KR20180114028A - 광학 적층체 및 그의 제조 방법, 전면판, 그리고 화상 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
[1] 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체이며, JIS K6911에 준거하여 측정한 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1010Ω/□ 이하의 범위에 있고, 또한 해당 표면 저항률의 표준 편차 σ가 5.0×108Ω/□ 이하인 광학 적층체, [2] 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체이며, 해당 기재 필름이 시클로올레핀 중합체 필름이며, 해당 광학 적층체 전체의 두께에 대한 해당 기재 필름의 두께의 비율이 80％ 이상 95％ 이하이고, 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여 주파수 10Hz, 인장 하중 50N, 승온 속도 2℃/분의 조건에서 측정한, 온도 150℃에서의 해당 광학 적층체의 신장률이 5.0％ 이상 20％ 이하인 광학 적층체, [3] 셀룰로오스계 기재 필름, 안정화층 및 도전층을 순서대로 갖는 광학 적층체이며, JIS K6911에 준거하여 측정한 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1012Ω/□ 이하의 범위에 있고, 또한 해당 표면 저항률의 표준 편차 σ를 해당 평균값으로 나눈 값이 0.20 이하인 광학 적층체, 광학 적층체의 제조 방법, 전면판 및 화상 표시 장치이다.
Description
본 발명은 광학 적층체 및 그의 제조 방법, 전면판, 그리고 화상 표시 장치에 관한 것이다.
근년, 스마트폰, 태블릿 단말기를 대표하는 휴대형 액정 단말기에는, 터치 패널 기능이 탑재되어 있다. 터치 패널의 방식에는, 정전 용량식, 광학식, 초음파식, 전자기 유도식, 저항막식 등이 알려져 있다. 그 중에서도, 손끝과 도전층 사이에서의 정전 용량의 변화를 파악하여 입력하는 정전 용량식 터치 패널은, 저항막식과 나란히, 현재의 터치 패널의 주류가 되어 오고 있다.
이러한 터치 패널 기능을 탑재한 액정 표시 장치는, 종래는 액정 표시 장치 상에 터치 패널을 설치한 외장형이 주류였다. 외장형은, 액정 표시 장치와 터치 패널을 따로따로 제조한 후에 일체화하기 때문에, 어느 한쪽에 불량이 있어도 한쪽은 이용 가능하여, 수율이 우수한 것이지만, 두께나 무게가 증가한다는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해소하는 것으로서, 액정 표시 장치의 액정 표시 소자와 편광판 사이에 터치 패널을 내장한, 소위 온셀형 터치 패널 탑재 액정 표시 장치가 등장하고 있다. 그리고, 또한 최근에는, 온셀형보다도 더 두께나 무게를 저감시키는 것으로서, 터치 기능을 액정 표시 소자 안에 내장한, 소위 인셀형 터치 패널을 탑재한 액정 표시 장치(인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치)가 개발되기 시작하였다.
인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치는, 터치 기능을 내장한 액정 표시 소자 상에, 각종 기능을 갖는 필름 등을 접합층을 통해 접합시킨 광학 적층체를 설치한 구성을 포함하고 있다. 각종 기능을 갖는 필름 등이란, 예를 들어 위상차판, 편광자, 편광자의 보호 필름, 커버 유리 등을 들 수 있다.
인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치를 경량화, 박형화하기 위해서, 표시 소자 상에 설치되는 광학 적층체를 연구하는 시도가 이루어져 있다. 그 방법으로서, 광학 적층체를 특정한 층 구성으로 하여 해당 광학 적층체를 구성하는 부재를 삭감하는 것이나, 해당 광학 적층체를 구성하는 필름의 두께를 얇게 하는 것 등을 들 수 있다.
또한, 각 방식의 터치 패널 중에서도, 정전 용량식 터치 패널에서는, 안정된 동작성을 발현하는 관점에서, 터치 패널 센서부의 전위가 안정되어 있는 것이 특히 중요하다. 정전 용량식 터치 패널이 안정된 동작성을 확보하기 위해서는 등전위면이 필요하고, 또한 해당 등전위면이 환경 변화에 의한 영향을 받지 않고, 경시 안정성을 갖는 것이 보다 바람직하다. 그 때문에, 표시 소자 상에 설치되는 상기 광학 적층체를 특정한 층 구성으로 하는 것이 검토되고 있다.
예를 들어 특허문헌 1, 2에는, 특정한 층 구성 및 두께를 갖는 인셀 터치 패널 액정 표시 소자의 전면용 광학 적층체가 개시되어 있다. 액정 표시 소자보다도 조작자측에 위치하는 광학 적층체가 임의의 개소에 터치 패널 센서와는 다른 2종류의 도전층을 형성함으로써, 터치 패널 표면을 저도전율이며 또한 도전성의 경시 변화가 적은 것으로 할 수 있다.
또한 터치 패널을 탑재한 액정 표시 장치에 있어서는, 종래의 외장형이나 온셀형에서는, 액정 표시 소자보다 조작자측에 위치하고 있던 터치 패널이 도전성 부재로서 작용하고 있었지만, 인셀형으로의 전환에 의해, 액정 표시 소자보다도 조작자측에 도전성 부재가 존재하지 않게 된다. 이에 의해 인셀형 터치 패널을 탑재한 액정 표시 장치는, 터치 패널을 손가락으로 터치했을 때에 액정 화면이 부분적으로 백탁된다는 문제가 발생하고 있었다. 이 백탁은, 터치 패널 표면에서 발생한 정전기를 빠져나가게 할 수 없기 때문에 일어나는 것이다. 그러나, 특허문헌 1, 2에서는, 액정 표시 소자보다도 조작자측에 위치하는 광학 적층체의 임의의 개소에 도전층을 형성함으로써, 해당 표면에서 발생한 정전기를 빠져나가게 하여, 상기 백탁도 방지할 수 있음도 알아내었다.
또한 터치 패널 탑재 액정 표시 장치에 있어서는, 편광 선글라스를 통한 시인성을 개량하는 검토도 행해지고 있다. 당해 시인성의 개량이란, 표시 소자의 전면에 광학 적층체를 배치했을 때, 편광 선글라스를 통해 본 표시 화면에 색이 다른 불균일(이하, 「무지개 얼룩」이라고도 함)이 관찰되는 경우가 있고, 이것을 개량하는 것이다. 당해 시인성의 개량 방법으로서는, 편광자보다도 시인자측이 되는 위치에 직선 편광을 혼란시키는 광학 이방성을 갖는 층을 형성하는 방법이 알려져 있다.
예를 들어 전술한 특허문헌 1에는, 위상차판, 편광자 및 투명 기재를 이 순서대로 가지고, 또한 도전층을 가지고 이루어지며, 해당 투명 기재로서 상기 편광자로부터 출사되는 직선 편광을 혼란시키는 광학 이방성을 갖는 것을 사용한, 특정한 층 구성 및 두께를 갖는 인셀 터치 패널 액정 표시 소자의 전면용 광학 적층체가 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 위상차판, 편광자 및 표면 보호 필름을 이 순서대로 가지고, 또한 도전층을 가지고 이루어지며, 해당 표면 보호 필름으로서 상기 편광자로부터 출사되는 직선 편광을 혼란시키는 광학 이방성을 갖는 것을 사용한, 특정한 두께를 갖는 인셀 터치 패널 액정 표시 소자의 전면용 광학 적층체가 개시되어 있다.
상기 직선 편광을 혼란시키는 광학 이방성을 갖는 투명 기재 또는 표면 보호 필름으로서는, 1/4 파장 위상차의 플라스틱 필름 등을 들 수 있다. 통상, 해당 플라스틱 필름은 연신 필름이다. 그러나, 일반적인 연신 처리를 실시한 연신 필름의 광축 방향은, 그 폭 방향에 대하여 평행 방향 또는 직교 방향이기 때문에, 직선 편광자의 투과축과 1/4 파장 위상차의 플라스틱 필름의 광축을 맞추도록 접합시키기 위해서는, 해당 필름을 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 있다. 그 때문에 제조 공정이 번잡해질 뿐 아니라, 비스듬히 재단하기 때문에, 낭비되는 필름이 많다는 문제가 있었다. 또한, 터치 패널의 제조 시에 롤 투 롤로 제조할 수 없어, 연속적인 제조가 곤란하다는 문제도 있다.
특허문헌 3에는, 롤 투 롤 등에 의한 연속적인 제조가 가능하고, 광학적으로도 적합한 정전 용량식 터치 패널 센서로서, 경사 연신 필름의 적어도 한쪽 면 상에 직접 또는 간접적으로 도전층을 갖는 정전 용량식 터치 패널 센서가 개시되어 있다. 해당 경사 연신 필름을 사용함으로써 롤 투 롤에 의한 연속적인 제조가 가능해진다. 또한 해당 경사 연신 필름에 사용되는 재료로서는, 시클로올레핀 중합체가 특히 바람직한 것으로서 예시되어 있다.
또한 대전 방지층을 갖는 광학 필름으로서, 특허문헌 4에는, 투명한 필름 상에, 대전 방지층, 보호층, 미립자를 분산시킨 수지층을 포함하는 광 산란층을 순차 가지고, 해당 대전 방지층에 특정한 바늘 형상 금속 산화물 입자를 함유하는 광학 필름이 개시되고, 투명한 필름(지지체)으로서 지환식 구조를 갖는 중합체 수지 필름이 예시되어 있다(단락 0207을 참조).
터치 패널 탑재 액정 표시 장치를 경량화, 박형화하기 위해 광학 적층체를 구성하는 필름의 두께를 얇게 하면, 두께가 얇은 필름은 빳빳함이 없기 때문에, 예를 들어 해당 필름 상에 도전층을 직접 형성할 때 등에 필름의 평면성의 확보가 곤란해지고, 얻어지는 도전층 부착 필름에 주름 등이 발생하는 경우가 있다. 해당 필름이 주름지면, 도전층의 두께 변화가 발생함으로써 필름면 내의 표면 저항률에 변동이 발생한다. 이러한 필름을 정전 용량식 터치 패널의 전면판에 사용하면, 터치 패널의 동작성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 예를 들어, 도전층 형성용 기재 필름으로서 시클로올레핀 중합체 필름 등의 1/4 파장 위상차의 플라스틱 필름을 사용하는 것이 광학 특성의 점에서는 바람직하지만, 시클로올레핀 중합체 필름은 빳빳함이 없고 강도가 낮기 때문에, 전술한 바와 같은 문제가 현저하다.
또한, 시클로올레핀 중합체 필름은 저극성인 점에서, 수지 성분을 포함하는 층과의 밀착성이 낮은 것이 일반적으로 알려져 있다. 따라서, 해당 필름에 수지 성분을 포함하는 층을 직접 설치하는 경우에는, 코로나 처리 등에 의한 표면 처리를 행하지 않으면, 밀착성을 부여하는 것이 매우 곤란하다. 그러나 특허문헌 1 내지 4 모두, 이와 같은 과제에 대한 시사는 없다.
특허문헌 4에는, 광학 필름에 사용하는 지지체로서 지환식 구조를 갖는 중합체 수지 필름이 예시되어 있지만, 해당 수지 필름에 대한 밀착성이 우수한 대전 방지층, 및 이것을 갖는 광학 필름에 대해서는 기재되어 있지 않다.
또한, 특허문헌 3에 개시되어 있는 도전층은 터치 패널 센서이며, 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있는, 터치 패널의 동작 안정성을 확보하고, 또한 터치 패널 표면에서 발생한 정전기를 빠져나가게 하기 위해 설치되는 도전층과는 기능이 완전히 상이한 것이다. 터치 패널 센서로서의 도전층에는 보다 높은 도전성이 필요해지고, 그 표면 저항률은 바람직하게는 100 내지 1000Ω/□이다(특허문헌 3의 단락 0027 참조). 통상, 터치 패널 센서로서의 도전층을 형성하기 위해서는, 절연성이 높은 수지 성분을 많이 포함하는 수지 조성물을 사용하는 것은 일반적이지 않고, 예를 들어 특허문헌 3의 실시예에 기재되어 있는 바와 같이 인듐 주석 산화물(ITO)을 스퍼터링에 의해 제막하는 방법 등이 사용된다.
기타의 과제로서, 화상 시인성의 관점에서, 화상 표시 소자보다도 시인자측에 위치하는 광학 적층체는, 가시광 영역에 있어서 광투과성이 높은 것도 중요하다. 그러나 광학 적층체에 있어서의 도전층이 너무 두꺼우면, 가시광 영역의 광투과성이 저하될 우려가 있다. 한편, 해당 도전층의 두께를 얇게 하면 도전성의 확보 등이 곤란해질 우려가 있다.
또한, 해당 광학 적층체를 정전 용량식 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치에 적용하는 경우에는, 터치 패널의 동작성을 안정시키는 관점에서, 해당 광학 적층체는 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 것이 바람직하다.
한편, 전술한 무지개 얼룩의 개량을 위해서, 광학 적층체에 1/4 파장 위상차의 플라스틱 필름을 사용하는 것은 유효하다. 그러나, 상기 편광 해소 효과에는 우수하기는 하지만, 상기 1/4 파장 위상차의 플라스틱 필름을 광학 적층체에 사용한 경우에는, 해당 필름에 적층되는 기타 층과의 계면 반사에서 유래되는 간섭 줄무늬가 발생하여 화상 시인성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 해당 필름과 기타 층의 접착성이 낮아 가공 특성이 열악한 등의 문제도 있다. 또한, 당해 필름은 고가격이다.
그래서, 트리아세틸셀룰로오스를 비롯한 셀룰로오스계 필름을 사용한 광학 적층체의 개발이 검토되고 있다. 셀룰로오스계 필름은 광투과성이 높고, 리타데이션값이 작기 때문에 광학 특성이 우수하다. 또한 셀룰로오스계 필름은 그 성질상, 용제나 기타의 분자량 1,000 미만의 저분자량 성분이 침투하기 쉽다. 이 때문에, 셀룰로오스계 필름 상에 용제나 상기 저분자량 성분을 포함하는 재료를 사용하여 기타 층을 형성할 때, 해당 용제 및 저분자량 성분이 셀룰로오스계 필름에 침투한다. 이 효과에 의해, 셀룰로오스계 필름과 해당 기타 층의 계면이 불명료해지는 점에서 상기 간섭 줄무늬가 발생하지 않고, 또한 층간의 접착성도 양호해진다. 또한, 셀룰로오스계 필름은 비교적 저렴하다는 이점도 있다.
그러나, 셀룰로오스계 필름은 상술한 바와 같은 침투성을 갖기 때문에, 이 위에 용제나 상기 저분자량 성분을 포함하는 재료를 사용하여 도전층을 형성하고자 하면, 해당 도전층의 막 두께가 안정되지 않거나, 또는 도전층 형성용 재료가 셀룰로오스계 필름 중에 침투하여, 필요한 도전성 및 그 면 내 균일성이 얻어지지 않는 등의 문제가 발생한다. 또한, 셀룰로오스계 필름은 기후에 따라서 수분 함량이 변화되기 쉽고, 흡습에 의해 눈으로 봐서 판별할 수 있을 만큼 필름에 변형이 발생하는 경우도 있다. 해당 필름에 변형이 있으면, 그 위에 형성되는 도전층의 두께 변화가 발생함으로써도, 필름면 내의 표면 저항률에 변동이 발생한다. 이러한 필름을 정전 용량식 터치 패널의 전면에 사용하면, 터치 패널의 동작성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 특히, 인셀형 터치 패널에 있어서는 표면 저항률의 변동이 적은 것이 중요시된다.
본 발명이 제1 과제는, 정전 용량 방식의 터치 패널 탑재 화상 표시 장치 등에 적용한 경우에, 터치 패널의 동작성을 안정되게 발현할 수 있는 광학 적층체, 이것을 갖는 전면판 및 화상 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 과제는, 시클로올레핀 중합체 필름인 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 가지고, 해당 투명 도전층이 시클로올레핀 중합체 필름에 대한 밀착성이 우수하고, 가시광 영역에서의 광투과성이 높으며, 또한 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호하고, 특히 정전 용량 방식의 터치 패널 탑재 화상 표시 장치에 적용한 경우에, 터치 패널의 동작성을 안정되게 발현할 수 있는 광학 적층체, 이것을 갖는 전면판 및 화상 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제3 과제는, 기재 필름으로서 셀룰로오스계 기재 필름을 사용한 경우에도, 정전 용량 방식의 터치 패널 탑재 화상 표시 장치 등에 적용한 경우에, 터치 패널의 동작성을 안정되게 발현할 수 있는 광학 적층체, 이것을 갖는 전면판 및 화상 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제4 과제는, 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 갖는 광학 적층체의 제조에 있어서, 빳빳함이 없고 강도가 낮은 기재 필름을 사용해도 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 광학 적층체의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명자들은, 특정한 층 구성 및 도전 특성을 갖는 광학 적층체에 의해, 상기 제1 과제를 해결할 수 있음을 알아내었다.
즉 제1 형태에 관한 본 발명(이하 「제1 발명」이라고도 함)은 하기에 관한 것이다.
[1] 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체이며, JIS K6911에 준거하여 측정한 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1010Ω/□ 이하의 범위에 있고, 또한 해당 표면 저항률의 표준 편차 σ가 5.0×108Ω/□ 이하인 광학 적층체.
[2] 상기 [1]에 기재된 광학 적층체, 편광자 및 위상차판을 순서대로 갖는 전면판.
[3] 표시 소자의 시인자측에, 상기 [1]에 기재된 광학 적층체 또는 상기 [2]에 기재된 전면판이 설치된 화상 표시 장치.
본 발명자들은, 특정한 층 구성을 가지며, 또한 소정의 신장 특성을 갖는 광학 적층체로 함으로써, 상기 제2 과제를 해결할 수 있음을 알아내었다.
즉 제2 형태에 관한 본 발명(이하 「제2 발명」이라고도 함)은 하기에 관한 것이다.
[1] 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체이며, 해당 기재 필름이 시클로올레핀 중합체 필름이며, 해당 광학 적층체 전체의 두께에 대한 해당 기재 필름의 두께의 비율이 80％ 이상 95％ 이하이고, 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여 주파수 10Hz, 인장 하중 50N, 승온 속도 2℃/분의 조건에서 측정한, 온도 150℃에서의 해당 광학 적층체의 신장률이 5.0％ 이상 20％ 이하인, 광학 적층체.
[2] 상기 [1]에 기재된 광학 적층체, 편광자 및 위상차판을 순서대로 갖는 전면판.
[3] 표시 소자의 시인자측에, 상기 [1]에 기재된 광학 적층체 또는 상기 [2]에 기재된 전면판이 설치된 화상 표시 장치.
본 발명자들은, 특정한 층 구성 및 도전 특성을 갖는 광학 적층체에 의해, 상기 제3 과제를 해결할 수 있음을 알아내었다.
즉 제3 형태에 관한 본 발명(이하 「제3 발명」이라고도 함)은 하기에 관한 것이다.
[1] 셀룰로오스계 기재 필름, 안정화층 및 도전층을 순서대로 갖는 광학 적층체이며, JIS K6911에 준거하여 측정한 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1012Ω/□ 이하의 범위에 있고, 또한 해당 표면 저항률의 표준 편차 σ를 해당 평균값으로 나눈 값이 0.20 이하인 광학 적층체.
[2] 상기 [1]에 기재된 광학 적층체, 편광자 및 위상차판을 순서대로 갖는 전면판.
[3] 표시 소자의 시인자측에, 상기 [1]에 기재된 광학 적층체 또는 [2]에 기재된 전면판이 설치된 화상 표시 장치.
또한 본 발명자들은, 특정한 공정을 갖는 광학 적층체의 제조 방법에 의해, 상기 제4 과제를 해결할 수 있음을 알아내었다.
즉 제4 형태에 관한 본 발명(이하 「제4 발명」이라고도 함)은 하기에 관한 것이다.
[1] 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체의 제조 방법이며, 해당 기재 필름의 한쪽 면에, 점착층을 통해 이면 필름을 적층하고, 이어서 해당 기재 필름의 다른쪽 면에 해당 투명 도전층 및 해당 표면 보호층을 순서대로 형성하는 공정을 가지며, 또한 하기 조건(1)을 만족시키는, 광학 적층체의 제조 방법.
조건(1): 상기 기재 필름, 상기 점착층 및 상기 이면 필름을 포함하는, 폭 25mm, 길이 100mm의 적층체를, 해당 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분을 수평으로 고정시키고, 나머지 길이 75mm의 부분을 자중에 의해 변형시켰을 때, 해당 적층체의 고정부로부터 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리가 45mm 이하이다.
[2] 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체의 제조 방법이며, 해당 기재 필름의 한쪽 면에, 점착층을 통해 이면 필름을 적층하고, 이어서 해당 기재 필름의 다른쪽 면에 해당 투명 도전층 및 해당 표면 보호층을 순서대로 형성하는 공정을 가지고, 해당 점착층 및 해당 이면 필름의 합계 두께가 20 내지 200㎛이며, 또한 해당 점착층 및 해당 이면 필름을 포함하는 적층물이, JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 속도 5mm/분으로 측정되는 인장 탄성률이 800N/mm2 이상 10,000N/mm2 이하인, 광학 적층체의 제조 방법.
[3] 기재 필름의 한쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 점착층 및 이면 필름을 순서대로 가지고, 해당 기재 필름의 다른쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 가지며, 또한 하기 조건(1)을 만족시키는, 투명 적층체.
조건(1): 상기 기재 필름, 상기 점착층 및 상기 이면 필름을 포함하는, 폭 25mm, 길이 100mm의 적층체를, 해당 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분을 수평으로 고정시키고, 나머지 길이 75mm의 부분을 자중에 의해 변형시켰을 때, 해당 적층체의 고정부로부터 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리가 45mm 이하이다.
