으며, 또한, 밀착성이 특히 우수한 저굴절률층을 형성할 수 있다.
수지의 경화 수단은, 상술한 하드 코팅층에 있어서의 경화 수단과 마찬가지여도 된다. 경화 처리를 위하여 가열 수단이 이용되는 경우에는, 가열에 의해, 예를 들어 라디칼을 발생시켜 중합성 화합물의 중합을 개시시키는 열 중합 개시제가 저굴절률층 형성용 조성물에 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 적층체는, 전체 광선 투과율이 80％ 이상인 것이 바람직하다. 80％ 미만이면 화상 표시 장치에 장착한 경우에 있어서, 색 재현성이나 시인성을 손상시킬 우려가 있는 데다가, 원하는 콘트라스트를 얻지 못할 우려가 있다. 상기 전체 광선 투과율은 90％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 전체 광선 투과율은, 헤이즈미터(무라카미시키사이기쥬쯔켄큐죠 제조, 제품 번호; HM-150)를 사용하여 JIS K-7361에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 적층체는, 헤이즈가 1％ 이하인 것이 바람직하다. 1％ 이하이면, 원하는 광학 특성이 얻어지고, 본 발명의 광학 적층체를 화상 표시 표면에 설치했을 때의 시인성의 열화가 없다. 헤이즈는 0.8％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 헤이즈는 헤이즈미터(무라카미시키사이기쥬쯔켄큐죠 제조, 제품 번호; HM-150)를 사용하여 JIS K-7136에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 편광판은, 편광막 중 적어도 한쪽 면에 본 발명의 광학 적층체를 적층하여 이루어진다.
상기 편광막으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 요오드 등에 의해 염색하고, 연신된 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체계 비누화 필름 등을 사용할 수 있다. 상기 편광막과 상기 광학 적층체의 라미네이트 처리에 있어서는, 아크릴 기재에 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 비누화 처리에 의해, 접착성이 양호해져 대전 방지 효과도 얻을 수 있다.
본 발명은 상기 광학 적층체 및/또는 상기 편광판을 구비하여 이루어지는 화상 표시 장치도 제공한다.
상기 화상 표시 장치로서는 텔레비전, 컴퓨터, LCD, PDP, FED, ELD(유기 EL, 무기 EL), CRT, 태블릿 PC, 전자 페이퍼, 휴대 전화 등을 들 수 있고, 또한, 화상 표시 장치 등에 사용되는 터치 패널에도 적절하게 사용할 수 있다.
상기 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, 본 발명의 광학 적층체 및/또는 본 발명의 편광판이 형성되어 이루어지는 것이다. 단, 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치인 경우, 표면에 한하지 않고, 터치 패널을 구성하는 투명 기판으로서도 사용할 수 있다.
상기 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, 본 발명의 광학 적층체 및/또는 본 발명의 편광판이 형성되어 이루어지는 것이다. 또한, 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치의 경우나 LCD여도, 경우에 따라, 표면에 한하지 않고, 장치 내부를 구성하는 투명 기판 등으로서도 사용할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 광원 장치의 광원은 광학 적층체나 편광판의 하측으로부터 조사한다. 또한, 액정 표시 소자와 편광판과의 사이에, 위상차판이 삽입되어도 된다. 이 액정 표시 장치의 각 층간에는 필요에 따라서 접착제층이 형성되어도 된다.
여기서, 본 발명이 상기 광학 적층체를 갖는 액정 표시 장치인 경우, 상기 액정 표시 장치에 있어서, 백라이트 광원으로서는 특별히 한정되지 않지만, 백색 발광 다이오드(백색 LED)인 것이 바람직하고, 본 발명의 화상 표시 장치는, 백라이트 광원으로서 백색 발광 다이오드를 구비한 VA 모드 또는 IPS 모드의 액정 표시 장치인 것이 바람직하다.
상기 백색 LED란, 형광체 방식, 즉 화합물 반도체를 사용한 청색광 또는 자외광을 발하는 발광 다이오드와 형광체를 조합함으로써 백색을 발하는 소자이다. 그 중에서도, 화합물 반도체를 사용한 청색 발광 다이오드와 이트륨·알루미늄·가닛계 황색 형광체를 조합한 발광 소자를 포함하는 백색 발광 다이오드는, 연속적이고 폭넓은 발광 스펙트럼을 갖고 있는 점에서, 반사 방지 성능 및 명소 콘트라스트의 개선에 유효함과 함께, 발광 효율도 우수하기 때문에, 본 발명에 있어서의 상기 백라이트 광원으로서 적합하다. 또한, 소비 전력이 작은 백색 LED를 광범위하게 이용 가능하게 되므로, 에너지 절약화의 효과도 발휘하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 VA(Vertical Alig㎚ent) 모드란, 전압 무인가일 때 액정 분자가 액정 셀의 기판에 수직이 되도록 배향되어서 암 표시를 나타내고, 전압의 인가로 액정 분자를 쓰러뜨림으로써 명 표시를 나타내는 동작 모드이다.