[4] 기재 필름의 한쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 점착층 및 이면 필름을 순서대로 가지고, 해당 기재 필름의 다른쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 가지고, 해당 점착층 및 해당 이면 필름의 합계 두께가 20 내지 200㎛이며, 또한 해당 점착층 및 해당 이면 필름을 포함하는 적층물이, JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 속도 5mm/분으로 측정되는 인장 탄성률이 800N/mm2 이상 10,000N/mm2 이하인, 투명 적층체.
제1 발명에 관한 광학 적층체는, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 점에서, 특히 정전 용량식 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치를 구성하는 부재로서 적합하게 사용된다. 당해 광학 적층체를 가짐으로써, 당해 터치 패널은 안정된 동작성을 발현한다.
제2 발명에 관한 광학 적층체는, 소정의 범위의 신장 특성을 갖는 점에서, 기재 필름인 시클로올레핀 중합체 필름과 투명 도전층의 밀착성이 우수하고, 또한 표면 저항률의 면 내 균일성도 양호하기 때문에, 특히 정전 용량식 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치의 전면판을 구성하는 부재로서 적합하게 사용된다. 당해 광학 적층체를 가짐으로써, 당해 터치 패널은 안정된 동작성을 발현한다. 또한 광학 적층체에 있어서, 시클로올레핀 중합체 필름으로서 경사 연신된 1/4 파장 위상차 필름을 사용한 경우에는, 편광 선글라스를 통한 시인성도 양호하고, 또한 롤 투 롤법에 의한 연속적인 제조도 가능해진다.
또한 제2 발명에 관한 광학 적층체는, 전체 두께에 대한 기재 필름의 두께의 비율이 80％ 이상인 점에서, 가시광 투과성도 양호하다.
제3 발명에 관한 광학 적층체는, 기재 필름으로서 셀룰로오스계 기재 필름을 사용한 경우에도 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 점에서, 특히 정전 용량식 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치를 구성하는 부재로서 적합하게 사용된다. 당해 광학 적층체를 가짐으로써, 터치 패널은 안정된 동작성을 발현한다.
제4 발명에 관한 광학 적층체의 제조 방법에 의하면, 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 갖는 광학 적층체의 제조에 있어서 빳빳함이 없고 강도가 낮은 기재 필름을 사용해도, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 광학 적층체를 제조할 수 있다. 해당 광학 적층체는, 특히 정전 용량식 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치를 구성하는 부재로서 적합하게 사용된다.
도 1은 본 발명의 광학 적층체에 있어서의 표면 저항률의 측정 방법의 일례를 설명하는 평면 모식도이다.
도 2는 제1 발명에 관한 광학 적층체(I) 및 제2 발명에 관한 광학 적층체(II)의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은 제3 발명에 관한 광학 적층체(III)의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 4는 제3 발명에 관한 광학 적층체(III)의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 전면판의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 6은 본 발명의 전면판의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 7은 본 발명의 화상 표시 장치의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 8은 본 발명의 화상 표시 장치의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 9는, 제4 발명에 관한 광학 적층체의 제조 방법에 있어서, 조건(1)에서 규정하는 연직 거리의 측정 방법을 나타내는 모식도이다.
도 10은 제4 발명에 있어서의 광학 적층체 및 투명 적층체의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 11은 제4 발명에 있어서의 전면판의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 12는 제4 발명에 있어서의 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 13은, 실시예 2-1에 있어서 시클로올레핀 중합체 상에 형성한 투명 도전층을 채취하고, 투과법으로 측정한 적외 분광(IR) 스펙트럼이다.
도 14는 실시예 2-1에서 사용한 전리 방사선 경화성 수지(A) 단독의 경화물의 IR 스펙트럼이다.
도 15는 실시예 2-1에서 사용한 전리 방사선 경화성 수지(B) 단독의 경화물의 IR 스펙트럼이다.
도 2는 제1 발명에 관한 광학 적층체(I) 및 제2 발명에 관한 광학 적층체(II)의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은 제3 발명에 관한 광학 적층체(III)의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 4는 제3 발명에 관한 광학 적층체(III)의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 전면판의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 6은 본 발명의 전면판의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 7은 본 발명의 화상 표시 장치의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 8은 본 발명의 화상 표시 장치의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 9는, 제4 발명에 관한 광학 적층체의 제조 방법에 있어서, 조건(1)에서 규정하는 연직 거리의 측정 방법을 나타내는 모식도이다.
도 10은 제4 발명에 있어서의 광학 적층체 및 투명 적층체의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 11은 제4 발명에 있어서의 전면판의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 12는 제4 발명에 있어서의 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 13은, 실시예 2-1에 있어서 시클로올레핀 중합체 상에 형성한 투명 도전층을 채취하고, 투과법으로 측정한 적외 분광(IR) 스펙트럼이다.
도 14는 실시예 2-1에서 사용한 전리 방사선 경화성 수지(A) 단독의 경화물의 IR 스펙트럼이다.
도 15는 실시예 2-1에서 사용한 전리 방사선 경화성 수지(B) 단독의 경화물의 IR 스펙트럼이다.
이하, 제1 발명으로부터 제4 발명에 대하여 설명한다. 또한, 적절히 제1 발명에 관한 광학 적층체를 「광학 적층체(I)」, 제2 발명에 관한 광학 적층체를 「광학 적층체(II)」, 제3 발명에 관한 광학 적층체를 「광학 적층체(III)」라고 칭한다. 또한 제4 발명에 관한 광학 적층체의 제조 방법을 적절히 「본 발명의 제조 방법」이라고 칭한다.
[제1 발명: 광학 적층체(I)]
제1 발명에 관한 본 발명의 광학 적층체(I)는 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖고 있으며, JIS K6911에 준거하여 측정한 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1010Ω/□ 이하의 범위에 있고, 또한 해당 표면 저항률의 표준 편차 σ가 5.0×108Ω/□ 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상이면, 정전 용량식 터치 패널의 동작성이 안정된다. 또한, 표면 저항률의 평균값이 1.0×1010Ω/□ 이하이면, 상술한 액정 화면의 백탁도 효과적으로 방지할 수 있다. 당해 표면 저항률의 평균값은, 상기 관점에서 바람직하게는 1.0×108Ω/□ 이상이며, 바람직하게는 2.0×109Ω/□ 이하, 보다 바람직하게는 1.5×109Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0×109Ω/□ 이하의 범위이다.
또한, 표면 저항률의 표준 편차 σ가 5.0×108Ω/□를 초과하면, 표면 저항률의 면 내 변동이 크기 때문에, 정전 용량식 터치 패널에 사용했을 때에 동작성이 저하된다. 이 관점에서, 당해 표면 저항률의 표준 편차 σ는, 바람직하게는 1.0×108Ω/□ 이하, 보다 바람직하게는 8.0×107Ω/□ 이하이다.
상기 표면 저항률은 JIS K6911:1995에 준거하여 측정되지만, 그 평균값 및 표준 편차는, 예를 들어 하기 방법 A에 의해 측정할 수 있다.
방법 A: 광학 적층체의 표면 보호 층면측에서, 해당 광학 적층체의 외주로부터 1.5cm 내측의 영역(a) 내를 세로 및 가로로 각각 n 등분하는 직선(b)을 긋고, 영역(a)의 정점, 직선(b)끼리의 교점 및 영역(a)을 구성하는 4변과 직선(b)의 교점에 있어서, 표면 저항률을 측정한다. n은 1 내지 4의 정수이며, 상기 광학 적층체의 면적이 10인치 미만인 경우에는 n=1, 10인치 이상 25인치 미만인 경우에는 n=2, 25인치 이상 40인치 미만인 경우에는 n=3, 40인치 이상인 경우에는 n=4로 한다.
여기서, 광학 적층체의 외주로부터 1.5cm 내측의 영역(a)이란, 광학 적층체의 4변 각각으로부터 해당 광학 적층체의 내측을 향해서 1.5cm 내측으로 평행 이동한 직선에 둘러싸인 영역이며, 구체적으로는 도 1의 파선(a)으로 둘러싸인 영역이다. 도 1에 있어서, 1은 광학 적층체이며, d는 광학 적층체의 외주로부터의 거리(1.5cm)를 나타낸다. 또한 직선(b)은 영역(a) 내를 세로 및 가로로 각각 n 등분하는 직선이며, 도 1의 일점 쇄선(b)으로 표현된다. 그리고, 도 1에 있어서 흑색점에서 나타낸, 영역(a)의 정점, 직선(b)끼리의 교점 및 영역(a)을 구성하는 4변과 직선(b)의 교점 각각에 있어서 표면 저항률을 측정하고, 그 평균값 및 표준 편차를 산출한다. 도 1은 n=4의 경우를 나타낸 것이다.
또한, n=1의 경우에는 직선(b)을 긋지 않고, 영역(a)의 정점에 있어서 표면 저항률을 측정하는 것으로 한다.
n은 측정 대상이 되는 광학 적층체의 면적에 따라서 변경할 수 있다. 또한, 측정 시의 조작성의 관점에서, 광학 적층체를 적절히 커트하고 나서 표면 저항률을 측정해도 된다.
상기 표면 저항률은, 저항률계 및 프로브로서 URS 프로브를 사용하고, 온도 25±4℃, 습도 50±10％의 환경 하에 500V의 인가 전압에서 측정한다. URS 프로브는 광학 적층체에 대한 접지 면적이 작기 때문에, 표면 저항률의 면 내 변동 측정 정밀도가 높은 점에서, 상기 표면 저항률의 측정에는 URS 프로브를 사용할 필요가 있다. 해당 표면 저항률은 구체적으로는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 표면 저항률의 경시 안정성의 관점에서, 해당 광학 적층체(I)를 80℃에서 250시간 유지한 후에 측정되는 표면 저항률의, 해당 유지 전의 표면 저항률에 대한 비(광학 적층체(I)를 80℃에서 250시간 유지한 후의 표면 저항률/광학 적층체(I)를 80℃에서 250시간 유지하기 전의 표면 저항률)가, 모든 측정점에 있어서 0.40 내지 2.5의 범위인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.50 내지 2.0의 범위이다. 당해 표면 저항률의 비는, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
당해 표면 저항률의 비가 상기 범위이면, 해당 광학 적층체(I)는 환경 변화에 의한 표면 저항률의 변화가 적은 점에서, 정전 용량식 터치 패널에 사용했을 때에 안정된 동작성을 장기간 유지할 수 있다.
광학 적층체(I)의 표면 저항률의 평균값 및 표준 편차를 상기 범위로 조정하는 방법으로서는, (1) 투명 도전층의 형성에 사용하는 재료 및 두께의 선택, (2) 표면 보호층의 형성에 사용하는 재료 및 두께의 선택, 및 (3) 특정의 투명 도전층과 표면 보호층을 조합한 층 구성의 적용 등을 들 수 있다. 이들에 대해서는 후술한다.
또한 본 발명의 광학 적층체(I)는, 화상 표시 장치의 최표면이 아니고, 화상 표시 장치에 설치되는 커버 유리 등의 표면 보호 부재보다도 내측에 배치하는 것을 상정한 것이다(후술하는 도 7을 참조). 후술하는 다른 광학 적층체에 대해서도 동일하다.
이하, 본 발명의 광학 적층체(I)를 구성하는 각 층에 대하여 설명한다.
(기재 필름)
본 발명의 광학 적층체(I)에 사용하는 기재 필름은, 광투과성을 갖는 필름(이하, 「광투과성 기재 필름」이라고도 함)이 바람직하다. 광투과성 기재 필름으로서는, 종래 공지된 광학 필름에 사용되고 있는 수지 기재 등을 들 수 있다. 광투과성 기재 필름의 전체 광선 투과율은 통상 70％ 이상이며, 85％ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 전체 광선 투과율은, 자외 가시 분광 광도계를 사용하여 실온, 대기 중에서 측정할 수 있다.
광투과성 기재 필름을 구성하는 재료로서는, 아세틸셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에테르케톤계 수지, (메트)아크릴로니트릴계 수지, 시클로올레핀 중합체 등을 들 수 있다.
그 중에서도 기재 필름은, 광학 이방성을 갖는 것이 보다 바람직하다(이하, 광학 이방성을 갖는 기재 필름을 「광학 이방성 기재」라고도 함). 광학 이방성 기재는 편광자로부터 출사되는 직선 편광을 혼란시키는 성질을 갖는다.
편광자로부터 직선 편광이 출사되는 구성을 갖는 화상 표시 장치(예를 들어 액정 표시 장치)의 경우, 표시 소자보다도 시인자측에 광학 적층체를 배치했을 때, 편광 선글라스를 통해 본 표시 화면에 색이 다른 불균일(무지개 얼룩)이 관찰되는 경우가 있다. 그러나, 편광자보다도 시인자측이 되는 위치에 직선 편광을 혼란시키는 광학 이방성을 갖는 층을 형성함으로써 이것을 방지할 수 있다.
광학 이방성 기재로서는, 리타데이션값 3000 내지 30000nm의 플라스틱 필름(이하, 「고리타데이션 필름」이라고도 함) 또는 1/4 파장 위상차의 플라스틱 필름(이하, 「1/4 파장 위상차 필름」이라고도 함) 등을 들 수 있다. 편광자로부터 출사된 광이 고리타데이션 필름에 입사되면, 해당 필름을 통과하는 광은 파장에 의한 위상차 변동이 극단적으로 커지기 때문에, 표시 화면을 편광 선글라스를 통해 보았을 때의 무지개 얼룩을 시인하기 어렵게 한다라는 효과를 발휘한다. 또한 1/4 파장 위상차 필름은, 편광자로부터 출사된 직선 편광을 원편광으로 변환하는 성질을 갖기 때문에 무지개 얼룩을 방지할 수 있다. 무지개 얼룩 방지 효과의 관점에서는, 1/4 파장 위상차 필름을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
리타데이션값 3000 내지 30000nm의 고리타데이션 필름은, 리타데이션값을 3000nm 이상으로 함으로써, 표시 화면을 편광 선글라스로 관찰했을 때, 표시 화면에 무지개 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 리타데이션값을 너무 높혀도 무지개 얼룩 개선 효과의 향상을 볼 수 없게 되기 때문에, 리타데이션값을 30000nm 이하로 함으로써, 막 두께를 필요 이상으로 두껍게 하는 것을 방지할 수 있다. 고리타데이션 필름의 리타데이션값은, 6000 내지 30000nm인 것이 바람직하다.
또한, 상술한 리타데이션값은, 파장 589.3nm 전후의 파장에 대하여 만족시키는 것이 바람직하다.
리타데이션값(nm)은, 플라스틱 필름의 면 내에 있어서 가장 굴절률이 큰 방향(지상축 방향)의 굴절률(nx)과, 지상축 방향과 직교하는 방향(진상축 방향)의 굴절률(ny)과, 플라스틱 필름의 두께(d)(nm)에 의해, 이하의 식에 의해 표시되는 것이다.
리타데이션값(Re)=(nx-ny)×d
또한, 상기 리타데이션값은, 예를 들어 오지 게이소꾸 기끼사제 코브라 KOBRA-WR에 의해 측정(측정각 0°, 측정 파장 589.3nm)할 수 있다.
또는, 상기 리타데이션값은, 2매의 편광판을 사용하여, 기재의 배향축 방향(주축의 방향)을 구하고, 배향축 방향에 대하여 직교하는 2개의 축굴절률(nx, ny)을 아베 굴절률차계(가부시끼가이샤 아타고제, NAR-AT)에 의해 구하며, 큰 굴절률을 나타내는 축을 지상축으로 정의한다. 이와 같이 하여 구한 굴절률차(nx-ny)에, 전기 마이크로미터(안리쓰 가부시키가이샤제)를 사용하여 측정한 두께를 곱하여, 리타데이션값이 얻어진다.
또한, 제1 발명에서는, 상기 nx-ny(이하, 「Δn」이라고 하는 경우도 있음)는, 0.05 이상이 바람직하고, 0.07 이상이 보다 바람직하고, 0.10 이상이 더욱 바람직하다. Δn이 0.05 이상이면, 기재 필름의 두께가 얇아도 높은 리타데이션값을 얻을 수 있으므로, 전술한 무지개 얼룩 억제 및 박형화를 양립시킬 수 있다.
고리타데이션 필름을 구성하는 재료로서는, 상기 광투과성 기재 필름으로서 예시한 것을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 폴리에스테르계 수지가 바람직하고, 그 중에서도 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)가 보다 바람직하다.
고리타데이션 필름은, 예를 들어 상기 PET 등의 폴리에스테르계 수지를 포함하는 경우, 재료의 폴리에스테르를 용융시켜, 시트 형상으로 압출 성형된 미연신 폴리에스테르를 유리 전이 온도 이상의 온도에 있어서 텐터 등을 사용하여 가로 연신 후, 열처리를 실시함으로써 얻을 수 있다. 가로 연신 온도로서는, 80 내지 130℃가 바람직하고, 90 내지 120℃가 보다 바람직하다. 또한, 가로 연신 배율은 2.5 내지 6.0배가 바람직하고, 3.0 내지 5.5배가 보다 바람직하다. 연신 배율을 2.5배 이상으로 함으로써, 연신 장력을 크게 할 수 있고, 얻어지는 필름의 복굴절이 커지고, 리타데이션값을 3000nm 이상으로 할 수 있다. 또한, 가로 연신 배율을 6.0배 이하로 함으로써, 필름의 투명성의 저하를 방지할 수 있다.
상술한 방법으로 제작한 고리타데이션 필름의 리타데이션값을 3000nm 이상으로 제어하는 방법으로서는, 연신 배율이나 연신 온도, 제작하는 고리타데이션 필름의 막 두께를 적절히 설정하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 연신 배율이 높을수록, 연신 온도가 낮을수록, 또한 막 두께가 두꺼울수록, 높은 리타데이션값을 얻기 쉬워진다.
광학 이방성 기재 중, 1/4 파장 위상차의 플라스틱 필름으로서는, 550nm의 위상차가 137.5nm인 정1/4 파장 위상차 필름을 사용할 수 있지만, 550nm의 위상차가 80 내지 170nm인, 대략 1/4 파장 위상차 필름을 사용할 수도 있다. 이들 정1/4 파장 위상차 필름 및 대략 1/4 파장 위상차 필름은, 편광 선글라스로 관찰했을 때, 액정 표시 장치의 표시 화상에 무지개 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있는 점, 및 고리타데이션 필름에 비해 막 두께를 얇게 할 수 있는 점에서 적합하다.
1/4 파장 위상차 필름은, 플라스틱 필름을 1축이나 2축 등으로 연신 처리하거나, 플라스틱 필름 중 또는 플라스틱 필름 상에 설치하는 층 중에서, 액정 재료를 규칙적으로 배열시키거나 함으로써 형성할 수 있다. 플라스틱 필름으로서는 예를 들어, 폴리카르보네이트나 폴리에스테르, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리술폰, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌, 아세트산셀룰로오스계 중합체 폴리아미드, 시클로올레핀 중합체 등을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 플라스틱 필름을 연신 처리한 것이나, 플라스틱 필름 상에 액정 재료를 포함하는 액정층을 형성한 것이 바람직하고, 연신 공정에서 1/4 파장 위상차를 부여되는 제조 공정의 용이함의 관점에서 플라스틱 필름을 연신 처리한 것이 보다 바람직하고, 특히 폴리카르보네이트, 시클로올레핀 중합체나 폴리에스테르 필름을 연신 처리한 것이 바람직하다.
광학 적층체(I)에서는, 기재 필름으로서 시클로올레핀 중합체 필름을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 시클로올레핀 중합체 필름은, 투명성, 저흡습성, 내열성이 우수하다. 그 중에서도, 당해 시클로올레핀 중합체 필름은, 경사 연신된 1/4 파장 위상차 필름인 것이 바람직하다. 시클로올레핀 중합체 필름이 1/4 파장 위상차 필름이면, 상술한 바와 같이 액정 화면 등의 표시 화면을 편광 선글라스로 관찰했을 때에 무지개 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 높기 때문에, 시인성이 양호하다. 또한 시클로올레핀 중합체 필름이 경사 연신된 필름이면, 광학 적층체(I)와 화상 표시 장치의 전면판을 구성하는 편광자를 양쪽의 광축을 맞추도록 접합시킬 때에도, 광학 적층체(I)를 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 없다. 그 때문에, 롤 투 롤에 의한 연속적인 제조가 가능해짐과 함께, 비스듬히 낱장으로 재단하는 것에 의한 낭비가 적어진다는 효과를 발휘한다.
일반적인 연신 처리를 실시한 연신 필름의 광축 방향은, 그 폭 방향에 대하여 평행 방향 또는 직교 방향이다. 그 때문에, 직선 편광자의 투과축과 1/4 파장 위상차 필름의 광축을 맞추도록 접합시키기 위해서는, 해당 필름을 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 있다. 그 때문에 제조 공정이 번잡해질 뿐만 아니라, 비스듬히 재단하기 때문에, 낭비되는 필름이 많다. 또한, 롤 투 롤로 제조할 수 없어, 연속적인 제조가 곤란하다. 그러나, 기재 필름으로서 경사 연신 필름을 사용함으로써 이들 문제를 해결할 수 있다.
시클로올레핀 중합체로서는, 노르보르넨계 수지, 단환의 환상 올레핀계 수지, 환상 공액 디엔계 수지, 비닐 지환식 탄화수소계 수지 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 투명성 및 성형성의 관점에서, 노르보르넨계 수지가 바람직하다.
노르보르넨계 수지로서는, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체 또는 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 다른 단량체의 개환 공중합체 또는 그들의 수소화물; 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체 또는 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 다른 단량체의 부가 공중합체 또는 그들의 수소화물; 등을 들 수 있다.
경사 연신 필름의 배향각은, 필름의 폭 방향에 대하여 바람직하게는 20 내지 70°, 보다 바람직하게는 30 내지 60°, 더욱 바람직하게는 40 내지 50°이며, 45°가 특히 바람직하다. 경사 연신 필름의 배향각이 45°이면, 완전한 원편광이 되기 때문이다. 또한, 광학 적층체(I)를 편광자의 광축에 맞추도록 접합시킬 때에도 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 없어, 롤 투 롤에 의한 연속적인 제조가 가능해진다.
상기 시클로올레핀 중합체 필름은, 시클로올레핀 중합체를 제막, 연신할 때, 연신 배율이나 연신 온도, 막 두께를 적절히 조정함으로써 얻을 수 있다. 시판되고 있는 시클로올레핀 중합체로서는, 「Topas」(상품명, Ticona사제), 「아톤」(상품명, JSR(주)제), 「제오노아」 및 「제오넥스」(모두 상품명, 닛본 제온(주)제)), 「아펠」(미쓰이 가가쿠(주)제) 등을 들 수 있다.
또한, 시판되는 시클로올레핀 중합체 필름을 사용할 수도 있다. 당해 필름으로서는, 「제오노아 필름」(상품명, 닛본 제온(주)제), 「아톤 필름」(상품명, JSR(주)제) 등을 들 수 있다.
광학 적층체(I)에 사용하는 기재 필름은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 산화 방지제, 열 안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 활제, 가소제, 착색제 등의 첨가제를 함유할 수 있다. 그 중에서도 기재 필름은 자외선 흡수제를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 기재 필름이 자외선 흡수제를 함유함으로써, 외광 자외선에 의한 열화를 방지하는 효과가 있기 때문이다.
당해 자외선 흡수제로서는 특별히 제한은 없고, 공지된 자외선 흡수제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 벤조옥사진계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내후성, 색감의 관점에서, 벤조트리아졸계 화합물이 바람직하다. 상기 자외선 흡수제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
기재 필름 중의 자외선 흡수제의 함유량은, 바람직하게는 0.1 내지 10질량％, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5질량％, 더욱 바람직하게는 1 내지 5질량％이다. 자외선 흡수제의 함유량이 상기 범위라면, 파장 380nm에 있어서의 광학 적층체(I)의 투과율을 30％ 이하로 억제할 수 있으며, 또한 자외선 흡수제를 함유하는 것에 의한 황색기를 억제할 수 있다.
기재 필름의 두께는, 강도, 가공 적성 및 광학 적층체(I)를 사용하는 전면판 및 화상 표시 장치의 박형화 관점에서, 4 내지 200㎛의 범위가 바람직하고, 4 내지 170㎛가 보다 바람직하고, 20 내지 135㎛가 더욱 바람직하고, 20 내지 120㎛가 보다 더욱 바람직하다.
(투명 도전층)
본 발명의 광학 적층체(I)가 갖는 투명 도전층은, 정전 용량식 터치 패널에 적용하면, 터치 패널의 면 내 전위를 일정하게 하고, 동작성을 안정시킨다는 효과를 발휘한다. 이 효과를 발휘하는 관점에서는, 특히 후술하는 도통성 표면 보호층과 조합하는 것이 바람직하다. 또한 인셀 터치 패널에 있어서 투명 도전층은, 종래의 외장형이나 온셀형에 있어서 도전성 부재로서 작용하고 있던 터치 패널의 대체적인 역할을 갖는다. 인셀 터치 패널을 탑재한 액정 표시 소자의 전면에 상기 투명 도전층을 갖는 광학 적층체를 사용하면, 해당 투명 도전층은 액정 표시 소자보다 조작자측에 위치하게 되므로, 터치 패널 표면에서 발생한 정전기를 빠져나가게 할 수 있고, 해당 정전기에 의해 액정 화면이 부분적으로 백탁되는 것을 방지할 수 있다. 이 관점에서, 투명 도전층은 두께를 얇게 해도 충분한 도전성을 부여할 수 있고, 착색이 적으며, 투명성이 양호하고, 내후성이 우수하며, 도전성의 경시적 변화가 적은 것이 바람직하다.
당해 투명 도전층을 구성하는 재료에는 특별히 제한은 없지만, 전리 방사선 경화성 수지와 도전성 입자를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 표면 저항률의 면 내 균일성 및 경시 안정성, 그리고 기재 필름으로서 시클로올레핀 중합체 필름을 사용하는 경우의 밀착성이 우수한 점에서, 투명 도전층은, 분자 내에 지환식 구조를 갖는 전리 방사선 경화성 수지(A)와 도전성 입자를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 보다 바람직하다.
또한 본 명세서에 있어서 전리 방사선 경화성 수지 조성물이란, 전리 방사선을 조사함으로써 경화되는 수지 조성물이다. 전리 방사선으로서는, 전자파 또는 하전 입자선 중, 분자를 중합 또는 가교할 수 있는 에너지 양자를 갖는 것, 예를 들어 자외선(UV) 또는 전자선(EB)이 사용되는 것 이외에도, 그 밖에 X선, γ선 등의 전자파, α선, 이온선 등의 하전 입자선도 사용된다.
시클로올레핀 중합체 필름은 저극성인 점에서, 수지 성분을 포함하는 층과의 밀착성이 낮은 것이 일반적으로 알려져 있다. 따라서, 해당 필름에 수지 성분을 포함하는 도전층을 직접 설치하는 경우에는, 코로나 처리나 프라이머층 형성 등에 의한 표면 처리를 행하지 않으면, 밀착성을 부여하는 것이 매우 곤란하다. 그러나, 분자 내에 지환식 구조를 갖는 전리 방사선 경화성 수지(A)와 도전성 입자를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 형성된 투명 도전층은, 시클로올레핀 중합체 필름 상에 코로나 처리나 프라이머층 형성 등의 번잡한 표면 처리를 행하지 않아도, 해당 필름에 대한 밀착성이 우수하다.
상기 수지 조성물에 의해 상기 효과가 얻어지는 이유는 분명치는 않지만, 전리 방사선 경화성 수지(A)는 분자 내에 시클로올레핀 중합체와 유사한 저극성의 구조를 갖고 있는 점, 및 경화 수축의 발생이 적은 점에서, 시클로올레핀 중합체 필름에 대한 밀착성이 우수하다고 생각된다. 광학 적층체(I)는 투명 도전층 상에 표면 보호층을 갖는 구성인데, 당해 표면 보호층은 화상 표시 장치에 설치되는 표면 보호 부재보다도 내측에 위치하는 것을 상정한 것이다. 따라서 당해 표면 보호층 및 그 아래에 위치하는 투명 도전층은, 화상 표시 장치의 최표면에 있어서 해당 표시 장치의 흠집 발생을 방지하기 위한 하드 코팅과 동등한 경도를 가질 필요는 없고, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 중에 흠집이 생기지 않을 정도의 경도를 갖고 있으면 된다. 통상, 고경도의 하드 코팅을 형성하기 위한 전리 방사선 경화성 수지 조성물로서는 가교율이 높은 것을 사용하지만, 해당 수지 조성물은 경화 수축도 증대된다. 그러나 본 발명에 있어서의 투명 도전층의 형성에는 가교율이 높은 수지 조성물을 사용할 필요가 없기 때문에, 보다 경화 수축의 영향을 저감시킬 수 있고, 시클로올레핀 중합체 필름에 대한 밀착성도 향상된다.
또한, 상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 형성된 투명 도전층은, 표면 저항률의 면 내 균일성 및 경시 안정성도 우수한 것이 된다. 이 이유는, 전리 방사선 경화성 수지(A)를 포함하는 수지 조성물은, 경화 수축의 발생이 적은 점에서 수축 응력의 발생 등에 의한 변형이 적고, 또한 저극성인 점에서 저흡습성이어서, 경시 안정성이 양호해진다고 생각된다.
[분자 내에 지환식 탄화수소 구조를 갖는 전리 방사선 경화성 수지(A)]
투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 상기 관점에서, 분자 내에 지환식 탄화수소 구조를 갖는 전리 방사선 경화성 수지(A)(이하, 간단히 「전리 방사선 경화성 수지(A)」라고도 함)를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 지환식 탄화수소 구조란, 지환식 탄화수소 화합물로부터 유도되는 환을 의미한다. 해당 지환식 탄화수소 화합물은 포화여도 불포화여도 되고, 단환이어도, 2 이상의 단환으로 구성되는 다환이어도 된다. 또한, 당해 지환식 탄화수소 구조는 치환기를 갖고 있어도 된다.
상기 지환식 탄화수소 구조로서는, 시클로프로판환, 시클로부탄환, 시클로펜탄환, 시클로헥산환, 시클로헵탄환, 시클로옥탄환 등의 시클로알칸환; 시클로펜텐환, 시클로헥센환, 시클로헵텐환, 시클로옥텐환 등의 시클로알켄환; 디시클로펜탄환, 노르보르난환, 데카히드로나프탈렌환, 디시클로펜텐환, 노르보르넨환 등의 비시클로환; 테트라히드로디시클로펜타디엔환, 디히드로디시클로펜타디엔환, 아다만탄환 등의 트리시클로환; 등이 예시되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
이들 중에서도, 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화 수축을 억제하여 기재 필름에 대한 밀착성을 향상시키는 관점에서, 상기 지환식 탄화수소 구조는 2 이상의 단환으로 구성되는 다환 구조를 포함하는 것이 바람직하고, 비시클로환 또는 트리시클로환을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 당해 단환의 환 원수는, 바람직하게는 4 내지 7, 보다 바람직하게는 5 내지 6이다. 또한, 해당 환 구조는, 동일한 환 원수를 갖는 2 이상의 단환으로 구성되는 구성 단위를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화 시 또는 경화 후에 수축 응력이 발생하였다고 해도 변형 방향이 치우치지 않으므로, 형성되는 투명 도전층의 시클로올레핀 중합체 필름에 대한 밀착성, 표면 저항률의 면 내 균일성 및 그 경시 안정성이 양호해지기 때문이다.
특히 바람직한 지환식 탄화수소 구조로서는, 하기 식 (1)로 표시되는 테트라히드로디시클로펜타디엔환 및 하기 식 (2)로 표시되는 디히드로디시클로펜타디엔환으로부터 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다.
전리 방사선 경화성 수지(A)는 분자 내에 전리 방사선 경화성 관능기를 적어도 1개 갖는다. 해당 전리 방사선 경화성 관능기로서는 특별히 제한되지 않지만, 경화성 및 경화물의 경도 관점에서 라디칼 중합성 관능기인 것이 바람직하다. 라디칼 중합성 관능기로서는, (메트)아크릴로일기, 비닐기, 알릴기 등의 에틸렌성 불포화 결합 함유기를 들 수 있다. 그 중에서도, 경화성의 관점에서는 (메트)아크릴로일기인 것이 바람직하다.
전리 방사선 경화성 수지(A)의 구체예로서는, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 1-아다만틸(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트 등의 단관능 (메트)아크릴레이트; 디메틸올-트리시클로데칸디(메트)아크릴레이트, 펜타시클로펜타데칸디메탄올디(메트)아크릴레이트, 시클로헥산디메탄올디(메트)아크릴레이트, 노르보르난디메탄올디(메트)아크릴레이트, p-멘탄-1,8-디올디(메트)아크릴레이트, p-멘탄-2,8-디올디(메트)아크릴레이트, p-멘탄-3,8-디올디(메트)아크릴레이트, 비시클로[2.2.2]-옥탄-1-메틸-4-이소프로필-5,6-디메틸올디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 경화 수축이 과도하게 발생하고, 또한 경화물의 유연성이 저하되어 기재 필름에 대한 밀착성이 저하되는 것을 방지하는 관점에서, 단관능 또는 2관능 (메트)아크릴레이트가 바람직하고, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트 및 디메틸올-트리시클로데칸디(메트)아크릴레이트로부터 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트 및 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트로부터 선택되는 적어도 1종이 더욱 바람직하다.
시판품의 전리 방사선 경화성 수지(A)로서는, FA-511AS, FA-512AS, FA-513AS, FA-512M, FA-513M, FA-512MT(모두 상품명, 히따찌 가세이(주)제), 라이트에스테르 DCP-A, DCP-M(모두 상품명, 교에샤 가가꾸(주)제), A-DCP, DCP(모두 상품명, 신나까무라 가가꾸 고교(주)제) 등을 들 수 있다. 이들은, 상기 식 (1)로 표시되는 테트라히드로디시클로펜타디엔환 또는 상기 식 (2)로 표시되는 디히드로디시클로펜타디엔환을 갖는 전리 방사선 경화성 수지이다.
전리 방사선 경화성 수지(A)의 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 기재 필름으로서 시클로올레핀 중합체 필름을 사용한 경우의 밀착성의 관점에서, 분자량이 350 이하인 것이 바람직하고, 150 내지 350인 것이 보다 바람직하고, 150 내지 300인 것이 더욱 바람직하고, 150 내지 230인 것이 보다 더욱 바람직하다. 전리 방사선 경화성 수지(A)의 분자량이 350 이하이면, 분자량이 높은 수지보다도 시클로올레핀 중합체 필름에 습윤되기 쉽다. 이 때문에, 해당 필름 상에 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 도포했을 때에 해당 필름측으로 전리 방사선 경화성 수지(A)가 선택적으로 이동하여 습윤되고, 그 상태에서 전리 방사선에 의해 경화되므로, 형성되는 투명 도전층의 해당 필름에 대한 밀착성이 더욱 향상되는 것으로 생각된다. 덧붙여, 전리 방사선 경화성 수지(A)의 분자량이 350 이하이면, 전리 방사선 경화성 관능기에 대한 지환식 탄화수소 구조 부분의 체적 비율이 높기 때문에, 경화 수축을 보다 억제할 수 있는 점에서, 시클로올레핀 중합체 필름에 대한 밀착성이 향상된다고 생각된다.
[전리 방사선 경화성 수지(B)]
투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 상기 전리 방사선 경화성 수지(A) 이외의 전리 방사선 경화성 수지(B)를 포함해도 된다. 전리 방사선 경화성 수지(A)에 전리 방사선 경화성 수지(B)를 조합하여 사용함으로써, 수지 조성물의 경화성 및 도공성, 및 형성되는 투명 도전층의 경도, 내후성 등을 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
전리 방사선 경화성 수지(B)는, 관용되고 있는 중합성 단량체 및 중합성 올리고머 내지 예비 중합체 중, 상기 전리 방사선 경화성 수지(A) 이외의 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
중합성 단량체로서는, 분자 중에 (메트)아크릴로일기를 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체가 적합하고, 그 중에서도 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체가 바람직하다.
다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체로서는, 분자 내에 (메트)아크릴로일기를 2개 이상 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체이면 되고, 특별히 제한은 없다. 구체적으로는 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트모노스테아레이트, 디시클로펜타닐디(메트)아크릴레이트, 이소시아누레이트디(메트)아크릴레이트 등의 디(메트)아크릴레이트; 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트 등의 트리(메트)아크릴레이트; 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등의 4관능 이상의 (메트)아크릴레이트; 상기한 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체의 에틸렌옥시드 변성품, 프로필렌옥시드 변성품, 카프로락톤 변성품, 프로피온산 변성품 등을 바람직하게 들 수 있다. 이들 중에서도 우수한 경도가 얻어지는 관점에서, 트리(메트)아크릴레이트보다도 다관능의, 즉 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트가 바람직하다. 이들 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
중합성 올리고머로서는, 분자 중에 라디칼 중합성 관능기를 갖는 올리고머, 예를 들어 에폭시(메트)아크릴레이트계, 우레탄(메트)아크릴레이트계, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트계, 폴리에테르(메트)아크릴레이트계의 올리고머 등을 바람직하게 들 수 있다. 또한, 중합성 올리고머로서는, 폴리부타디엔 올리고머의 측쇄에 (메트)아크릴레이트기를 갖는 소수성이 높은 폴리부타디엔(메트)아크릴레이트계 올리고머, 주쇄에 폴리실록산 결합을 갖는 실리콘(메트)아크릴레이트계 올리고머 등도 바람직하게 들 수 있다. 이들 올리고머는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
중합성 올리고머는, 중량 평균 분자량(GPC법으로 측정한 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량)이 1,000 내지 20,000인 것이 바람직하고, 1,000 내지 15,000인 것이 보다 바람직하다.
또한, 중합성 올리고머는 바람직하게는 2관능 이상이며, 보다 바람직하게는 3 내지 12관능, 더욱 바람직하게는 3 내지 10관능이다. 관능기수가 상기 범위 내이면, 우수한 경도의 투명 도전층이 얻어진다.
상기 전리 방사선 경화성 수지(B) 중에서도 중량 평균 분자량이 1,000 이상인 중합성 올리고머를 사용하는 것이 바람직하고, 중량 평균 분자량은 1,000 내지 20,000이 보다 바람직하고, 2,000 내지 15,000이 더욱 바람직하다. 형성되는 투명 도전층에 경도를 부여하면서, 가교율이 너무 높은 것에 의한 경화 수축의 증대를 억제하고, 기재 필름에 대한 밀착성을 유지할 수 있기 때문이다. 또한, 초기 밀착성뿐만 아니라 자외선 등의 환경 인자를 고려했을 때의 경시적인 밀착성(이하, 「내구 밀착성」이라고도 함)을 양호하게 할 수 있다. 특히 분자량 350 이하의 전리 방사선 경화성 수지(A)를 사용한 경우에, 시클로올레핀 중합체 필름 등의 기재 필름에 도포했을 때에 저분자량의 (A) 성분과 고분자량의 (B) 성분이 상분리되기 쉬워지고, (A) 성분이 해당 필름측으로 선택적으로 이동하여 해당 필름에 습윤됨으로써, 형성되는 투명 도전층의 밀착성이 보다 향상된다. 또한 분자량 350 이하의 전리 방사선 경화성 수지(A)를 사용하면 수지 조성물의 점도가 낮아지는 경우가 있기 때문에, (B) 성분으로서 중량 평균 분자량이 1,000 이상인 중합성 올리고머를 사용하여 도공성을 향상시키는 것이 바람직하다.
투명 도전층에 대해서, 상기와 같이 전리 방사선 경화성 수지(A)가 시클로올레핀 중합체 필름측으로 선택적으로 이동하고, 해당 필름에 습윤되어 있는 것에 대해서는, 적외 분광(IR) 스펙트럼 등에 의해 확인할 수 있다. 예를 들어, 시클로올레핀 중합체 필름 상에 투명 도전층을 형성한 후, 해당 투명 도전층을 채취하여 투과법으로 측정한 IR 스펙트럼과, 전리 방사선 경화성 수지(A), (B)에 대하여 각각 단독으로 측정한 IR 스펙트럼을 비교한다. 이 경우, 투명 도전층을 채취하여 측정한 IR 스펙트럼에 있어서, 전리 방사선 경화성 수지(A)에서 유래되는 흡수의 비율이 해당 (A) 성분의 실제 배합 비율에 비교하여 낮게 되어 있으면, 전리 방사선 경화성 수지(A)가 시클로올레핀 중합체 필름측으로 선택적으로 이동하여 해당 필름에 습윤되어 있다고 예측할 수 있다.
투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 전리 방사선 경화성 수지(A)의 함유량은, 해당 수지 조성물을 구성하는 수지 성분의 합계량에 대하여 바람직하게는 20질량％ 이상이며, 보다 바람직하게는 20 내지 90질량％, 더욱 바람직하게는 25 내지 80질량％, 보다 더 바람직하게는 30 내지 70질량％이다. 전리 방사선 경화성 수지(A)가 해당 수지 조성물을 구성하는 수지 성분의 합계량에 대하여 20질량％ 이상이면, 기재 필름으로서 시클로올레핀 중합체 필름을 사용한 경우도 밀착성이 우수하고, 표면 저항률의 면 내 균일성 및 그 경시 안정성도 우수한 투명 도전층을 형성할 수 있다.
또한 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 전리 방사선 경화성 수지(B)의 함유량은, 해당 수지 조성물을 구성하는 수지 성분의 합계량에 대하여, 바람직하게는 80질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 10 내지 80질량％, 더욱 바람직하게는 20 내지 75질량％, 보다 더 바람직하게는 30 내지 70질량％이다.
[도전성 입자]
도전성 입자는, 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 투명 도전층에 있어서, 투명성을 손상시키지 않고 도전성을 부여하기 위해 사용된다. 따라서 당해 도전성 입자는, 투명 도전층의 두께를 얇게 해도 충분한 도전성을 부여할 수 있고, 착색이 적으며, 투명성이 양호하고, 내후성이 우수하며, 도전성의 경시적 변화가 적은 것이 바람직하다. 또한, 투명 도전층의 유연성이 너무 높음으로써 상층인 표면 보호층의 표면 보호 성능을 저하시키는 것을 회피하는 관점에서, 고경도의 입자가 바람직하다.
이러한 도전성 입자로서는, 금속 입자, 금속 산화물 입자 및 코어 입자의 표면에 도전성 피복층을 형성한 코팅 입자 등이 적합하게 사용된다.
금속 입자를 구성하는 금속으로서는, 예를 들어 Au, Ag, Cu, Al, Fe, Ni, Pd, Pt 등을 들 수 있다. 금속 산화물 입자를 구성하는 금속 산화물로서는, 예를 들어 산화주석(SnO2), 산화안티몬(Sb2O5), 안티몬 주석 산화물(ATO), 인듐 주석 산화물(ITO), 알루미늄 아연 산화물(AZO), 불소화산화주석(FTO), ZnO 등을 들 수 있다.