또한, 상기 IPS(In-Plane Switching) 모드란, 액정 셀의 한쪽 기판에 형성한 빗형 전극쌍에 인가된 가로 방향의 전계에 의해, 액정을 기판 면 내에서 회전시켜서 표시를 행하는 방식이다.
상기 화상 표시 장치인 PDP는, 표면에 전극을 형성한 표면 유리 기판과, 당해 표면 유리 기판에 대향하여 사이에 방전 가스가 봉입되어 배치되고, 전극 및, 미소한 홈을 표면에 형성하고, 홈 내에 적색, 녹색, 청색의 형광체층을 형성한 배면 유리 기판을 구비하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치가 PDP인 경우, 상기 표면 유리 기판의 표면, 또는 그 전방면판(유리 기판 또는 필름 기판)에 상술한 광학 적층체를 구비하는 것이기도 하다.
상기 화상 표시 장치는, 전압을 가하면 발광하는 황화아연, 디아민류 물질: 발광체를 유리 기판에 증착하고, 기판에 가하는 전압을 제어하여 표시를 행하는 ELD 장치, 또는 전기 신호를 광으로 변환하고, 인간의 눈에 보이는 상을 발생시키는 CRT 등의 화상 표시 장치여도 된다. 이 경우, 상기와 같은 각 표시 장치의 최표면 또는 그 전방면판의 표면에 상술한 광학 적층체를 구비하는 것이다.
[실시예]
이어서, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이 예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(아크릴 기재의 제조)
메타크릴산 메틸 및 아크릴산 메틸의 공중합체(유리 전이점: 130℃)를 포함하는 펠릿을, 용융 혼련하고, 필터를 통하여 이물을 제거하면서, 용융 압출 방법으로, 다이의 간극으로부터 중합체를 압출하였다. 이어서, 중합체를 냉각하면서, 세로 방향으로 1.2배로 연신하고, 그 후, 가로 방향으로 1.5배로 연신하여, 두께 40㎛의 아크릴 기재를 얻었다.
(수지층 형성용 조성물의 제조)
테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트(도아고세 가부시키가이샤 제조, 「M240」) 100질량부 및 개시제(BASF사 제조, 「Irg184」) 4질량부를, 메틸이소부틸케톤 150질량부에 용해시켜, 수지층 형성용 조성물을 제조하였다.
또한, 표 1에 수지층 형성용 조성물의 조성을 나타낸다.
(하드 코팅층 형성용 조성물 1의 제조)
디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(닛본카야쿠 가부시키가이샤 제조) 50질량부, 우레탄아크릴레이트(닛본고세카가쿠코교 가부시키가이샤 제조, 「UV1700B」, 10관능, 중량 평균 분자량: 2,000) 50질량부 및 개시제(BASF사 제조, 「Irg184」) 4질량부를, 메틸이소부틸케톤 150질량부에 용해시켜, 하드 코팅층 형성용 조성물 1을 제조하였다.
(광학 적층체의 제조)
아크릴 기재 상에, 다이 코팅법에 의해 수지층 형성용 조성물을 도포 시공하고, 70℃에서 1분간 건조시켜서 용제를 증발시키고, 건조 후의 도포량이 4g/㎡(건조 막 두께 3.5㎛)가 되도록 수지층을 형성하였다. 얻어진 도막에, 조사량 70mJ/c㎡로 자외선을 조사하여 도막을 반경화(하프 큐어 상태)로 하였다.
이어서, 상술한 바와 같이 하여 형성한 수지층 상에 다이 코팅 방법에 의해, 하드 코팅층 형성용 조성물 1을 도포 시공하고, 70℃에서 1분간 건조시켜서 용제를 증발시키고, 건조 후의 도포량이 8g/㎡(건조 막 두께 7㎛)가 되도록 하드 코팅층(1)을 형성하였다. 얻어진 도막을, 자외선 조사량 200mJ/c㎡로 자외선을 조사하여 도막을 완전 경화(풀 큐어 상태)시켜, 광학 적층체를 얻었다.
실시예 2 내지 16 및 비교예 1 내지 10
수지층 형성용 조성물의 조성을 표 1에 나타내는 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 얻었다.
실시예 17
하드 코팅층 형성용 조성물로서, 상술한 하드 코팅층 형성용 조성물 1 대신에, 이하와 같이 하여 제조한 하드 코팅층 형성용 조성물 2을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광학 적층체를 얻었다.