코팅 입자로서는, 예를 들어 코어 입자의 표면에 도전성 피복층이 형성된 구성의 입자를 들 수 있다. 코어 입자로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 콜로이달 실리카 입자, 산화규소 입자 등의 무기 입자, 불소 수지 입자, 아크릴 수지 입자, 실리콘 수지 입자 등의 중합체 입자 및 유기질 무기질 복합체 입자 등을 들 수 있다. 또한, 도전성 피복층을 구성하는 재료로서는, 예를 들어 상술한 금속 또는 이들의 합금이나, 상술한 금속 산화물 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
그 중에서도, 장기 보관, 내열성, 내습열성, 내후성이 양호하다는 관점에서, 도전성 입자는 금속 미립자 및 금속 산화물 미립자로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 안티몬 주석 산화물(ATO) 입자가 보다 바람직하다.
도전성 입자는, 평균 1차 입자 직경이 5 내지 40nm인 것이 바람직하다. 5nm 이상으로 함으로써, 도전성 입자끼리가 투명 도전층 중에서 접촉하기 쉬워지기 때문에, 충분한 도전성을 부여하기 위한 도전성 입자의 첨가량을 억제할 수 있다. 또한, 40nm 이하로 함으로써, 투명성이나 기타 층과의 사이의 밀착성이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 도전성 입자의 평균 1차 입자 직경의 보다 바람직한 하한은 6nm, 더 바람직한 상한은 20nm이다.
여기서, 도전성 입자의 평균 1차 입자 직경은, 이하의 (1) 내지 (3)의 작업에 의해 산출할 수 있다.
(1) 광학 적층체의 단면을 투과형 전자 현미경(TEM) 또는 주사형 투과 전자 현미경(STEM)으로 촬상한다. TEM 또는 STEM의 가속 전압은 10kV 내지 30kV, 배율은 5만 내지 30만배로 하는 것이 바람직하다.
(2) 관찰 화상으로부터 임의의 10개의 입자를 추출하고, 개개의 입자 입자 직경을 산출한다. 입자 직경은, 입자의 단면을 임의의 평행한 2개의 직선 사이에 두었을 때, 해당 2개의 직선간 거리가 최대가 되는 2개의 직선의 조합에 있어서의 직선간 거리로서 측정된다.
(3) 동일한 샘플의 다른 화면의 관찰 화상에 있어서 동일한 작업을 5회 행하여, 합계 50개분의 입자 직경의 수평균으로부터 얻어지는 값을 입자의 평균 1차 입자 직경으로 한다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 얻어지는 투명 도전층은, 두께를 얇게 해도 충분한 도전성을 부여할 수 있고, 착색이 적으며, 투명성이 양호하고, 내후성이 우수하며, 도전성의 경시적 변화가 적은 것이 바람직하다. 따라서 당해 수지 조성물 중의 도전성 입자의 함유량은, 상기 성능을 부여할 수 있는 범위라면 특별히 제한은 없다.
표면 저항률의 평균값을 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1010Ω/□ 이하로 하는 관점에서, 상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 도전성 입자의 함유량은, 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 100 내지 400질량부, 보다 바람직하게는 150 내지 350질량부, 더욱 바람직하게는 200 내지 300질량부이다. 도전성 입자의 함유량을 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 100질량부 이상으로 함으로써, 광학 적층체의 표면 저항률 평균값을 1.0×1010Ω/□ 이하로 하기 쉽고, 400질량부 이하로 함으로써, 광학 적층체의 표면 저항률 평균값을 1.0×107Ω/□ 이상으로 하기 쉬울 뿐 아니라, 투명 도전층이 취화되지 않아, 경도를 유지할 수 있기 때문이다.
전리 방사선 경화성 수지가 자외선 경화성 수지인 경우에는, 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 광중합 개시제나 광중합 촉진제를 포함하는 것이 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 아세토페논, α-히드록시알킬페논, 아실포스핀옥시드, 벤조페논, 미힐러 케톤, 벤조인, 벤질디메틸케탈, 벤조일벤조에이트, α-아실옥심에스테르, 티오크산톤류 등을 들 수 있다. 또한, 광중합 촉진제는, 경화 시의 공기에 의한 중합 장해를 경감시켜 경화 속도를 빠르게 할 수 있는 것이며, 예를 들어 p-디메틸아미노벤조산이소아밀에스테르, p-디메틸아미노벤조산에틸에스테르 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제, 광중합 촉진제는 각각 1종을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물이 광중합 개시제를 포함하는 경우, 그 함유량은, 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 10질량부, 보다 바람직하게는 1 내지 10질량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 8질량부이다.
또한 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 필요에 따라서 그 밖의 성분, 예를 들어 굴절률 조정제, 방현제, 방오제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 레벨링제, 이활제 등의 첨가제를 더 함유할 수 있다.
또한, 당해 수지 조성물은 용제를 함유할 수 있다. 당해 용제로서는, 수지 조성물에 포함되는 각 성분을 용해시키는 용제라면 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 케톤류, 에테르류, 알코올류, 또는 에스테르류가 바람직하다. 상기 용제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
당해 수지 조성물 중의 용제의 함유량은, 통상 20 내지 99질량％이며, 바람직하게는 30 내지 99질량％, 보다 바람직하게는 70 내지 99질량％이다. 용제의 함유량이 상기 범위 내이면, 기재 필름에 대한 도공성이 우수하다.
투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 제조 방법에 대해서는 특별히 제한은 없고, 종래 공지된 방법 및 장치를 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 전리 방사선 경화성 수지, 도전성 입자, 및 필요에 따라서 각종 첨가제, 용제를 첨가하여 혼합함으로써 제조할 수 있다. 도전성 입자는, 미리 용제에 분산시켜 조제한 분산액을 사용해도 된다.
투명 도전층의 두께는, 투명성을 손상시키지 않고 원하는 도전성을 부여하는 점에서, 0.1 내지 10㎛인 것이 바람직하고, 0.3 내지 5㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.3 내지 3㎛인 것이 더욱 바람직하다.
투명 도전층의 두께는, 예를 들어 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬영한 단면의 화상으로부터 20군데의 두께를 측정하고, 20군데의 값의 평균값으로부터 산출할 수 있다. STEM의 가속 전압은 10kV 내지 30kV로 하는 것이 바람직하고, STEM의 관찰 배율은 1000 내지 7000배로 하는 것이 바람직하다.
(표면 보호층)
본 발명의 광학 적층체(I)는, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 상의 흠집 발생을 방지하는 관점에서, 표면 보호층을 갖는다.
후술하는 본 발명의 화상 표시 장치(도 7)에 예시되는 바와 같이, 당해 표면 보호층은 화상 표시 장치의 최표면에 설치되는 표면 보호 부재보다도 내측에 위치하는 것을 상정한 것이다. 따라서 당해 표면 보호층은, 화상 표시 장치의 최표면 흠집 발생을 방지하기 위한 하드 코팅과는 달리, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 중에 흠집이 생기지 않을 정도의 경도를 갖고 있으면 된다.
표면 보호층은, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 상의 흠집 발생을 방지하는 관점에서, 전리 방사선 경화성 수지를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물에 포함되는 전리 방사선 경화성 수지는, 관용되고 있는 중합성 단량체 및 중합성 올리고머 내지 예비 중합체 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있고, 경화성 및 표면 보호층의 경도를 향상시키는 관점에서, 중합성 단량체인 것이 바람직하다.
중합성 단량체로서는, 분자 내에 라디칼 중합성 관능기를 갖는 (메트)아크릴레이트계 단량체가 적합하고, 그 중에서 다관능 (메트)아크릴레이트계 단량체가 바람직하다. 다관능 (메트)아크릴레이트계 단량체로서는, 전술한 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 있어서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 다관능 (메트)아크릴레이트계 단량체의 분자량은, 표면 보호층의 경도를 향상시키는 관점에서, 1,000 미만이 바람직하고, 200 내지 800이 보다 바람직하다.
다관능 (메트)아크릴레이트계 단량체는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
다관능 (메트)아크릴레이트계 단량체의 관능기 수는 2 이상이면 특별히 제한은 없지만, 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화성 및 표면 보호층의 경도를 향상시키는 관점에서, 2 내지 8이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 6, 더욱 바람직하게는 3 내지 6이다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화성 및 표면 보호층의 경도를 향상시키는 관점에서, 전리 방사선 경화성 수지 중의 다관능 (메트)아크릴레이트계 단량체의 함유량은 40질량％ 이상이 바람직하고, 50질량％ 이상이 보다 바람직하고, 60 내지 100질량％가 더욱 바람직하다.
전리 방사선 경화성 수지는, 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화성 및 표면 보호층의 경도를 향상시키는 관점에서, 상기 중합성 단량체만으로 구성되는 것이 바람직하지만, 중합성 올리고머를 병용해도 된다. 중합성 올리고머로서는, 전술한 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 있어서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 추가로 열가소성 수지를 포함할 수도 있다. 열가소성 수지를 병용함으로써, 투명 도전층과의 접착성의 향상이나 도포막의 결함을 유효하게 방지할 수 있기 때문이다.
해당 열가소성 수지로서는, 예를 들어 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 폴리올레핀 수지, 아세트산비닐 수지, 비닐에테르 수지, 할로겐 함유 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 나일론, 셀룰로오스 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지 등의 열가소성 수지의 단체 및 공중합체, 또는 이들의 혼합 수지를 바람직하게 들 수 있다. 이들 수지는 비결정성이며, 또한 용제에 가용인 것이 바람직하다. 특히 제막성, 투명성이나 내후성 등의 관점에서, 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 셀룰로오스 수지 등이 바람직하고, (메트)아크릴 수지가 보다 바람직하고, 폴리메틸메타크릴레이트가 더욱 바람직하다.
이들 열가소성 수지는, 분자 중에 반응성 관능기를 갖지 않는 것이 바람직하다. 분자 중에 반응성 관능기를 가지면, 경화 수축량이 커지고, 표면 보호층의 투명 도전층에 대한 접착성이 저하될 우려가 있는데, 이것을 회피하기 위함이다. 또한, 열가소성 수지가 분자 중에 반응성 관능기를 갖지 않는 것이면, 얻어지는 광학 적층체의 표면 저항률 제어가 용이해진다. 또한, 반응성기로서는, 아크릴로일기, 비닐기 등의 불포화 이중 결합을 갖는 관능기, 에폭시환, 옥세탄환 등의 환상 에테르기, 락톤환 등의 개환 중합기, 우레탄을 형성하는 이소시아네이트기 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 반응성 관능기는, 표면 보호층의 투명 도전층에 대한 접착성이나 표면 저항률에 영향을 미치지 않을 정도라면 포함되어 있어도 된다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물이 열가소성 수지를 포함하는 경우에는, 그 함유량은, 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 수지 성분 중, 바람직하게는 10질량％ 이상이다. 또한, 얻어지는 표면 보호층의 내찰상성의 관점에서, 바람직하게는 80질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 50질량％ 이하이다. 또한, 여기에서 말하는 「전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 수지 성분」에는, 전리 방사선 경화성 수지, 열가소성 수지 및 기타의 수지를 포함하는 것이다.
전리 방사선 경화성 수지가 자외선 경화성 수지인 경우에는, 표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 광중합 개시제나 광중합 촉진제를 포함하는 것이 바람직하다. 광중합 개시제, 광중합 촉진제는, 전술한 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 있어서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있고, 각각 1종을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
광중합 개시제를 사용하는 경우에는, 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 광중합 개시제의 함유량은, 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 10질량부, 보다 바람직하게는 1 내지 10질량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 8질량부이다.
표면 보호층은, 자외선 흡수제를 포함하는 것이 바람직하다. 광학 적층체(I)를 화상 표시 장치에 적용했을 때, 표면 보호층보다도 내측(표시 소자측)에 위치하는 투명 도전층 및 기재 필름, 및 광학 적층체보다도 내측(표시 소자측)에 위치하는 편광자, 위상차판, 표시 소자 등의 부재에 대한, 외광 자외선에 의한 열화를 방지하기 위함이다.
표면 보호층에 사용되는 자외선 흡수제에는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 벤조옥사진계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 및 이들의 중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 자외선 흡수성의 관점에서, 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 이들의 중합체로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하고, 자외선 흡수성, 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 대한 용해성의 관점에서, 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 이들의 중합체로부터 선택되는 1종 이상이 보다 바람직하다.
이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
표면 보호층 중의 자외선 흡수제의 함유량은, 해당 표면 보호층을 구성하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 포함되는 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.2 내지 60질량부, 보다 바람직하게는 0.2 내지 30질량부, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 20질량부이다. 자외선 흡수제의 함유량이 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 0.2질량부 이상이면, 외광 자외선에 의한 열화 방지 효과가 충분하고, 60질량부 이하이면, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 상의 흠집 발생을 방지할 만큼의 충분한 경도를 유지하면서, 자외선 흡수제에서 유래되는 착색이 적은 표면 보호층으로 할 수 있다.
표면 보호층은, 추가로 통전 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 통전 입자란, 해당 통전 입자를 포함하는 표면 보호층과, 투명 도전층 사이의 도통을 취하는 역할을 하는 입자를 말한다. 즉, 통전 입자를 포함하는 표면 보호층(이하, 「도통성 표면 보호층」이라고도 함)은, 기재 필름과 표면 보호층 사이에 투명 도전층을 갖는 경우에 바람직하게 설치된다.
표면 보호층이 도통성 표면 보호층이면, 본 발명의 광학 적층체(I), 편광자 및 위상차판을 순서대로 적층한 전면판으로 했을 때, 도통성 표면 보호층 및 투명 도전층이 최표면에 위치하는 점에서, 도통성 표면 보호층 또는 투명 도전층 표면에의 접지 처리를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 본 발명의 광학 적층체(I)가 투명 도전층과 도통성 표면 보호층을 가짐으로써, 투명 도전층의 도전성이 낮아도 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호하고, 또한 표면 저항률이 경시적으로도 안정되기 쉬워진다.
본 발명의 광학 적층체(I)는 전술한 바와 같이, 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1010Ω/□ 이하이고, 터치 패널 센서(전극)용 투명 도전층과 비교하면 도전성은 매우 낮은 것이다. 이러한 저도전성 범위에서 면 내 균일성을 실현하는 것은 곤란하다. 그러나 투명 도전층과 도통성 표면 보호층을 조합함으로써, 표면 저항률에 대하여 높은 면 내 균일성을 달성하는 것이 용이해진다.
통전 입자로서는 특별히 한정되지 않고, 상술한 도전성 입자와 동일한 금속 입자, 금속 산화물 입자 및 코어 입자의 표면에 도전성 피복층을 형성한 코팅 입자 등을 들 수 있다. 또한, 투명 도전층으로부터의 도통을 양호하게 하는 관점에서, 통전 입자는 금 도금 입자인 것이 바람직하다.
통전 입자의 평균 1차 입자 직경은, 표면 보호층의 두께에 따라서 적절히 선택할 수 있다. 구체적으로는 통전 입자의 평균 1차 입자 직경은, 표면 보호층의 두께에 대하여 50％ 초과 150％ 이하인 것이 바람직하고, 70％ 초과 120％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 85％ 초과 115％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 표면 보호층의 두께에 대한 통전 입자의 평균 1차 입자 직경을 상기로 함으로써, 투명 도전층으로부터의 도통을 양호하게 할 수 있으며, 또한 통전 입자가 표면 보호층으로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다.
표면 보호층 중의 통전 입자의 평균 1차 입자 직경은, 이하의 (1) 내지 (3)의 작업에 의해 산출할 수 있다.
(1) 광학 현미경으로 광학 적층체의 투과 관찰 화상을 촬상한다. 배율은 500 내지 2000배가 바람직하다.
(2) 관찰 화상으로부터 임의의 10개의 입자를 추출하고, 개개의 입자 입자 직경을 산출한다. 입자 직경은, 입자의 단면을 임의의 평행한 2개의 직선 사이에 두었을 때, 해당 2개의 직선간 거리가 최대가 되는 2개의 직선의 조합에 있어서의 직선간 거리로서 측정된다.
(3) 동일한 샘플의 다른 화면의 관찰 화상에 있어서 동일한 작업을 5회 행하여, 합계 50개분의 입자 직경의 수평균으로부터 얻어지는 값을 입자의 평균 1차 입자 직경으로 한다.
표면 보호층 중의 통전 입자의 함유량은, 해당 표면 보호층을 구성하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여, 0.5 내지 4.0질량부인 것이 바람직하고, 0.5 내지 3.0질량부인 것이 보다 바람직하다. 통전 입자의 함유량을 0.5질량부 이상으로 함으로써, 투명 도전층으로부터의 도통을 양호하게 할 수 있다. 또한, 해당 함유량을 4.0질량부 이하로 함으로써 표면 보호층의 피막성 및 경도의 저하를 방지할 수 있다.
표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에는, 그 밖의 각종 첨가 성분으로서, 내마모제, 광택 소거제, 내흠집 필러 등의 충전제, 이형제, 분산제, 레벨링제, 힌더드 아민계의 광안정제(HALS) 등을 함유시킬 수 있다.
또한, 표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 용제를 함유할 수 있다. 당해 용제로서는, 수지 조성물에 포함되는 각 성분을 용해시키는 용제라면 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 케톤류 또는 에스테르류가 바람직하고, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤으로부터 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하다. 상기 용제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 용제의 함유량은, 통상 20 내지 90질량％이며, 바람직하게는 30 내지 85질량％, 보다 바람직하게는 40 내지 80질량％이다.
표면 보호층의 두께는, 광학 적층체의 용도나 요구 특성에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 경도, 가공 적성 및 본 발명의 광학 적층체를 사용하는 표시 장치의 박형화 관점에서는, 1 내지 30㎛가 바람직하고, 2 내지 20㎛가 보다 바람직하고, 2 내지 10㎛가 더욱 바람직하다. 표면 보호층의 두께는 투명 도전층과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체(I)는 전술한 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖고 있으면 되고, 필요에 따라서 그 밖의 층을 가져도 된다.
예를 들어, 기재 필름과는 반대측의 면에, 추가로 기능층을 갖고 있어도 된다. 기능층으로서는, 반사 방지층, 굴절률 조정층, 방현층, 내지문층, 방오층, 내찰상성층, 항균층 등을 들 수 있다. 또한, 이들 기능층은, 열경화성 수지 조성물 또는 전리 방사선 경화성 수지 조성물로부터 형성되어 이루어지는 것이 바람직하고, 전리 방사선 경화성 수지 조성물로부터 형성되어 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
또한 해당 기능층으로서, 상기 이외에도, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 산화 방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 활제, 가소제, 착색제 등의 첨가제를 함유하는 층을 형성할 수도 있다. 또한, 액정 표시 장치에 적용하는 광학 적층체인 경우, 편광 선글라스를 착용하여 액정 표시 화면을 보았을 때에 발생하는 보기 어려움이나 착색 불균일을 방지할 목적으로, 고리타데이션층을 형성할 수도 있다. 단, 1/4 파장 위상차 기능을 갖는 층이 존재하는 경우에는, 해당 고리타데이션층은 불필요하다.
기능층의 두께는, 광학 적층체의 용도나 요구 특성에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 경도, 가공 적성 및 광학 적층체를 사용하는 표시 장치의 박형화 관점에서는, 0.05 내지 30㎛가 바람직하고, 0.1 내지 20㎛가 보다 바람직하고, 0.5 내지 10㎛가 더욱 바람직하다. 기능층이 전술한 고리타데이션층인 경우에는, 두께는 이에 한하지 않고, 바람직한 리타데이션이 얻어지는 두께이면 된다. 해당 기능층의 두께는 상기 투명 도전층과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
또한 본 발명의 광학 적층체(I)의 기재 필름측의 면에는, 제조 공정용 필름으로서 이면 필름을 갖고 있어도 된다. 이에 의해, 기재 필름으로서 두께가 얇은 필름이나, 빳빳함이 없는 시클로올레핀 중합체 필름 등을 사용한 경우에도, 광학 적층체의 제조 시 및 가공 시에 평면성을 유지하고, 표면 저항률의 면 내 균일성을 유지할 수 있다. 당해 이면 필름으로서는 특별히 제한은 없고, 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리올레핀계 수지 필름 등을 사용할 수 있다. 보호 성능의 점에서는 탄성률이 높은 필름이 바람직하고, 폴리에스테르계 수지 필름이 보다 바람직하다.
이면 필름의 두께는, 광학 적층체의 제조 시 및 가공 시의 평면성 유지의 관점에서, 바람직하게는 10㎛ 이상이며, 보다 바람직하게는 20 내지 200㎛이다.
이면 필름은, 예를 들어 점착층을 통해, 광학 적층체의 기재 필름측의 면과 적층된다. 또한 이면 필름은 제조 공정용 필름이기 때문에, 예를 들어 광학 적층체를 후술하는 편광자와 접합시킬 때 등에 박리된다.
[제2 발명: 광학 적층체(II)]
제2 발명에 관한 본 발명의 광학 적층체(II)는 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖고 있으며, 해당 기재 필름이 시클로올레핀 중합체 필름이며, 해당 광학 적층체 전체의 두께에 대한 해당 기재 필름의 두께의 비율이 80％ 이상 95％ 이하이고, 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여 주파수 10Hz, 인장 하중 50N, 승온 속도 2℃/분의 조건에서 측정한, 온도 150℃에서의 해당 광학 적층체의 신장률이 5.0％ 이상 20％ 이하인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 광학 적층체(II)는 상기 조건을 만족시킴으로써, 기재 필름인 시클로올레핀 중합체 필름에 대한 투명 도전층의 밀착성이 양호하고, 가시광 영역에서의 광투과성이 높으며, 또한 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 것이 된다.
광학 적층체 전체의 두께에 대한 기재 필름의 두께의 비율이 80％ 미만이면, 광학 적층체의 강도가 저하된다. 또한 가시광 영역에서의 광투과성이나 소정의 신장 특성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, 광학 적층체 전체의 두께에 대한 기재 필름의 두께의 비율이 95％를 초과하면, 광학 적층체에 있어서의 투명 도전층 및 표면 보호층의 두께의 비율이 낮아지므로, 원하는 표면 저항률이나 면 내 균일성, 내찰상성이 얻어지지 않는다.
상기 관점에서, 광학 적층체(II) 전체의 두께에 대한 기재 필름의 두께의 비율은, 바람직하게는 82％ 이상, 보다 바람직하게는 85％ 이상이며, 바람직하게는 94％ 이하, 보다 바람직하게는 93％ 이하이다.
또한 본 발명의 광학 적층체(II)는, 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여 주파수 10Hz, 인장 하중 50N, 승온 속도 2℃/분의 조건에서 측정한, 온도 150℃에서의 신장률이 5.0％ 이상 20％ 이하이다. 상기 신장률이 5.0％ 미만이면, 시클로올레핀 중합체 필름과 투명 도전층의 밀착성이 저하된다. 한편, 본 발명의 광학 적층체(II)의 상기 신장률이 20％를 초과하면, 변형에 의한 투명 도전층의 두께에 변동이 발생하기 쉽고, 표면 저항률의 면 내 균일성을 확보하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 정전 용량식 터치 패널에 사용한 경우, 동작성이 불안정해질 우려가 있다.
상기 관점에서, 본 발명의 광학 적층체(II)의 상기 신장률은 바람직하게는 6.0％ 이상, 보다 바람직하게는 7.0％ 이상이며, 바람직하게는 18％ 이하, 보다 바람직하게는 15％ 이하이다.
광학 적층체(II)의 신장률은 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여 측정할 수 있고, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체(II)의 상기 신장률이 상기 범위인 것에 의해 시클로올레핀 중합체 필름과 투명 도전층의 밀착성이 얻어지는 이유에 대해서는, 이하와 같이 추정된다. 광학 적층체(II)의 해당 신장률이 5.0％ 이상이면, 기재 필름인 시클로올레핀 중합체 필름에 대하여 후술하는, 투명 도전층을 형성하기 위한 재료에 포함되는 저분자량 성분이 습윤되기 쉬워진다. 그 때문에, 형성되는 투명 도전층의 밀착성이 향상된다. 한편, 광학 적층체(II)의 해당 신장률이 20％ 이하이면, 기재 필름으로서 탄성률이 낮아 변형되기 쉬운 시클로올레핀 중합체 필름을 사용한 경우에도, 투명 도전층이나 표면 보호층을 갖는 광학 적층체 전체가 그 변형에 추종할 수 있으므로, 밀착성을 유지할 수 있다.
광학 적층체(II)의 신장률을 상기 범위로 조정하는 방법으로서는, (1) 기재 필름인 시클로올레핀 중합체 필름의 선택, (2) 투명 도전층의 형성에 사용하는 재료의 선택, (3) 표면 보호층의 형성에 사용하는 재료의 선택, (4) 기재 필름, 투명 도전층, 표면 보호층의 두께 및/또는 두께비의 조정 등을 들 수 있다. 이들 방법은 2종 이상을 조합해도 된다. 각 방법의 바람직한 형태에 대해서는 후술한다.
(기재 필름)
본 발명의 광학 적층체(II)에는, 기재 필름으로서 시클로올레핀 중합체 필름을 사용한다. 시클로올레핀 중합체 필름은, 투명성, 저흡습성, 내열성이 우수하다. 그 중에서도, 당해 시클로올레핀 중합체 필름은, 경사 연신된 1/4 파장 위상차 필름인 것이 바람직하다. 시클로올레핀 중합체 필름이 1/4 파장 위상차 필름이면, 액정 화면 등의 표시 화면을 편광 선글라스로 관찰했을 때, 표시 화면에 색이 다른 불균일(무지개 얼룩)이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 시인성이 양호하다. 또한 시클로올레핀 중합체 필름이 경사 연신된 필름이면, 본 발명의 광학 적층체(II)와, 전면판을 구성하는 편광자를 양쪽의 광축을 맞추도록 접합시킬 때에도, 본 발명의 광학 적층체(II)를 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 없다. 그 때문에, 롤 투 롤에 의한 연속적인 제조가 가능해짐과 함께, 비스듬히 낱장으로 재단하는 것에 의한 낭비가 적어진다는 효과를 발휘한다.
광학 적층체(II) 전체의 신장률을 5.0％ 이상으로 조정하기 쉽게 하고, 투명 도전층과의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 시클로올레핀 중합체 필름은, 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여 주파수 10Hz, 인장 하중 50N, 승온 속도 2℃/분의 조건에서 측정한, 온도 150℃에 있어서의 단독에서의 신장률이, 바람직하게는 5.0％ 이상, 보다 바람직하게는 6.0％ 이상, 더욱 바람직하게는 7.0％ 이상이며, 광학 적층체(II)의 표면 저항률의 면 내 균일성을 유지하는 관점에서, 바람직하게는 25％ 이하, 보다 바람직하게는 18％ 이하, 더욱 바람직하게는 15％ 이하이다. 당해 신장률의 측정 방법은 전술한 광학 적층체의 경우와 동일하다.
또한 투명 도전층과의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 시클로올레핀 중합체 필름의 유리 전이 온도(Tg)는 바람직하게는 150℃ 이하, 보다 바람직하게는 140℃ 이하, 더욱 바람직하게는 130℃ 이하이다. 시클로올레핀 중합체 필름의 Tg가 150℃ 이하이면, 투명 도전층을 형성하기 위한 재료에 포함되는 저분자량 성분에 의해 습윤되기 쉽고, 이에 의해 기재 필름인 시클로올레핀 중합체와 투명 도전층의 밀착성이 향상된다는 효과가 얻어진다.
시클로올레핀 중합체 필름의 Tg는, 예를 들어 시차 주사 열량계에 의해 측정할 수 있다.
시클로올레핀 중합체로서는, 노르보르넨계 수지, 단환의 환상 올레핀계 수지, 환상 공액 디엔계 수지, 비닐 지환식 탄화수소계 수지 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 투명성 및 성형성의 관점에서, 노르보르넨계 수지가 바람직하다. 노르보르넨계 수지로서는, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체 또는 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 다른 단량체의 개환 공중합체 또는 그들의 수소화물; 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체 또는 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 다른 단량체의 부가 공중합체 또는 그들의 수소화물; 등을 들 수 있다.
광학 적층체(II)에 사용하는 시클로올레핀 중합체 필름은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 산화 방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 활제, 가소제, 착색제 등의 첨가제를 함유할 수 있다. 바람직한 첨가제 및 그 함유량은, 광학 적층체(I)의 기재 필름에 있어서 기재한 첨가제 및 그 함유량과 동일하다.
경사 연신 필름의 배향각은, 필름의 폭 방향에 대하여 바람직하게는 20 내지 70°, 보다 바람직하게는 30 내지 60°, 더욱 바람직하게는 40 내지 50°이며, 45°가 특히 바람직하다. 경사 연신 필름의 배향각이 45°이면, 완전한 원편광이 되기 때문이다. 또한, 본 발명의 광학 적층체를 편광자의 광축에 맞추도록 접합시킬 때에도 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 없어, 롤 투 롤에 의한 연속적인 제조가 가능해진다.
상기 시클로올레핀 중합체 필름은, 시클로올레핀 중합체를 제막, 연신할 때, 연신 배율이나 연신 온도, 막 두께를 적절히 조정함으로써 얻을 수 있다. 시판되고 있는 시클로올레핀 중합체로서는, 「Topas」(상품명, Ticona사제), 「아톤」(상품명, JSR(주)제), 「제오노아」 및 「제오넥스」(모두 상품명, 닛본 제온(주)제), 「아펠」(미쓰이 가가쿠(주)제) 등을 들 수 있다.
또한, 시판되는 시클로올레핀 중합체 필름을 사용할 수도 있다. 당해 필름으로서는, 「제오노아 필름」(상품명, 닛본 제온(주)제), 「아톤 필름」(상품명, JSR(주)제) 등을 들 수 있다.
광학 적층체(II)에 사용하는 시클로올레핀 중합체 필름의 전체 광선 투과율은 통상 70％ 이상이며, 바람직하게는 85％ 이상이다. 또한, 전체 광선 투과율은, 자외 가시 분광 광도계를 사용하여 측정할 수 있다.
또한, 시클로올레핀 중합체 필름의 두께는, 강도, 가공 적성 및 광학 적층체(II)를 사용하는 전면판 및 화상 표시 장치의 박형화 관점에서, 4 내지 200㎛의 범위가 바람직하고, 4 내지 170㎛가 보다 바람직하고, 20 내지 135㎛가 더욱 바람직하고, 20 내지 120㎛가 보다 더욱 바람직하다.
(투명 도전층)
본 발명의 광학 적층체(II)가 갖는 투명 도전층은, 정전 용량식 터치 패널에 적용하면, 터치 패널의 면 내 전위를 일정하게 하고, 동작성을 안정시킨다는 효과를 발휘한다. 이 효과를 발휘하는 관점에서는, 특히 후술하는 도통성 표면 보호층과 조합하는 것이 바람직하다. 또한 인셀 터치 패널에 있어서, 투명 도전층은, 종래의 외장형이나 온셀형에 있어서 도전성 부재로서 작용하고 있던 터치 패널의 대체적인 역할을 갖는다. 인셀 터치 패널을 탑재한 액정 표시 소자의 전면에 상기 투명 도전층을 갖는 광학 적층체를 사용하면, 해당 투명 도전층은 액정 표시 소자보다 조작자측에 위치하게 되므로, 터치 패널 표면에서 발생한 정전기를 빠져나가게 할 수 있고, 해당 정전기에 의해 액정 화면이 부분적으로 백탁되는 것을 방지할 수 있다. 이 관점에서, 투명 도전층은 두께를 얇게 해도 충분한 도전성을 부여할 수 있고, 착색이 적으며, 투명성이 양호하고, 내후성이 우수하며, 도전성의 경시적 변화가 적은 것이 바람직하다.
또한 투명 도전층은, 광학 적층체(II)의 인장 신장률을 소정의 범위가 되도록 조정하여, 기재 필름인 시클로올레핀 중합체 필름에 대한 밀착성을 발현하는 관점에서, 유연성을 갖는 것이 바람직하다. 이 관점에서, 기재 필름과 투명 도전층을 포함하는 적층물의, JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 시험법에 의해 온도 23±2℃, 인장 속도 0.5mm/분의 조건에서 측정되는 응력-변형 곡선 상항복점에 있어서의 변형값은, 바람직하게는 1.0％ 이상, 보다 바람직하게는 1.5％ 이상, 더욱 바람직하게는 2.0％ 이상이다. 또한, 광학 적층체(II)의 표면 저항률의 면 내 균일성을 유지하는 관점, 및 유연성이 너무 높음으로써, 상층인 표면 보호층의 표면 보호 성능을 저하시키는 것을 회피하는 관점에서, 당해 상항복점에 있어서의 변형값은 바람직하게는 8.0％ 이하, 보다 바람직하게는 6.0％ 이하, 더욱 바람직하게는 5.0％ 이하이다. 또한, 상기 적층물 상항복점에 있어서의 변형값은, 기재 필름인 시클로올레핀 중합체 필름 단독에서의 상항복점에 있어서의 변형값보다도 높은 값인 것이 바람직하다. 환언하면, 투명 도전층의 상항복점에 있어서의 변형값이, 시클로올레핀 중합체 필름의 상항복점에 있어서의 변형값보다도 높은 것이 바람직하다.
상기 변형값은 JIS K7161-1:2014에 준거한 방법으로 인장 시험기를 사용하여 측정할 수 있고, 상세하게는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
당해 투명 도전층을 구성하는 재료에는 특별히 제한은 없지만, 투명 도전층은, 전리 방사선 경화성 수지와 도전성 입자를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 광학 적층체(II)의 인장 신장률을 소정의 범위로 조정하는 관점, 표면 저항률의 면 내 균일성 및 경시 안정성, 그리고 기재 필름인 시클로올레핀 중합체 필름에 대한 밀착성이 우수한 점에서, 분자 내에 지환식 구조를 갖는 전리 방사선 경화성 수지(A)와 도전성 입자를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 보다 바람직하다.
또한, 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 상기 전리 방사선 경화성 수지(A) 이외의 전리 방사선 경화성 수지(B)를 포함해도 된다. 전리 방사선 경화성 수지(A)에 전리 방사선 경화성 수지(B)를 조합하여 사용함으로써, 수지 조성물의 경화성 및 도공성, 및 형성되는 투명 도전층의 경도, 내후성 등을 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 구성하는 각 성분, 및 그 바람직한 양태는, 광학 적층체(I)의 투명 도전층에 있어서 기재한 것과 동일하다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 얻어지는 투명 도전층은, 두께를 얇게 해도 충분한 도전성을 부여할 수 있고, 착색이 적으며, 투명성이 양호하고, 내후성이 우수하며, 도전성의 경시적 변화가 적은 것이 바람직하다.
예를 들어, 정전 용량식 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치에 사용하는 광학 적층체에 있어서는, 터치 패널을 안정되게 동작시키는 관점, 및 손가락으로 터치했을 때 등에, 터치 패널 표면에서 발생한 정전기에서 기인하는 액정 화면의 백탁을 방지하는 관점에서, 광학 적층체(II)의 표면 저항률의 평균값을 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1010Ω/□ 이하로 하는 것이 바람직하다. 당해 표면 저항률의 평균값은, 상기 관점에서 바람직하게는 1.0×108Ω/□ 이상이며, 바람직하게는 2.0×109Ω/□ 이하, 보다 바람직하게는 1.5×109Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0×109Ω/□ 이하의 범위이다.
상기 표면 저항률은, 전술한 광학 적층체(I)에 기재한 방법과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
투명 도전층의 두께는, 광학 적층체의 신장률을 소정의 범위로 조정하는 관점, 및 투명성을 손상시키지 않고 원하는 도전성을 부여하는 점에서, 0.1 내지 10㎛인 것이 바람직하고, 0.3 내지 5㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.3 내지 3㎛인 것이 더욱 바람직하다. 투명 도전층의 두께는 전술한 광학 적층체(I)에 기재한 방법과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
(표면 보호층)
표면 보호층은, 광학 적층체의 신장률을 소정의 범위로 조정하는 관점, 및 화상 표시 장치의 제조 공정 상의 흠집 발생을 방지하는 관점에서, 전리 방사선 경화성 수지를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물을 구성하는 각 성분, 및 그 바람직한 양태는, 광학 적층체(I)의 표면 보호층에 있어서 기재한 것과 동일하다.
표면 보호층의 두께는, 광학 적층체(II)의 용도나 요구 특성에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 광학 적층체(II)의 인장 신장률을 소정의 범위로 조정하는 관점, 경도, 가공 적성, 및 본 발명의 광학 적층체(II)를 사용하는 표시 장치의 박형화 관점에서는, 0.9 내지 40㎛가 바람직하고, 2 내지 20㎛가 보다 바람직하고, 2 내지 10㎛가 더욱 바람직하다. 표면 보호층의 두께는, 투명 도전층과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
광학 적층체(II)는, 광학 적층체(I)와 동일하게, 상술한 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖고 있으면 되고, 필요에 따라서 기타의 층을 가져도 된다. 또한 광학 적층체(I)와 동일하게, 본 발명의 광학 적층체(II)의 기재 필름측의 면에는, 제조 공정용 필름으로서 이면 필름을 갖고 있어도 된다.
(광학 적층체(I)(II)의 제조 방법)
본 발명의 광학 적층체(I)(II)의 제조 방법에는 특별히 제한은 없고, 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 3층 구성의 광학 적층체라면, 기재 필름 상에 상술한 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 투명 도전층을 형성하고, 이 위에 표면 보호층을 형성함으로써 제조할 수 있다. 기재 필름에는, 투명 도전층 형성면과 반대측의 면에 미리 이면 필름을 적층해두어도 된다.
먼저, 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 전술한 방법으로 조제한 후, 경화 후에 원하는 두께가 되게 기재 필름 상에 도포한다. 도포 방법으로서는 특별히 제한은 없고, 다이 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 슬릿 코팅, 슬릿 리버스 코팅, 리버스 롤 코팅, 그라비아 코팅 등을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라서 건조시켜, 기재 필름 상에 미경화 수지층을 형성한다.
이어서, 해당 미경화 수지층에, 전자선, 자외선 등의 전리 방사선을 조사하여 해당 미경화 수지층을 경화시켜, 투명 도전층을 형성한다. 여기서, 전리 방사선으로서 전자선을 사용하는 경우, 그 가속 전압에 대해서는, 사용하는 수지나 층의 두께에 따라서 적절히 선정할 수 있지만, 통상 가속 전압 70 내지 300kV 정도로 미경화 수지층을 경화시키는 것이 바람직하다.
전리 방사선으로서 자외선을 사용하는 경우에는, 통상 파장 190 내지 380nm의 자외선을 포함하는 것을 방사한다. 자외선원으로서는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 고압 수은등, 저압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 카본 아크등 등이 사용된다.
표면 보호층은, 전술한 표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기한 전리 방사선 경화성 수지, 및 필요에 따라서 사용되는 자외선 흡수제, 통전 입자, 기타의 각종 첨가제를, 각각 소정의 비율로 균질하게 혼합하고, 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 포함하는 도공액을 조제한다. 이와 같이 하여 조제된 도공액을, 투명 도전층 상에 도포하고, 필요에 따라서 건조시킨 후 경화시켜, 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 포함하는 표면 보호층을 형성할 수 있다. 수지 조성물의 도포 방법 및 경화 방법은, 전술한 투명 도전층의 형성 방법과 동일하다.
광학 적층체(I)(II)는, 후술하는 제4 발명에 관한 제조 방법을 사용하여 제조할 수도 있다.
(광학 적층체(I)(II)의 구성)
여기서, 본 발명의 광학 적층체(I) 및 (II)에 대해서, 도 2를 사용하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 광학 적층체(I) 및 (II)의 실시 형태의 일례를 나타내는 단면 모식도이다. 도 2에 나타내는 광학 적층체(1A)는, 기재 필름(2A), 투명 도전층(3A) 및 표면 보호층(4A)을 순서대로 갖고 있다. 투명 도전층(3A)은 바람직하게는 전술한 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물이다. 또한, 도 2에 나타내는 표면 보호층(4A)은 통전 입자(41A)를 포함하는 도통성 표면 보호층이다.
도 2의 구성을 갖는 광학 적층체는, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 점에서, 정전 용량식 터치 패널에 사용하면 해당 터치 패널에 안정된 동작성을 부여할 수 있고, 특히 인셀형 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치에 있어서 적합하게 사용된다. 전술한 바와 같이, 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치에서는, 터치 패널 표면에서 발생하는 정전기에 의해 액정 화면이 백탁된다는 현상이 일어난다. 그래서, 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자의 전면에 도 2의 광학 적층체를 사용하면, 대전 방지 기능이 부여되므로 정전기를 빠져나가게 할 수 있어, 상기 백탁을 방지할 수 있다.
특히, 표면 보호층(4A)이 도통성 표면 보호층인 것이 바람직하다. 도통성 표면 보호층 중의 통전 입자(41A)가, 도통성 표면 보호층의 표면과 투명 도전층(3A) 사이의 도통을 취하고, 투명 도전층에 도달한 정전기를 더욱 두께 방향으로 흘려, 표면 보호층의 표면측(조작자측)에 원하는 표면 저항률을 부여할 수 있다. 나아가, 표면 저항률의 면 내 균일성 및 경시 안정성이 양호해지고, 정전 용량식 터치 패널의 동작성이 안정되게 발현된다.
투명 도전층은 면 방향(X 방향, Y 방향) 및 두께 방향(z 방향)으로의 도전성을 갖고 있는 것에 비해, 도통성 표면 보호층은 두께 방향의 도전성을 갖고 있으면 충분하다. 따라서, 도통성 표면 보호층은 면 방향의 도전성은 반드시 필요하지는 않다는 점에서 역할이 상이하다.
[제3 발명: 광학 적층체(III)]
제3 발명에 관한 본 발명의 광학 적층체(III)는 셀룰로오스계 기재 필름, 안정화층 및 도전층을 순서대로 갖고 있으며, JIS K6911에 준거하여 측정한 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1012Ω/□ 이하의 범위에 있고, 또한 해당 표면 저항률의 표준 편차 σ를 해당 평균값으로 나눈 값이 0.20 이하인 것을 특징으로 한다.
제3 발명에 있어서 「안정화층」이란, 광학 적층체(III)의 표면 저항률의 면 내 균일성을 안정화시키는 기능을 갖는 층이며, 상세하게는 후술한다. 당해 안정화층을 가짐으로써, 본 발명의 광학 적층체(III)는, 기재 필름으로서 셀룰로오스계 기재 필름을 사용해도 표면 저항률의 면 내 균일성이 높고, 정전 용량식 터치 패널에 사용했을 때에 안정된 동작성을 발현할 수 있다.
당해 표면 저항률의 평균값은 1.0×107Ω/□ 이상이며, 또한 광학 적층체(III)를 정전 용량식 터치 패널에 사용했을 때의 동작성 및 동작 정밀도의 관점에서, 바람직하게는 5.0×1011Ω/□ 이하, 보다 바람직하게는 1.0×1011Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 5.0×1010Ω/□ 이하이다.