(하드 코팅층 형성용 조성물 2의 제조)
디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(닛본카야쿠 가부시키가이샤 제조) 30질량부, 우레탄아크릴레이트(아라카와카가쿠코교 가부시키가이샤 제조, 「BS577」, 6관능, 중량 평균 분자량: 1,000) 46질량부, 단량체(도아고세 가부시키가이샤 제조, 「M315」, 3관능) 20질량부, 4급 암모늄염 함유 올리고머(타이세파인케미컬 가부시키가이샤 제조, 「1SX3000」) 4질량부 및 개시제(BASF사 제조, 「Irg184」) 4질량부를, 메틸이소부틸케톤 130질량부 및 N-부탄올 20질량부에 용해시켜, 하드 코팅층 형성용 조성물 2를 제조하였다.
실시예 17에서 얻어진 광학 적층체는, 하드 코팅층 중에 대전 방지제가 포함되므로, 대전 방지성을 갖는다.
실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 10에서 얻어진 광학 적층체에 대해서, 하기 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(기준 길이 30㎛에 있어서의 능선의 길이)
얻어진 광학 적층체의 두께 방향의 단면을, 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬상하고, 그 화면에 기초하여, 상술한 「기준 길이 30㎛에 있어서의 능선 길이의 측정 방법」에 기초하여 측정하였다.
(기준 높이와 기준 깊이의 고저차)
도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 아크릴 기재-수지층 계면이, 산부 및 골부를 갖는 능선을 나타내고, 광학 적층체의 두께 방향을 y축(단, 수지층측이 양의 방향), 상기 y축에 수직인 방향을 x축으로 하는 xy평면에 있어서, 상기 x축 방향으로 30㎛의 기준 길이 L을 재고, 상기 기준 길이 L에 있어서 능선이 갖는 극소점(4b) 중, y좌표가 가장 작은 것으로부터 3점(4b-1)을 선택하고, 그 평균 y좌표를 기준 깊이(5b)로 하고, 한편, 상기 기준 길이 L에 있어서 능선이 갖는 극대점(4a) 중, y좌표가 가장 큰 것으로부터 3점(4a-1)을 선택하고, 그 평균 y좌표를 기준 높이(5a)로 하여, 이 기준 깊이(5b)와 기준 높이(5a)의 차(절댓값)를, 기준 깊이(5b)와 기준 높이(5a)의 고저차로 하였다.
(평균 경사각 θa)
도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 아크릴 기재-수지층 계면이, 산부 및 골부를 갖는 능선을 나타내고, 광학 적층체의 두께 방향을 y축(단, 수지층측이 양의 방향), 상기 y축에 수직인 방향을 x축으로 하는 xy평면에 있어서, 상기 x축 방향으로 30㎛의 기준 길이 L을 재고, 상기 기준 길이 L에 있어서 능선이 갖는 극치점(극대점(4a) 및 극소점(4b))을 확정하고, 모든 인접하는 극치점 사이의 고저차(h1 내지 h12, 절댓값)의 합을 총고저차 ΣH라 했을 때, tan-1(총고저차 ΣH/기준 길이 L)로 표시되는 값을 평균 경사각 θa로 하였다.
(요철의 평균 간격 Sm)
JIS B0601(1994)에 준하여 측정하였다.
(밀착성)
JIS K 5600에 기초하여, 광학 적층체의 하드 코팅층에, 1㎜ 사각형으로 합계 100개의 바둑판 눈을 형성하고, 니치반(주) 제조 공업용 24㎜ 셀로판테이프(등록 상표)를 사용하여 5회 연속 박리 시험을 행하고, 남아있는 격자 무늬의 수량을 계측하였다.
박리되지 않은 격자 무늬의 수에 따라, 이하와 같이 평가하였다. O레벨 이상이 제품으로서 양호한 것이다.
A: 90-100
B: 80-89
C: 50-79
D: 50 미만
(간섭 줄무늬)
광학 적층체의 하드 코팅층과 반대측 면에 흑색의 테이프를 접합한 후, 삼파장 관형광등 아래에서 육안으로 간섭 줄무늬 유무의 평가를 행하였다. 간섭 줄무늬를 시인할 수 없는 경우를 A라고 하고, 희미하게 시인할 수 있는 경우를 B라고 하며, 시인할 수 있는 경우를 C라고 하였다.
(제조 가공성)
수지층 형성용 조성물을 아크릴 기재 상에 도포해서 건조한 단계에서, 인장 시험을 행하였다. 인장 정도는 2.2N/㎝으로 하였다.
그 결과, 인장했을 때 끊어지지 않는 경우를 「양호」라고 하고, 조금이라도 끊김이 발생하고, 제조 가공상 문제가 발생하는 것을 「불량」이라고 평가하였다.