또한, 광학 적층체(III)의 상기 표면 저항률의 표준 편차 σ를 해당 평균값으로 나눈 값([표면 저항률의 표준 편차 σ]/[표면 저항률의 평균값])이 0.20을 초과하면, 표면 저항률의 면 내 변동이 크기 때문에, 정전 용량식 터치 패널에 사용했을 때에 동작성이 저하된다. 이 관점에서, 당해 [표면 저항률의 표준 편차 σ]/[표면 저항률의 평균값]은, 바람직하게는 0.18 이하, 보다 바람직하게는 0.15 이하이다.
광학 적층체(III)의 표면 저항률의 평균값은 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1012Ω/□ 이하이고, 이 범위라면 정전 용량식 터치 패널에 사용했을 때에 동작성이 양호하다. 또한, 해당 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1010Ω/□ 이하인 경우에는 터치 패널 조작에 있어서의 동작 정밀도가 양호하고, 1.0×1010Ω/□ 초과 1.0×1012Ω/□ 이하인 경우에는 터치 패널 조작에 있어서의 감도가 양호해진다.
상기 표면 저항률은 JIS K6911:1995에 준거하여 측정되지만, 그 평균값 및 표준 편차는, 예를 들어 광학 적층체(I)에 있어서 기재한 방법 A에 의해 측정할 수 있다.
또한, 표면 저항률의 경시 안정성의 관점에서, 해당 광학 적층체(III)를 80℃에서 250시간 유지한 후에 측정되는 표면 저항률의, 해당 유지 전의 표면 저항률에 대한 비(광학 적층체(III)를 80℃에서 250시간 유지한 후의 표면 저항률/광학 적층체(III)를 80℃에서 250시간 유지하기 전의 표면 저항률)가, 모든 측정점에 있어서 0.40 내지 2.5의 범위인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.50 내지 2.0의 범위이다. 당해 표면 저항률의 비는, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
당해 표면 저항률의 비가 상기 범위이면, 해당 광학 적층체(III)는 환경 변화에 의한 표면 저항률의 변화가 적은 점에서, 정전 용량식 터치 패널에 사용했을 때에 안정된 동작성을 장기간 유지할 수 있다.
광학 적층체(III)의 표면 저항률의 평균값 및 변동을 상기 범위로 조정하는 방법으로서는, (1) 안정화층의 형성에 사용하는 재료 및 두께의 선택, (2) 도전층의 형성에 사용하는 재료 및 두께의 선택, 및 (3) 특정의 층 구성의 적용 등을 들 수 있다. 이들에 대해서는 후술한다.
(셀룰로오스계 기재 필름)
광학 적층체(III)에 사용하는 기재 필름은, 셀룰로오스계 기재 필름이다. 셀룰로오스계 기재 필름의 전체 광선 투과율은 통상 70％ 이상이며, 85％ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 전체 광선 투과율은 자외 가시 분광 광도계를 사용하여 실온, 대기 중에서 측정할 수 있다.
셀룰로오스계 기재 필름으로서는, 광투과성이 우수한 점에서 셀룰로오스에스테르 필름이 바람직하고, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스 필름(TAC 필름), 디아세틸셀룰로오스 필름을 들 수 있다. 그 중에서도, 광투과성이 우수하고, 굴절률 이방성이 작은 점에서, 트리아세틸셀룰로오스 필름이 바람직하다.
또한, 트리아세틸셀룰로오스 필름으로서는, 순수한 트리아세틸셀룰로오스 이외에도, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 등의, 셀룰로오스와 에스테르를 형성하는 지방산으로서 아세트산 이외의 성분을 병용한 필름이어도 된다.
또한 셀룰로오스계 기재 필름은 1축 또는 2축 등으로 연신 처리된 것일 수도 있다.
셀룰로오스계 기재 필름은, 광학 특성이 우수하고, 또한 상기 침투성을 갖는 점에서 바람직하다.
통상, 광학 적층체에 사용하는 기재 필름과, 이것에 인접하는 층과의 굴절률이 상이한 경우에는, 그 계면에서 유래되는 계면 반사, 또는 간섭 줄무늬가 발생하는 경우가 있다. 이러한 광학 적층체를 화상 표시 장치에 적용하면, 화상의 시인성을 저하시키는 경우가 있다. 그러나, 셀룰로오스계 기재 필름과 같은 침투성 기재 상에 안정화층을 형성하는 경우에는, 해당 안정화층 형성용 수지 조성물을 도포했을 때, 해당 조성물 중의 용제나 저분자량 성분이 셀룰로오스계 기재 필름에 함침된다. 이 상태에서 해당 조성물을 경화시키면, 기재 필름과 안정화층의 계면 부근에 침투층이 형성되어 계면이 불명료해진다. 그 결과, 기재 필름과 안정화층에서 굴절률이 상이한 재료를 사용한 경우에도, 상기 계면 반사 및 이것에서 유래되는 간섭 줄무늬를 저감시킬 수 있다는 효과를 갖는다.
광학 적층체(III)에 사용하는 셀룰로오스계 기재 필름은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 산화 방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 활제, 가소제, 착색제 등의 첨가제를 함유할 수 있다. 그 중에서도, 셀룰로오스계 기재 필름은 자외선 흡수제를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 해당 기재 필름이 자외선 흡수제를 함유함으로써, 외광 자외선에 의한 열화를 방지하는 효과가 있기 때문이다.
당해 자외선 흡수제로서는 특별히 제한은 없고, 공지된 자외선 흡수제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 벤조옥사진계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내후성, 색감의 관점에서, 벤조트리아졸계 화합물이 바람직하다. 상기 자외선 흡수제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
셀룰로오스계 기재 필름 중의 자외선 흡수제의 함유량은, 바람직하게는 0.1 내지 10질량％, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5질량％, 더욱 바람직하게는 1 내지 5질량％이다. 자외선 흡수제의 함유량이 상기 범위라면, 파장 380nm에 있어서의 광학 적층체(III)의 투과율을 30％ 이하로 억제할 수 있으며, 또한 자외선 흡수제를 함유하는 것에 의한 황색기를 억제할 수 있다.
셀룰로오스계 기재 필름의 두께는, 강도, 가공 적성 및 광학 적층체(III)를 사용하는 전면판 및 화상 표시 장치의 박형화의 관점에서, 4 내지 200㎛의 범위가 바람직하고, 4 내지 170㎛가 보다 바람직하고, 20 내지 135㎛가 더욱 바람직하고, 20 내지 100㎛가 보다 더욱 바람직하다.
(안정화층)
광학 적층체(III)가 갖는 안정화층은, 광학 적층체(III)의 표면 저항률의 면 내 균일성을 안정화시키는 기능을 갖는 층이다. 당해 안정화층을 가짐으로써, 광학 적층체(III)는 상기 셀룰로오스계 기재 필름을 사용한 경우에도, 표면 저항률의 면 내 균일성을 높일 수 있고, 정전 용량식 터치 패널에 사용했을 때에 안정된 동작성을 발현할 수 있다.
안정화층이 상기 효과를 발휘하는 이유에 대해서는, 다음과 같이 생각된다. 셀룰로오스계 기재 필름은 침투성을 갖기 때문에, 이 위에 용제, 기타의 분자량 1,000 미만의 저분자량 성분, 및 도전제(후술하는 도전성 입자 등)를 포함하는 재료를 사용하여 도전층을 형성하고자 하면, 해당 도전층의 막 두께가 안정되지 않거나, 또는 도전층 형성용 재료 중의 상기 각 성분이 기재 필름 중에 침투하여, 필요한 도전성 및 그 면 내 균일성이 얻어지지 않는 등의 문제가 발생한다. 그러나, 셀룰로오스계 기재 필름 상에 안정화층을 형성하면, 이 위에 도전층 형성용 재료를 도포했을 때, 해당 재료 중의 상기 각 성분의 기재 필름으로의 침투가 억제된다. 그 결과, 안정화층 상에 형성되는 도전층 중의 도전성 입자가 산재하지 않고, 국재화시킬 수 있으므로, 목표로 하는 도전성이 얻어지며, 또한 표면 저항률의 변동도 억제할 수 있다고 생각된다. 또한, 얻어지는 광학 적층체를 고온 환경 하에서 보존한 후의 표면 저항률의 안정성도 양호해진다.
당해 안정화층은, 상기 특성을 부여하는 관점에서, 전리 방사선 경화성 수지를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하다. 안정화층이 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물이면, 셀룰로오스계 기재 필름으로의 도전층 형성용 재료의 침투를 효과적으로 억제할 수 있다. 그 때문에, 해당 안정화층을 갖는 광학 적층체(III)는, 셀룰로오스계 기재 필름을 사용한 경우에도 목표로 하는 도전성이 얻어지며, 또한 표면 저항률의 면 내 균일성도 높일 수 있다. 또한, 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 셀룰로오스계 기재 필름 상에 도포했을 때, 해당 수지 조성물 중의 저분자량 성분이 해당 기재 필름에 침투한다. 이 상태에서 해당 수지 조성물이 경화되어 안정화층이 형성되므로, 셀룰로오스계 기재 필름과 안정화층의 밀착성도 양호해진다.
<전리 방사선 경화성 수지>
안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 포함되는 전리 방사선 경화성 수지는, 관용되고 있는 중합성 단량체 및 중합성 올리고머 내지 예비 중합체를 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 전리 방사선 경화성 수지로서는 중합성 단량체 및/또는 중합성 올리고머가 바람직하고, 셀룰로오스계 기재 필름으로의 도전층 형성용 재료의 침투 억제, 및 셀룰로오스계 기재 필름에 대한 안정화층의 밀착성 향상의 관점에서, 분자량 1,000 미만의 중합성 단량체가 보다 바람직하다.
중합성 단량체로서는, 분자 중에 (메트)아크릴로일기를 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체가 적합하고, 그 중에서도 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체가 바람직하다.
다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체로서는, 분자 내에 (메트)아크릴로일기를 2개 이상 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체이면 되고, 특별히 제한은 없다. 구체적으로는 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트모노스테아레이트, 디시클로펜타닐디(메트)아크릴레이트, 이소시아누레이트디(메트)아크릴레이트 등의 디(메트)아크릴레이트; 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트 등의 트리(메트)아크릴레이트; 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트 등의 4관능 이상의 (메트)아크릴레이트; 상기한 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체의 에틸렌옥시드 변성품, 프로필렌옥시드 변성품, 카프로락톤 변성품, 프로피온산 변성품 등을 바람직하게 들 수 있다. 이들 중에서도 우수한 경도가 얻어지는 관점에서, 트리(메트)아크릴레이트보다도 다관능의, 즉 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트가 바람직하고, 셀룰로오스계 기재 필름으로의 도전층 형성용 재료의 침투 억제, 및 셀룰로오스계 기재 필름에 대한 안정화층의 밀착성 향상의 관점에서, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트 및 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트로부터 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하다. 이들 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
중합성 올리고머로서는, 분자 중에 라디칼 중합성 관능기를 갖는 올리고머, 예를 들어 에폭시(메트)아크릴레이트계, 우레탄(메트)아크릴레이트계, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트계, 폴리에테르(메트)아크릴레이트계의 올리고머 등을 바람직하게 들 수 있다. 또한, 중합성 올리고머로서는, 폴리부타디엔 올리고머의 측쇄에 (메트)아크릴레이트기를 갖는 소수성이 높은 폴리부타디엔(메트)아크릴레이트계 올리고머, 주쇄에 폴리실록산 결합을 갖는 실리콘(메트)아크릴레이트계 올리고머 등도 바람직하게 들 수 있다. 이들 올리고머는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
중합성 올리고머는, 중량 평균 분자량(GPC법으로 측정한 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량)이 1,000 내지 20,000인 것이 바람직하고, 1,000 내지 15,000인 것이 보다 바람직하다.
또한, 중합성 올리고머는 바람직하게는 2관능 이상이며, 보다 바람직하게는 3 내지 12관능, 더욱 바람직하게는 3 내지 10관능이다. 관능기수가 상기 범위 내이면, 얻어지는 안정화층은, 셀룰로오스계 기재 필름으로의 도전층 형성용 재료의 침투를 효과적으로 억제할 수 있다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 추가로 열가소성 수지를 포함할 수도 있다. 열가소성 수지를 병용함으로써, 기재 필름과의 접착성의 향상이나 도포막의 결함을 유효하게 방지할 수 있다.
해당 열가소성 수지로서는, 예를 들어 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 폴리올레핀 수지, 아세트산비닐 수지, 비닐에테르 수지, 할로겐 함유 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 나일론, 셀룰로오스 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지 등의 열가소성 수지의 단체 및 공중합체, 또는 이들의 혼합 수지를 바람직하게 들 수 있다. 이들 수지는 비결정성이며, 또한 용제에 가용인 것이 바람직하다. 특히 제막성, 투명성이나 내후성 등의 관점에서, 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 셀룰로오스 수지 등이 바람직하고, (메트)아크릴 수지가 보다 바람직하고, 폴리메틸메타크릴레이트가 더욱 바람직하다.
이들 열가소성 수지는, 분자 중에 반응성 관능기를 갖지 않는 것이 바람직하다. 분자 중에 반응성 관능기를 가지면, 경화 수축량이 커지고, 안정화층의 접착성이 저하될 우려가 있는데, 이것을 회피하기 위함이다. 또한, 열가소성 수지가 분자 중에 반응성 관능기를 갖지 않는 것이면, 얻어지는 광학 적층체의 표면 저항률 제어가 용이해진다. 또한, 반응성기로서는, 아크릴로일기, 비닐기 등의 불포화 이중 결합을 갖는 관능기, 에폭시환, 옥세탄환 등의 환상 에테르기, 락톤환 등의 개환 중합기, 우레탄을 형성하는 이소시아네이트기 등을 들 수 있다. 또한, 이들 반응성 관능기는, 안정화층의 접착성이나 표면 저항률에 영향을 미치지 않는 정도라면 포함되어 있어도 된다.
안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 전리 방사선 경화성 수지의 함유량은, 해당 수지 조성물을 구성하는 수지 성분의 합계량에 대하여, 바람직하게는 20질량％ 이상이며, 보다 바람직하게는 20 내지 95질량％, 더욱 바람직하게는 25 내지 85질량％, 보다 더 바람직하게는 30 내지 80질량％이다. 전리 방사선 경화성 수지가 해당 수지 조성물을 구성하는 수지 성분의 합계량에 대하여 20질량％ 이상이면, 밀착성이 우수하고, 저분자량 성분의 침투가 적은 안정화층을 형성할 수 있다. 또한, 여기에서 말하는 「전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 수지 성분」에는, 전리 방사선 경화성 수지, 열가소성 수지 및 기타의 수지를 포함하는 것이다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물이 열가소성 수지를 포함하는 경우에는, 그 함유량은, 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 수지 성분 중, 바람직하게는 10질량％ 이상이다. 또한, 얻어지는 안정화층의 기재 필름과의 밀착성의 관점에서, 바람직하게는 80질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 50질량％ 이하이다. 셀룰로오스계 기재 필름으로의 도전층 형성용 재료의 침투를 효과적으로 억제하는 관점에서는, 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은 열가소성 수지를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
안정화층의 형성에 사용되는 전리 방사선 경화성 수지가 자외선 경화성 수지인 경우에는, 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 광중합 개시제나 광중합 촉진제를 포함하는 것이 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 아세토페논, α-히드록시알킬페논, 아실포스핀옥시드, 벤조페논, 미힐러 케톤, 벤조인, 벤질디메틸케탈, 벤조일벤조에이트, α-아실옥심에스테르, 티오크산톤류 등을 들 수 있다. 또한, 광중합 촉진제는, 경화 시의 공기에 의한 중합 장해를 경감시켜 경화 속도를 빠르게 할 수 있는 것이며, 예를 들어 p-디메틸아미노벤조산이소아밀에스테르, p-디메틸아미노벤조산에틸에스테르 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제, 광중합 촉진제는 각각 1종을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물이 광중합 개시제를 포함하는 경우, 그 함유량은, 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 10질량부, 보다 바람직하게는 1 내지 10질량부, 더욱 바람직하게는 5 내지 10질량부이다.
또한 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 필요에 따라서 그 밖의 성분, 예를 들어 굴절률 조정제, 방현제, 방오제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 레벨링제, 이활제 등의 첨가제를 더 함유할 수 있다.
또한, 당해 수지 조성물은 용제를 함유할 수 있다. 당해 용제로서는, 수지 조성물에 포함되는 각 성분을 용해시키는 용제라면 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 케톤류, 에테르류, 알코올류, 또는 에스테르류가 바람직하다. 상기 용제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
당해 수지 조성물 중의 용제의 함유량은, 통상 20 내지 99질량％이며, 바람직하게는 30 내지 99질량％, 보다 바람직하게는 70 내지 99질량％이다. 용제의 함유량이 상기 범위 내이면, 도공성이 우수하다.
안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 제조 방법에 대해서는 특별히 제한은 없고, 종래 공지된 방법 및 장치를 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 전리 방사선 경화성 수지, 및 필요에 따라서 각종 첨가제, 용제를 첨가하여 혼합함으로써 제조할 수 있다.
안정화층의 두께는, 전술한 효과를 발휘함으로써 광학 적층체(III)의 표면 저항률의 면 내 균일성을 얻는 점에서, 바람직하게는 50nm 이상, 보다 바람직하게는 70nm 이상, 더욱 바람직하게는 90nm 이상, 보다 더욱 바람직하게는 200nm 이상이다. 또한, 광학 적층체(III)의 휨을 억제하는 관점에서는, 10㎛ 미만인 것이 바람직하고, 8.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 5.0㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
안정화층의 두께는, 예를 들어 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬영한 단면의 화상으로부터 20군데의 두께를 측정하고, 20군데의 값의 평균값으로부터 산출할 수 있다. STEM의 가속 전압은 10kV 내지 30kV로 하는 것이 바람직하고, STEM의 관찰 배율은 1000 내지 7000배로 하는 것이 바람직하다.
(도전층)
광학 적층체(III)가 갖는 도전층은, 정전 용량식 터치 패널에 적용하면, 터치 패널의 면 내 전위를 일정하게 하고, 동작성을 안정화시킨다는 효과를 발휘한다. 또한 인셀 터치 패널에 있어서, 도전층은, 종래의 외장형이나 온셀형에 있어서 도전성 부재로서 작용하고 있던 터치 패널의 대체적인 역할을 갖는다. 인셀 터치 패널을 탑재한 액정 표시 소자의 전면에 상기 도전층을 갖는 광학 적층체를 사용하면, 해당 도전층은 액정 표시 소자보다 조작자측에 위치하게 되므로, 터치 패널 표면에서 발생한 정전기를 빠져나가게 할 수 있고, 해당 정전기에 의해 액정 화면이 부분적으로 백탁되는 것을 방지할 수 있다. 이 관점에서, 도전층은 두께를 얇게 해도 충분한 도전성을 부여할 수 있고, 착색이 적으며, 투명성이 양호하고, 내후성이 우수하며, 도전성의 경시적 변화가 적은 것이 바람직하다.
당해 도전층을 구성하는 재료에는 특별히 제한은 없지만, 상기 특성을 부여하는 관점에서, 전리 방사선 경화성 수지와 도전성 입자를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하다. 또한, 도전층 상에 후술하는 기능층을 적층하지 않는 경우에는, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 상의 흠집 발생을 방지할 수 있는 정도의 경도를 부여하는 것이 바람직하기 때문이다.
<전리 방사선 경화성 수지>
도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 포함되는 전리 방사선 경화성 수지는, 관용되고 있는 중합성 단량체 및 중합성 올리고머 내지 예비 중합체를 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
중합성 단량체로서는, 분자 중에 (메트)아크릴로일기를 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체가 적합하고, 그 중에서도 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체가 바람직하다.
다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체 및 그 바람직한 양태는, 전술한 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 있어서 예시한 것과 동일하다. 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
중합성 올리고머 및 그 바람직한 양태는, 전술한 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 있어서 예시한 것과 동일하다.
중합성 올리고머는, 중량 평균 분자량이 1,000 내지 20,000인 것이 바람직하고, 1,000 내지 15,000인 것이 보다 바람직하다.
또한, 중합성 올리고머는 바람직하게는 2관능 이상이며, 보다 바람직하게는 3 내지 12관능, 더욱 바람직하게는 3 내지 10관능이다. 관능기수가 상기 범위 내이면, 우수한 경도의 도전층이 얻어진다.
도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 포함되는 전리 방사선 경화성 수지는, 상기 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 포함되는 전리 방사선 경화성 수지와의 굴절률차가 작은 것이 보다 바람직하고, 이 관점에서, 양쪽 전리 방사선 경화성 수지가 동일종인 것이 바람직하다. 이 경우, 안정화층과 도전층의 계면 반사에서 유래되는 간섭 줄무늬의 발생을 저감시킬 수 있으므로, 화상 시인성이 향상된다. 그 이유로서는, 형성되는 안정화층과 도전층의 굴절률이 근사하면, 안정화층과 도전층 사이에 명료한 계면이 존재하는 경우에도 해당 계면에서 유래되는 간섭 줄무늬가 발생하기 어렵기 때문이다. 또한, 안정화층과 도전층에 사용하는 전리 방사선 경화성 수지가 동일종이면, 안정화층 상에 도전층을 형성할 때에 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물이 안정화층 표면에 습윤되기 쉽고, 안정화층과 도전층의 계면에, 층 두께에 영향은 주지 않지만 간섭 줄무늬를 발생하지 않을 정도의 약간의 거칠음이 발생하기 때문이라고 생각된다. 또한, 안정화층과 도전층에 사용하는 전리 방사선 경화성 수지가 동일종이면, 안정화층과 도전층의 밀착성도 양호해진다는 효과도 발휘한다.
여기에서 말하는 동일종의 전리 방사선 경화성 수지란, 1종의 전리 방사선 경화성 수지를 사용하는 경우에는 동일한 수지이며, 2종 이상의 전리 방사선 경화성 수지를 사용하는 경우에는, 동일한 수지의 조합이다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 추가로 열가소성 수지를 포함할 수도 있다. 열가소성 수지를 병용함으로써 도전층의 수축이 억제되고, 이에 의해 안정화층과의 접착성 및 내구 밀착성, 표면 저항률의 면 내 균일성을 향상시켜, 표면 저항률의 경시 변화를 억제할 수 있고, 도포막의 결함을 유효하게 방지할 수 있다.
해당 열가소성 수지 및 그 바람직한 양태는, 전술한 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 있어서 예시한 것과 동일하다.
도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 전리 방사선 경화성 수지의 함유량은, 해당 수지 조성물을 구성하는 수지 성분의 합계량에 대하여 바람직하게는 20질량％ 이상이며, 보다 바람직하게는 30 내지 100질량％, 더욱 바람직하게는 40 내지 100질량％, 보다 더 바람직하게는 50 내지 100질량％이다. 전리 방사선 경화성 수지가 해당 수지 조성물을 구성하는 수지 성분의 합계량에 대하여 20질량％ 이상이면, 밀착성이 우수하고, 표면 저항률의 면 내 균일성 및 그 경시 안정성도 우수한 도전층을 형성할 수 있다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물이 열가소성 수지를 포함하는 경우에는, 그 함유량은, 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 수지 성분 중, 바람직하게는 10질량％ 이상이다. 또한, 얻어지는 도전층의 내찰상성의 관점에서, 바람직하게는 80질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 50질량％ 이하이다.
<도전성 입자>
도전성 입자는, 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 도전층에 있어서, 투명성을 손상시키지 않고 도전성을 부여하기 위해 사용된다. 따라서 당해 도전성 입자는, 도전층의 두께를 얇게 해도 충분한 도전성을 부여할 수 있고, 착색이 적으며, 투명성이 양호하고, 내후성이 우수하며, 도전성의 경시적 변화가 적은 것이 바람직하다. 또한, 도전층의 유연성이 너무 높음으로써 표면 보호 성능을 저하시키는 것을 회피하는 관점에서, 고경도의 입자가 바람직하다.
이러한 도전성 입자로서는, 금속 입자, 금속 산화물 입자 및 코어 입자의 표면에 도전성 피복층을 형성한 코팅 입자 등이 적합하게 사용된다.
금속 입자를 구성하는 금속으로서는, 예를 들어 Au, Ag, Cu, Al, Fe, Ni, Pd, Pt 등을 들 수 있다. 금속 산화물 입자를 구성하는 금속 산화물로서는, 예를 들어 산화주석(SnO2), 산화안티몬(Sb2O5), 안티몬 주석 산화물(ATO), 인듐 주석 산화물(ITO), 알루미늄 아연 산화물(AZO), 불소화산화주석(FTO), ZnO 등을 들 수 있다.
코팅 입자로서는, 예를 들어 코어 입자의 표면에 도전성 피복층이 형성된 구성의 입자를 들 수 있다. 코어 입자로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 콜로이달 실리카 입자, 산화규소 입자 등의 무기 입자, 불소 수지 입자, 아크릴 수지 입자, 실리콘 수지 입자 등의 중합체 입자 및 유기질 무기질 복합체 입자 등을 들 수 있다. 또한, 도전성 피복층을 구성하는 재료로서는, 예를 들어 상술한 금속 또는 이들의 합금이나, 상술한 금속 산화물 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
그 중에서도, 장기 보관, 내열성, 내습열성, 내후성이 양호하다는 관점에서, 도전성 입자는 금속 미립자 및 금속 산화물 미립자로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 안티몬 주석 산화물(ATO) 입자가 보다 바람직하다.
도전성 입자는, 평균 1차 입자 직경이 5 내지 40nm인 것이 바람직하다. 5nm 이상으로 함으로써, 도전성 입자끼리가 도전층 중에서 접촉하기 쉬워지기 때문에, 충분한 도전성을 부여하기 위한 도전성 입자의 첨가량을 억제할 수 있다. 또한, 도전성 입자의 평균 1차 입자 직경이 5nm 이상임으로써, 도전성 입자의 셀룰로오스계 기재 필름 내로의 과도한 침투를 피할 수 있다. 또한, 해당 평균 1차 입자 직경을 40nm 이하로 함으로써, 투명성이나 기타 층과의 사이의 밀착성이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 도전성 입자의 평균 1차 입자 직경의 보다 바람직한 하한은 6nm, 더 바람직한 상한은 20nm이다.
도전성 입자의 평균 1차 입자 직경은, 광학 적층체(I)에 있어서 기재한 도전성 입자의 평균 1차 입자 직경의 측정 방법과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 얻어지는 도전층은, 두께를 얇게 해도 충분한 도전성을 부여할 수 있고, 착색이 적으며, 투명성이 양호하고, 내후성이 우수하며, 도전성의 경시적 변화가 적은 것이 바람직하다. 따라서 당해 수지 조성물 중의 도전성 입자의 함유량은, 상기 성능을 부여할 수 있는 범위라면 특별히 제한은 없다.
표면 저항률의 평균값을 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1012Ω/□ 이하로 하는 관점에서, 상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 도전성 입자의 함유량은, 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 5 내지 400질량부, 보다 바람직하게는 20 내지 300질량부, 더욱 바람직하게는 25 내지 200질량부이다. 도전성 입자의 함유량을 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 5질량부 이상으로 함으로써, 광학 적층체의 표면 저항률 평균값을 1.0×1012Ω/□ 이하로 하기 쉽고, 400질량부 이하로 함으로써, 해당 표면 저항률의 평균값을 1.0×107Ω/□ 이상으로 하기 쉬울 뿐 아니라, 도전층이 취화되지 않아, 경도를 유지할 수 있기 때문이다.
도전층은, 표면 저항률의 면 내 균일성을 향상시키는 관점에서, 추가로 통전 입자를 포함해도 된다.
도전층이 통전 입자를 포함하는 층이면, 본 발명의 광학 적층체(III), 편광자 및 위상차판을 순서대로 적층한 전면판으로 했을 때, 해당 도전층 또는 이것에 인접하는 도전성의 층이 최표면에 위치하는 점에서, 이들 층 표면으로부터 접지 처리를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 표면 저항률이 낮아도 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호하고, 또한 표면 저항률이 경시적으로도 안정되기 쉬워진다.
광학 적층체(III)는 전술한 바와 같이, 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1012Ω/□ 이하이고, 터치 패널 센서(전극)용 투명 도전층과 비교하면 도전성은 매우 낮은 것이다. 이러한 저도전성 범위에서 면 내 균일성을 실현하는 것은 곤란하다. 그러나 상기 구성으로 함으로써, 표면 저항률에 대하여 높은 면 내 균일성을 달성하는 것이 용이해진다.
통전 입자로서는 특별히 한정되지 않고, 상술한 도전성 입자와 동일한 금속 입자, 금속 산화물 입자 및 코어 입자의 표면에 도전성 피복층을 형성한 코팅 입자 등을 들 수 있다. 또한, 도통을 양호하게 하는 관점에서, 통전 입자는 금 도금 입자인 것이 바람직하다.
통전 입자의 평균 1차 입자 직경은, 도전층의 두께에 따라서 적절히 선택할 수 있다. 구체적으로는 통전 입자의 평균 1차 입자 직경은, 도전층의 두께에 대하여 50％ 초과 150％ 이하인 것이 바람직하고, 70％ 초과 120％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 85％ 초과 115％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 도전층의 두께에 대한 통전 입자의 평균 1차 입자 직경을 상기로 함으로써, 도통을 양호하게 할 수 있으며, 또한 통전 입자가 도전층으로부터 탈락되는 것을 방지할 수 있다.
도전층 중의 통전 입자의 평균 1차 입자 직경은, 광학 적층체(I)에 있어서 기재한 통전 입자의 평균 1차 입자 직경의 측정 방법과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
도전층이 통전 입자를 포함하는 경우, 그 함유량은, 해당 도전층을 구성하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 0.5 내지 4.0질량부인 것이 바람직하고, 0.5 내지 2.5질량부인 것이 보다 바람직하다. 통전 입자의 함유량을 0.5질량부 이상으로 함으로써, 도통을 양호하게 할 수 있다. 또한, 해당 함유량을 4.0질량부 이하로 함으로써 도전층의 피막성 및 경도의 저하를 방지할 수 있다.
도전층의 형성에 사용되는 전리 방사선 경화성 수지가 자외선 경화성 수지인 경우에는, 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 광중합 개시제나 광중합 촉진제를 포함하는 것이 바람직하다. 광중합 개시제, 광중합 촉진제 및 이들의 바람직한 형태는, 전술한 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 있어서 예시한 것과 동일하다.
광중합 개시제, 광중합 촉진제는 각각 1종을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물이 광중합 개시제를 포함하는 경우, 그 함유량은, 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 10질량부, 보다 바람직하게는 1 내지 10질량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 8질량부이다.
또한 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 필요에 따라서 그 밖의 성분, 예를 들어 굴절률 조정제, 방현제, 방오제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 레벨링제, 이활제 등의 첨가제를 더 함유할 수 있다.
또한, 당해 수지 조성물은 용제를 함유할 수 있다. 당해 용제로서는, 수지 조성물에 포함되는 각 성분을 용해시키는 용제라면 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 케톤류, 에테르류, 알코올류, 또는 에스테르류가 바람직하다. 상기 용제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 포함되는 용제는, 상기 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 포함되는 용제와 동일종인 것이 바람직하다. 이 경우, 안정화층과 도전층의 계면 반사에서 유래되는 간섭 줄무늬의 발생을 저감시킬 수 있으므로, 화상 시인성이 향상된다. 그 이유로서는, 안정화층 상에 도전층을 적층할 때에 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 용제가 안정화층 표면에 습윤되기 쉽고, 안정화층과 도전층의 계면에, 층 두께에 영향은 주지 않지만 간섭 줄무늬를 발생하지 않을 정도의 약간의 거칠음이 발생하기 때문이라고 생각된다.
여기에서 말하는 동일종의 용제란, 1종류의 용제를 사용하는 경우에는 동일한 용제이며, 2종 이상의 용제를 사용하는 경우에는, 동일한 용제의 조합이다.
당해 수지 조성물 중의 용제의 함유량은, 통상 20 내지 99질량％이며, 바람직하게는 30 내지 99질량％, 보다 바람직하게는 70 내지 99질량％이다. 용제의 함유량이 상기 범위 내이면, 도공성이 우수하다.
도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 제조 방법에 대해서는 특별히 제한은 없고, 종래 공지된 방법 및 장치를 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 전리 방사선 경화성 수지, 도전성 입자, 및 필요에 따라서 각종 첨가제, 용제를 첨가하여 혼합함으로써 제조할 수 있다. 도전성 입자는, 미리 용제에 분산시켜 조제한 분산액을 사용해도 된다.
도전층의 두께는, 투명성을 손상시키지 않고 원하는 도전성을 부여하는 점, 및 후술하는 기능층을 설치하지 않은 경우에 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 상의 흠집 발생을 방지하는 관점에서, 0.5 내지 20㎛인 것이 바람직하고, 1.0 내지 10㎛인 것이 보다 바람직하고, 1.0 내지 5.0㎛인 것이 더욱 바람직하다.
도전층의 두께는, 상기 안정화층의 두께와 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
(기능층)
광학 적층체(III)는 상기 도전층 상 또는 하에 추가로 기능층을 가져도 된다. 해당 기능층으로서는, 표면 보호층, 반사 방지층, 굴절률 조정층, 방현층, 내지문층, 방오층, 내찰상성층, 항균층 등을 들 수 있다. 이들 기능층은, 광학 적층체(III)의 최표면에 설치하는 경우, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 상의 흠집 발생을 방지하는 관점에서, 열경화성 수지 조성물 또는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하고, 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 보다 바람직하다.
당해 전리 방사선 경화성 수지 조성물로서는, 전술한 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물과 동일한 것을 사용할 수 있다.
또한 해당 기능층으로서, 상기 이외에도, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 산화 방지제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 활제, 가소제, 착색제 등의 첨가제를 함유하는 층을 형성할 수도 있다. 또한, 액정 표시 장치에 적용하는 광학 적층체인 경우, 편광 선글라스를 착용하여 액정 표시 화면을 보았을 때에 발생하는 보기 어려움이나 착색 불균일을 방지할 목적으로, 고리타데이션층을 형성할 수도 있다. 단, 1/4 파장 위상차 기능을 갖는 층이 존재하는 경우에는 해당 고리타데이션층은 불필요하다.
도전층 상에 기능층을 설치하는 경우에는, 해당 도전층은 추가로 통전 입자를 포함해도 된다. 기능층이 통전 입자를 포함하는 기능층(이하, 「도통성 기능층」이라고도 함)이면, 본 발명의 광학 적층체(III), 편광자 및 위상차판을 순서대로 적층한 전면판으로 했을 때, 도통성 기능층 및 도전층이 최표면에 위치하는 점에서, 도통성 기능층 또는 도전층 표면에 대한 접지 처리를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 광학 적층체(III)가 도전층과 도통성 기능층을 가짐으로써, 도전층의 도전성이 낮아도 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호하고, 또한 표면 저항률이 경시적으로도 안정되기 쉬워진다.
기능층에 사용하는 통전 입자로서는, 상기와 동일한 것을 들 수 있다. 통전 입자의 평균 1차 입자 직경은, 기능층의 두께에 따라서 적절히 선택할 수 있다. 구체적으로는 통전 입자의 평균 1차 입자 직경은, 기능층의 두께에 대하여 50％ 초과 150％ 이하인 것이 바람직하고, 70％ 초과 120％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 85％ 초과 115％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 기능층의 두께에 대한 통전 입자의 평균 1차 입자 직경을 상기로 함으로써, 도전층으로부터의 도통을 양호하게 할 수 있으며, 또한 통전 입자가 기능층으로부터 탈락되는 것을 방지할 수 있다.
기능층 중의 통전 입자의 함유량은, 해당 기능층을 구성하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물 중의 전리 방사선 경화성 수지 100질량부에 대하여 0.5 내지 4.0질량부인 것이 바람직하고, 0.5 내지 3.0질량부인 것이 보다 바람직하다. 통전 입자의 함유량을 0.5질량부 이상으로 함으로써, 도전층으로부터의 도통을 양호하게 할 수 있다. 또한, 해당 함유량을 4.0질량부 이하로 함으로써 기능층의 피막성 및 경도의 저하를 방지할 수 있다.
기능층의 두께는, 광학 적층체의 용도나 요구 특성에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 경도, 가공 적성 및 본 발명의 광학 적층체(III)를 사용하는 표시 장치의 박형화의 관점에서는, 0.05 내지 30㎛가 바람직하고, 0.1 내지 20㎛가 보다 바람직하고, 0.5 내지 10㎛가 더욱 바람직하다. 기능층이 전술한 고리타데이션층인 경우에는, 두께는 이에 한하지 않고, 바람직한 리타데이션이 얻어지는 두께이면 된다. 해당 기능층의 두께는 도전층과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
또한 광학 적층체(III)의 기재 필름측의 면에는, 제조 공정용 필름으로서 이면 필름을 갖고 있어도 된다. 이에 의해, 광학 적층체(III)의 제조 시 및 가공 시에 평면성을 유지하고, 표면 저항률의 면 내 균일성을 유지할 수 있다. 당해 이면 필름으로서는 특별히 제한은 없고, 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리올레핀계 수지 필름 등을 사용할 수 있다. 보호 성능의 점에서는 탄성률이 높은 필름이 바람직하고, 폴리에스테르계 수지 필름이 보다 바람직하다.
이면 필름의 두께는, 광학 적층체(III)의 제조 시 및 가공 시의 평면성 유지의 관점에서, 바람직하게는 10㎛ 이상이며, 보다 바람직하게는 20 내지 200㎛이다.
이면 필름은, 예를 들어 점착층을 통해, 광학 적층체(III)의 기재 필름측의 면과 적층된다. 또한 이면 필름은 제조 공정용 필름이기 때문에, 예를 들어 광학 적층체(III)를 후술하는 편광자와 접합시킬 때 등에 박리된다.
(광학 적층체(III)의 제조 방법)
광학 적층체(III)의 제조 방법에는 특별히 제한은 없고, 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 셀룰로오스계 기재 필름, 안정화층 및 도전층을 순서대로 갖는 3층 구성의 광학 적층체라면, 기재 필름 상에 상술한 안정화층을 형성하고, 이 위에 전술한 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 도전층을 형성함으로써 제조할 수 있다. 셀룰로오스계 기재 필름에는, 도전층 형성면과 반대측의 면에 미리 이면 필름을 적층해두어도 된다.
먼저, 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 전술한 방법으로 조제한 후, 경화 후에 원하는 두께가 되게 도포하고, 필요에 따라서 건조시켜 미경화 수지층을 형성한다. 도포 방법으로서는 특별히 제한은 없고, 다이 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 슬릿 코팅, 슬릿 리버스 코팅, 리버스 롤 코팅, 그라비아 코팅 등을 들 수 있다. 해당 미경화 수지층에, 전자선, 자외선 등의 전리 방사선을 조사하여 해당 미경화 수지층을 경화시켜, 기재 필름 상에 안정화층을 형성한다. 여기서, 전리 방사선으로서 전자선을 사용하는 경우, 그 가속 전압에 대해서는, 사용하는 수지의 종류나 층의 두께에 따라서 적절히 선정할 수 있지만, 통상 가속 전압 70 내지 300kV 정도로 미경화 수지층을 경화시키는 것이 바람직하다.
전리 방사선으로서 자외선을 사용하는 경우에는, 통상 파장 190 내지 380nm의 자외선을 포함하는 것을 방사한다. 자외선원으로서는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 고압 수은등, 저압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 카본 아크등 등이 사용된다.
이어서, 해당 안정화층 상에, 바람직하게는 전술한 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 도전층을 형성한다. 해당 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 도포 방법 및 경화 방법은, 전술한 안정화층의 경우와 동일하다.
기능층은, 전술한 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기한 전리 방사선 경화성 수지, 및 필요에 따라서 사용되는 자외선 흡수제, 통전 입자, 그 밖의 각종 첨가제를, 각각 소정의 비율로 균질하게 혼합하고, 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 포함하는 도공액을 조제한다. 이와 같이 하여 조제된 도공액을, 안정화층상 또는 도전층 상에 도포하고, 필요에 따라서 건조시킨 후 경화시켜, 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 포함하는 기능층을 형성할 수 있다. 해당 수지 조성물의 도포 방법 및 경화 방법은 전술한 안정화층의 경우와 동일하다.
(광학 적층체(III)의 구성)
여기서, 본 발명의 광학 적층체(III)에 대해서, 도 3 및 도 4를 사용하여 설명한다. 도 3 및 도 4는 광학 적층체(III)의 실시 형태의 일례를 나타내는 단면 모식도이다. 도 3에 나타내는 광학 적층체(1B)는, 셀룰로오스계 기재 필름(2B), 안정화층(5B) 및 도전층(6B)을 순서대로 갖고 있다. 도전층(6B)은 바람직하게는 전술한 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물이다. 도 4에 나타내는 광학 적층체(1C)는 셀룰로오스계 기재 필름(2C), 안정화층(5C), 도전층(6C) 및 기능층(7C)을 순서대로 갖고 있다. 도전층(6C)은 바람직하게는 전술한 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물이다. 또한, 도 4에 나타내는 기능층(7C)은 통전 입자(71C)를 포함하는 도통성 기능층이다.
도 3, 도 4의 구성을 갖는 광학 적층체는, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 점에서, 정전 용량식 터치 패널에 사용하면 해당 터치 패널에 안정된 동작성을 부여할 수 있어, 특히 인셀형 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치에 있어서 적합하게 사용된다. 전술한 바와 같이, 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치에서는, 터치 패널 표면에서 발생하는 정전기에 의해 액정 화면이 백탁된다는 현상이 일어난다. 그래서, 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자의 전면에 도 3, 도 4의 광학 적층체를 사용하면, 대전 방지 기능이 부여되므로 정전기를 빠져나가게 할 수 있어, 상기 백탁을 방지할 수 있다.
특히, 도 4의 구성을 갖는 광학 적층체(1C)는, 기능층(7C)이 도통성 기능층인 것이 바람직하다. 도통성 기능층 중의 통전 입자(71C)가, 도통성 기능층의 표면과 도전층(6C) 사이의 도통을 취하고, 도전층에 도달한 정전기를 더욱 두께 방향으로 흘려, 기능층의 표면측(조작자측)에 원하는 표면 저항률을 부여할 수 있다. 나아가, 표면 저항률의 면 내 균일성 및 경시 안정성이 양호해져, 정전 용량식 터치 패널의 동작성이 안정되게 발현된다.
도전층은 면 방향(X 방향, Y 방향) 및 두께 방향(z 방향)으로의 도전성을 갖고 있는 것에 비해, 도통성 기능층은, 두께 방향의 도전성을 갖고 있으면 충분하다. 따라서, 도통성 기능층은 면 방향의 도전성은 반드시 필요하지는 않다는 점에서 역할이 상이하다.
(광학 적층체의 특성)
본 발명의 광학 적층체(I) 내지 (III)(이하, 이들을 간단히 「본 발명의 광학 적층체」라고도 함)은, 화상 표시 장치에 적용한 경우의 시인성의 관점에서, 파장 400nm에 있어서의 투과율이 60％ 이상인 것이 바람직하고, 65％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
또한 본 발명의 광학 적층체는, 파장 200 내지 380nm의 자외광 영역에 있어서 파장 380nm에서의 투과율이 최대이며, 또한 파장 380nm에서의 투과율이 30％ 이하인 것이 바람직하고, 25％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 파장 380nm에서의 투과율이 30％ 이하라면, 외광 자외선에 의한 열화 방지 효과가 양호하다.