제조 가공성이 「불량」이 되는 광학 적층체는, 기재 자체의 물성이 약체화되어 있으므로 수지층, 하드 코팅층 등을 경화시켜도 연필 경도(JIS K5600-5-4)가2H 이상 나오지 않는다.
(헤이즈)
광학 적층체의 헤이즈값(％)을 헤이즈미터(무라카미시키사이기쥬쯔켄큐죠 제조, 제품 번호; HM-150)를 사용하여 JIS K-7136을 따라서 측정하고, 이하의 평가 기준으로 평가하였다.
A: 헤이즈값이 0.8 이하
C: 헤이즈값이 0.8 초과
(표면 저항)
상기 실시예 및 비교예에서 제작한 각각의 광학 적층체에 대해서, 표면 저항값 측정기(하이레스타HT-210, 미쓰비시유카 가부시키가이샤 제조)를 사용하여 표면 저항값을 측정하였다.
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
PEG디(메트)아크릴레이트 1: 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트(도아고세 가부시키가이샤 제조, 「M240」, 분자량: 286)
PEG디(메트)아크릴레이트 2: 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(쿄에샤카가쿠 가부시키가이샤 제조, 「라이트에스테르3EG」, 분자량: 270)
PEG디(메트)아크릴레이트 3: 테트라에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(쿄에샤카가쿠 가부시키가이샤 제조, 「라이트에스테르4EG」, 분자량: 314)
말레이미드 중합체: (도아고세 가부시키가이샤 제조, 「UVT302」)
PETA: 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트
다관능 중합체: 아라카와카가쿠코교 제조, 「BS371」
다관능 올리고머: 다이이치코교세이야쿠 가부시키가이샤 제조, 「R1403」
단량체 1: 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 닛본카야쿠 가부시키가이샤 제조
단량체 2: 오르토-페닐페놀 EO 변성 아크릴레이트, 도아고세 가부시키가이샤 제조 M106
4급 암모늄염: 콜코트사 제조, 「콜코트NR121X」
ATO 입자: 안티몬도프 산화 주석의 메틸이소부틸케톤 분산액 미쯔비시매터리얼덴시카세이 가부시키가이샤 제조, 「EPT5DL2MIBK」
반응성 실리카: 닛산카가쿠코교 가부시키가이샤 제조, 「MIBKSD」, 평균 입경: 12㎚
지르코니아: 산화 지르코늄의 MEK 분산액(고형분 30％ 분산액, 사카이카가쿠코교 제조, 「SZR-K4nm」)
MIBK: 메틸이소부틸케톤
PGME: 프로필렌글리콜모노메틸에테르
MEK: 메틸에틸케톤
본 발명의 광학 적층체는, 음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 발광 소자 디스플레이(ELD), 터치 패널, 전자 페이퍼, 휴대 전화 등의 디스플레이, 특히 고정밀화 디스플레이에 적절하게 사용할 수 있다.
1: 아크릴 기재
2: 수지층
3: 하드 코팅층
4: 아크릴 기재-수지층 계면
4a: 극대점
4a-1: y좌표가 가장 큰 극대점(3점)
4b: 극소점
4b-1: y좌표가 가장 작은 극소점(3점)
5a: 기준 깊이
5b: 기준 높이
h: 기준 높이와 기준 깊이의 고저차
h1 내지 h12: 인접하는 극치점 사이의 고저차

Claims (6)

  1. 아크릴 기재의 한쪽 면 상에 수지층을 갖는 광학 적층체이며, 상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 아크릴 기재-수지층 계면이, 산부 및 골부를 갖는 능선을 나타내고, 상기 광학 적층체의 두께 방향에 수직인 방향으로 잰 기준 길이 30㎛에 있어서의 상기 능선의 길이가 31 내지 45㎛인 광학 적층체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학 적층체의 두께 방향의 단면에 있어서, 광학 적층체의 두께 방향에 수직인 방향으로 잰 기준 길이 30㎛에서, 아크릴 기재-수지층 계면의 골부 중, 가장 깊은 골부의 밑바닥부터 깊은 순서대로 3번째까지의 평균 깊이를 기준 깊이로 하고, 이어서 아크릴 기재-수지층 계면의 산부 중, 가장 높은 산 정상부터 높은 순서대로 3번째까지의 평균 높이를 기준 높이로 하여, 상기 기준 높이와 기준 깊이의 고저차가 0.3 내지 3.5㎛인 광학 적층체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 능선의 평균 경사각 θa가 15 내지 48°인 광학 적층체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 능선이 나타내는 요철 평균 간격 Sm이 0.5 내지 7㎛인 광학 적층체.
  5. 편광막의 적어도 한쪽의 면에 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 적층하여 이루어지는 편광판.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체 및/또는 제5항에 기재된 편광판을 구비하는 화상 표시 장치.
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