광학 적층체의 투과율은, 자외 가시 분광 광도계 등에 의해 측정할 수 있고, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
[전면판]
본 발명의 전면판은, 전술한 본 발명의 광학 적층체, 편광자 및 위상차판을 순서대로 갖는다. 본 발명의 전면판은, 후술하는 화상 표시 장치에 적용할 때에는, 화상 표시 장치의 시인자측으로부터, 전술한 본 발명의 광학 적층체, 편광자 및 위상차판을 순서대로 가지고, 해당 광학 적층체가 해당 시인자측으로부터 상기 표면 보호층, 상기 투명 도전층 및 상기 기재 필름을 순서대로 갖는 구성으로 되도록 설치된다.
도 5에 나타내는 전면판(10A)은 본 발명의 전면판의 일례의 단면도이며, 광학 적층체(1A), 편광자(8A) 및 위상차판(9A)을 순서대로 갖는다. 1A는 광학 적층체(I) 또는 (II)이다. 이와 같은 구성을 가짐으로써, 화상 표시 장치에 사용하는 전면판으로서의 필요 기능을 부여하면서, 박형화를 도모할 수 있다.
도 6에 나타내는 전면판(10B)은 본 발명의 전면판의 일례의 단면도이며, 광학 적층체(1B), 편광자(8B) 및 위상차판(9B)을 순서대로 갖는다. 1B는 광학 적층체(III)이다. 이와 같은 구성을 가짐으로써, 화상 표시 장치에 사용하는 전면판으로서의 필요 기능을 부여하면서, 박형화를 도모할 수 있다.
도 5에 나타내는 구성에서는, 광학 적층체(1A)는 편광자(8A)의 표면 보호 필름으로서도 기능한다. 또한 도 6에 나타내는 구성에서는, 광학 적층체(1B)는 편광자(8B)의 표면 보호 필름으로서도 기능한다. 따라서, 광학 적층체(1A) 또는 (1B)를 당해 전면판에 사용함으로써, 종래 편광자의 표면 보호 필름으로서 사용하고 있던 TAC 필름, 및 이것을 다른 층과 접합하는 데 사용하고 있던 점착층을 삭감시킬 수 있어, 전면판 및 화상 표시 장치를 박형화하는 것이 가능해진다.
(편광자)
전면판을 구성하는 편광자로서는, 특정한 진동 방향을 갖는 광만을 투과하는 기능을 갖는 편광자라면 어떠한 것이어도 되고, 예를 들어 PVA계 필름 등을 연신하고, 요오드나 2색성 염료 등으로 염색한 PVA계 편광자, PVA의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 편광자, 콜레스테릭 액정을 사용한 반사형 편광자, 박막 결정 필름계 편광자 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 물에 의해 접착성을 발현하고, 별도의 접착층을 형성하지 않고, 위상차판이나 광학 적층체를 접착시킬 수 있는 PVA계 편광자가 적합하다.
PVA계 편광자로서는, 예를 들어 PVA계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 물질을 흡착시켜 1축 연신한 것을 들 수 있다. 이들 중에서도, 접착성의 관점에서, PVA계 필름과 요오드 등의 2색성 물질을 포함하는 편광자가 적합하게 사용된다.
PVA계 필름을 구성하는 PVA계 수지는, 폴리아세트산비닐을 비누화하여 이루어지는 것이다.
편광자의 두께는, 2 내지 30㎛가 바람직하고, 3 내지 30㎛가 보다 바람직하다.
(위상차판)
전면판을 구성하는 위상차판은, 적어도 위상차층을 갖는 구성을 포함한다. 위상차층으로서는, 연신 폴리카르보네이트 필름, 연신 폴리에스테르 필름, 연신 환상 올레핀 필름 등의 연신 필름의 양태, 굴절률 이방성 재료를 함유하는 층의 양태를 들 수 있다. 전자와 후자의 양태에서는, 리타데이션의 제어 및 박형화의 관점에서, 후자의 양태가 바람직하다.
굴절률 이방성 재료를 함유하는 층(이하, 「이방성 재료 함유층」이라고 하는 경우도 있음)은, 당해 층의 단독으로 위상차판을 구성하는 것이어도, 수지 필름 상에 이방성 재료 함유층을 갖는 구성이어도 된다.
수지 필름을 구성하는 수지로서는, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에테르케톤계 수지, (메트)아크릴로니트릴계 수지, 시클로올레핀 중합체, 셀룰로오스계 수지 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 치수 안정성 및 광학적 안정성의 관점에서, 시클로올레핀 중합체가 바람직하다.
굴절률 이방성 재료로서는, 막대 형상 화합물, 원반형 화합물 및 액정 분자 등을 들 수 있다.
굴절률 이방성 재료를 사용하는 경우, 굴절률 이방성 재료의 배향 방향에 의해, 다양한 타입의 위상차판으로 할 수 있다.
예를 들어, 굴절률 이방성 재료의 광축이 이방성 재료 함유층의 법선 방향을 향함과 함께 상광선 굴절률보다도 큰 이상 광선 굴절률을 이방성 재료 함유층의 법선 방향에 갖는, 소위 정의 C 플레이트를 들 수 있다.
또한 다른 양태에서는, 굴절률 이방성 재료의 광축이 이방성 재료 함유층과 병행함과 함께 상광선 굴절률보다도 큰 이상 광선 굴절률을 이방성 재료 함유층의 면 내 방향에 갖는, 소위 정의 A 플레이트여도 된다.
또한, 액정 분자의 광축을 이방성 재료 함유층과 병행으로 하여, 법선 방향으로 나선 구조를 취한 콜레스테릭 배향으로 함으로써, 이방성 재료 함유층 전체로서 상광선 굴절률보다도 작은 이상 광선 굴절률을 위상차층의 법선 방향으로 한, 소위 부의 C 플레이트여도 된다.
나아가, 부의 복굴절 이방성을 갖는 디스코틱 액정을, 그 광축을 이방성 재료 함유층의 면 내 방향에 갖는, 부의 A 플레이트로 하는 것도 가능하다.
또한 이방성 재료 함유층은, 해당 층에 대하여 비스듬해도 되고, 또는 그 각도가 층에 수직인 방향에서 변화되고 있는 하이브리드 배향 플레이트여도 된다.
이러한 다양한 타입의 위상차판은, 예를 들어 일본 특허 공개 제2009-053371호 공보에 기재된 방법에 의해 제조할 수 있다.
위상차판은, 상술한 정 또는 부의 C 플레이트나 A 플레이트 또는 하이브리드 배향 플레이트의 어느 하나의 플레이트를 포함하는 것이어도 되지만, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합한 2 이상의 플레이트를 포함하는 것이어도 된다. 예를 들어, 인셀 터치 패널의 액정 소자가 VA 방식인 경우, 정의 A 플레이트와 부의 C 플레이트를 조합하여 사용하는 것이 바람직하고, IPS 방식인 경우, 정의 C 플레이트와 정의 A 플레이트나 2축 플레이트를 조합하여 사용하는 것이 바람직하지만, 시야각을 보상할 수 있는 것이면 어떤 조합이어도 되고, 각종 조합을 생각할 수 있으며 적절히 선택할 수 있다.
또한, 위상차판을 2 이상의 플레이트를 포함하는 것으로 하는 경우, 박형화의 관점에서, 하나의 플레이트를 연신 필름으로 하여, 당해 연신 필름 상에 이방성 재료 함유층(다른 플레이트)을 적층하는 양태가 바람직하다.
위상차판의 두께는 25 내지 60㎛가 바람직하고, 25 내지 30㎛가 보다 바람직하다. 또한, 위상차판을 2 이상의 플레이트를 포함하는 것으로 하는 경우, 하나의 플레이트를 연신 필름으로 하여, 당해 연신 필름 상에 이방성 재료 함유층(다른 플레이트)을 적층하는 형태로 함으로써, 상기 두께 범위 내로 하기 쉽게 할 수 있다.
본 발명의 전면판은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 상기 이외의 필름이나 층을 갖고 있어도 된다. 단, 박형화나 투명성의 관점에서는, 위상차판, 편광자 및 광학 적층체는, 다른 층을 통하지 않고 적층되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 여기에서 말하는 「다른 층을 통하지 않고 적층」이란, 완전히 다른 층의 개재를 배제하는 취지는 아니다. 예를 들어, 기재 필름에 미리 설치되어 있는 접착 용이층과 같은 매우 얇은 층까지 배제하는 취지는 아니다.
본 발명의 전면판의 두께는, 사용되는 표시 장치나 층 구성에 의해 적절히 선택할 수 있다. 당해 전면판을 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치에 사용하는 경우에는, 당해 전면판의 두께는 90 내지 800㎛인 것이 바람직하고, 90 내지 500㎛인 것이 보다 바람직하고, 90 내지 350㎛인 것이 더욱 바람직하다.
[전면판의 제조 방법]
본 발명의 전면판의 제조 방법에는 특별히 제한은 없고, 해당 전면판을 구성하는 부재를 공지된 방법으로 접합시킴으로써 제조할 수 있다. 접합의 방식은 낱장 방식, 연속 방식의 어느 것이든 좋지만, 제조 효율의 점에서는 연속 방식을 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 본 발명의 전면판의 제조 방법은, 광학 적층체와 편광자를 롤 투 롤로 접합시키는 공정을 갖는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 광학 적층체에서 기재 필름으로서 시클로올레핀 중합체를 사용하는 경우, 해당 시클로올레핀 중합체 필름이 경사 연신된 필름이면, 본 발명의 광학 적층체와 편광자를 양쪽의 광축을 맞추도록 접합시킬 때에도, 본 발명의 광학 적층체를 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 없다. 그 때문에, 롤 투 롤에 의한 연속적인 제조가 가능하고, 비스듬히 낱장으로 재단하는 것에 의한 낭비도 적기 때문에 제조 비용의 점에서도 바람직하다.
예를 들어, 전술한 본 발명의 광학 적층체의 기재 필름측의 면과 편광자를 접합시킨 후, 해당 편광자와 위상차판을 롤 투 롤로 접합시키는 방법; 편광자와 위상차판을 접합시킨 후, 해당 편광자와 본 발명의 광학 적층체의 기재 필름측의 면을 롤 투 롤로 접합시키는 방법;을 들 수 있다.
[화상 표시 장치]
본 발명의 화상 표시 장치는, 표시 소자의 시인자측에, 상술한 본 발명의 광학 적층체 또는 전면판이 설치된 것이다. 당해 광학 적층체 또는 전면판은, 해당 광학 적층체가 갖는 도전층면이 시인자측을 향하게 배치되는 것이 바람직하다.
화상 표시 장치를 구성하는 표시 소자로서는, 액정 표시 소자, 플라스마 표시 소자, 무기 EL 표시 소자, 유기 EL 표시 소자 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 본 발명의 효과를 발휘하는 관점에서는, 액정 표시 소자 또는 유기 EL 표시 소자가 바람직하고, 액정 표시 소자가 보다 바람직하다.
표시 소자의 구체적인 구성은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 액정 표시 소자의 경우, 하부 유리 기판, 하부 투명 전극, 액정층, 상부 투명 전극, 컬러 필터 및 상부 유리 기판을 순서대로 갖는 기본 구성을 포함하고, 초고정밀의 액정 표시 소자에서는, 해당 하부 투명 전극 및 상부 투명 전극이 고밀도로 패터닝되어 있다.
본 발명의 효과의 면에서는, 상기 표시 소자가 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자인 것이 보다 바람직하다. 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자는, 2매의 유리 기판에 액정을 끼워서 이루어지는 액정 표시 소자의 내부에 터치 패널 기능을 내장한 것이다. 또한, 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자의 액정 표시 방식으로서는, IPS 방식, VA 방식, 멀티 도메인 방식, OCB 방식, STN 방식, TSTN 방식 등을 들 수 있다.
인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2011-76602호 공보, 일본 특허 공개 제2011-222009호 공보에 기재되어 있다.
터치 패널로서는, 정전 용량식 터치 패널, 저항막식 터치 패널, 광학식 터치 패널, 초음파식 터치 패널 및 전자기 유도식 터치 패널 등을 들 수 있다. 본 발명의 효과의 면에서는, 정전 용량식 터치 패널이 바람직하다.
저항막식 터치 패널은, 도전막을 갖는 상하 한 쌍의 투명 기판의 도전막끼리가 대향하도록 스페이서를 통해 배치되어 이루어지는 구성을 기본 구성으로 하고, 해당 기본 구성에 회로가 접속되어 이루어지는 것이다.
정전 용량식 터치 패널은, 표면형 및 투영형 등을 들 수 있고, 투영형이 많이 사용되고 있다. 투영형 정전 용량식 터치 패널은, X축 전극과, 해당 X축 전극과 직교하는 Y축 전극을 절연체를 통해 배치한 기본 구성에, 회로가 접속되어 이루어지는 것이다. 해당 기본 구성을 보다 구체적으로 설명하면, (1) 1매의 투명 기판 상의 각각의 면에 X축 전극 및 Y축 전극을 형성하는 양태, (2) 투명 기판 상에 X축 전극, 절연체층, Y축 전극을 이 순서로 형성하는 양태, (3) 투명 기판 상에 X축 전극을 형성하고, 다른 투명 기판 상에 Y축 전극을 형성하고, 접착제층 등을 통해 적층하는 양태 등을 들 수 있다. 또한, 이들 기본 양태에, 추가로 다른 투명 기판을 적층하는 양태를 들 수 있다.
그 밖에, 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치로서는, 표시 소자 상에 터치 패널을 갖는 것도 들 수 있다. 이 경우, 본 발명의 광학 적층체는, 터치 패널의 구성 부재로서 설치되어도 되고, 터치 패널 상 또는 하에 설치되어도 된다.
도 7 및 도 8은, 본 발명의 화상 표시 장치의 바람직한 실시 형태인, 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다. 도 7에 있어서, 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치(100A)는, 시인자측으로부터, 표면 보호 부재(11A), 상기 광학 적층체(1A), 편광자(8A), 위상차판(9A) 및 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자(12A)를 순서대로 갖는다. 광학 적층체(1A), 편광자(8A) 및 위상차판(9A)은 전면판(10A)에 대응한다. 또한 광학 적층체(1A)는 시인자측이 되는 표면 보호 부재(11A)측으로부터, 표면 보호층(4A), 투명 도전층(3A) 및 기재 필름(2A)을 순서대로 갖는다.
도 8에 있어서, 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치(100B)는, 시인자측으로부터, 표면 보호 부재(11B), 상기 광학 적층체(1B), 편광자(8B), 위상차판(9B) 및 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자(12B)를 순서대로 가지고, 광학 적층체(1B)는 표면 보호 부재(11B)측으로부터, 도전층(6B), 안정화층(5B) 및 셀룰로오스계 기재 필름(2B)을 순서대로 갖는다.
표면 보호 부재(11A, 11B)는 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치의 표면을 보호할 목적으로 설치되고, 예를 들어 커버 유리나, 규소 함유막을 갖는 표면 보호 필름 등을 사용할 수 있다.
인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자와, 전면판은, 예를 들어 접합층을 통해 접합시킬 수 있다. 접착층은 우레탄계, 아크릴계, 폴리에스테르계, 에폭시계, 아세트산비닐계, 염화비닐·아세트산비닐 공중합물, 셀룰로오스계 등의 접착제를 사용할 수 있다. 접착층의 두께는 10 내지 25㎛ 정도이다.
이러한 본 발명의 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치는, 본 발명의 광학 적층체를 가짐으로써, 안정된 동작성을 발현함과 함께, 전술한 바와 같은 편광 선글라스에 의해 관찰했을 때의 무지개 얼룩의 방지, 정전기 발생에 의한 액정 표시 화면의 백탁 방지 및 전면판의 구성 부재인 편광자의 보호 및 외광 자외선에 의한 열화 방지 등의 각종 기능을 만족시키면서, 전체의 박형화가 가능하다는 점에서, 매우 유용한 것이다. 또한, 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치 내에 있어서, 광학 적층체의 투명 도전층 표면으로부터 접지 처리가 이루어져 있는 것이 바람직하다.
[제4 발명: 광학 적층체의 제조 방법]
제4 발명에 관한 본 발명의 광학 적층체의 제조 방법(이하 「본 발명의 제조 방법」이라고도 함)은, 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체의 제조 방법이다.
상세하게는, 본 발명의 제조 방법은, 기재 필름의 한쪽 면에, 점착층을 통해 이면 필름을 적층하고, 이어서 해당 기재 필름의 다른쪽 면에 해당 투명 도전층 및 해당 표면 보호층을 순서대로 형성하는 공정을 가지며, 또한 하기 조건(1)을 만족시키는 것을 특징으로 한다(본 발명의 양태 4-1).
조건(1): 상기 기재 필름, 상기 점착층 및 상기 이면 필름을 포함하는, 폭 25mm, 길이 100mm의 적층체를, 해당 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분을 수평으로 고정시키고, 나머지 길이 75mm의 부분을 자중에 의해 변형시켰을 때, 해당 적층체의 고정부로부터 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리가 45mm 이하이다.
또한, 본 발명의 제조 방법은, 기재 필름의 한쪽 면에, 점착층을 통해 이면 필름을 적층하고, 이어서 해당 기재 필름의 다른쪽 면에 해당 투명 도전층 및 해당 표면 보호층을 순서대로 형성하는 공정을 가지고, 해당 점착층 및 해당 이면 필름의 합계 두께가 20 내지 200㎛이며, 또한 해당 이면 필름이, JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 속도 5mm/분으로 측정되는 인장 탄성률이 800N/mm2 이상 10,000N/mm2 이하인 것을 특징으로 한다(본 발명의 양태 4-2).
기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체에 있어서, 빳빳함이 없고 강도가 낮은 기재 필름을 사용하는 경우에는, 해당 기재 필름 상에 투명 도전층을 직접 형성할 때에 해당 필름의 평면성의 확보가 곤란하여, 형성되는 투명 도전층에 두께 변화가 발생하는 경우가 있다. 이 두께 변화에 의해 면 내의 표면 저항률에 변동이 발생하면, 제조된 광학 적층체를 정전 용량식 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치 등에 사용했을 때에 동작성이 불안정해지는 등의 문제가 발생한다.
그러나 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 해당 기재 필름의 한쪽 면에, 점착층을 통해, 이면 필름을 적층하여 소정의 조건을 만족시키는 적층체를 형성하고, 그 후에 해당 기재 필름의 다른쪽 면에 투명 도전층 등을 형성한다(본 발명의 양태 4-1). 또는, 해당 기재 필름의 한쪽 면에, 소정의 조건을 만족시키는 점착층 및 이면 필름을 적층하고, 그 후에 해당 기재 필름의 다른쪽 면에 투명 도전층 등을 형성한다(본 발명의 양태 4-2). 이에 의해, 특히 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 투명 도전층의 두께 변화를 억제하여, 표면 저항률의 면 내 균일성을 향상시킬 수 있다.
특히, 기재 필름으로서 시클로올레핀 중합체 필름을 사용하는 경우에는, 본 발명의 제조 방법은 생산성 향상의 관점에서도 보다 유효하다. 시클로올레핀 중합체 필름은 보다 우수한 광학 특성을 얻는 점에서 기재 필름으로서 적합하지만, 빳빳함이 없고, 또한 찢어지기 쉬우므로, 생산 손실이 발생하기 쉽기 때문이다.
또한, 이면 필름이 투명성을 가지면, 광학 적층체에 해당 이면 필름을 부착시킨 상태에서, 이물이나 결함의 유무뿐만 아니라, 투명 도전층의 두께를 광학적 방법에 의해 측정하여, 이 두께의 변동으로부터, 표면 저항률의 면 내 균일성도 검사할 수 있다는 효과도 발휘하기 때문에 보다 바람직하다. 특히 인라인 검사를 행하는 점에서는 이 방법은 유용하다. 인라인 검사가 가능하다면, 광학 적층체의 제조에 있어서 공정 관리하기 쉬워, 생산 손실을 저감시킬 수 있다.
광학적 방법에 의한 상기 투명 도전층의 두께 균일성의 측정 방법으로서는, 단색 평행광을 투명 도전층의 경사 방향으로부터 저각도로 입사시켜, 관측되는 간섭 줄무늬의 균일성을 눈으로 관찰하는 방법이나, 헤이즈 미터 등에 의해 복수 개소의 전체 광선 투과율을 측정하는 방법, 간섭 현미경 등에 의해 간섭법으로 복수 개소의 두께를 측정하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명의 양태 4-1에 관한 제조 방법은, 하기 조건(1)을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
조건(1): 상기 기재 필름, 상기 점착층 및 상기 이면 필름을 포함하는, 폭 25mm, 길이 100mm의 적층체를, 해당 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분을 수평으로 고정시키고, 나머지 길이 75mm의 부분을 자중에 의해 변형시켰을 때, 해당 적층체의 고정부로부터 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리가 45mm 이하이다.
상기 연직 거리가 45mm를 초과하면, 투명 도전층을 형성하는 피대상물인 적층체의 휨이 크기 때문에, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 광학 적층체를 제조하는 것이 곤란해진다. 이 관점에서, 상기 연직 거리는 바람직하게는 40mm 이하, 보다 바람직하게는 35mm 이하이다.
상기 조건(1)에서 규정하는 연직 거리의 측정 방법을, 도 9를 사용하여 보다 상세하게 설명한다. 도 9의 (a)는 기재 필름(2D), 점착층(13D) 및 이면 필름(14D)을 포함하는, 폭 25mm, 길이 100mm의 적층체이다. 해당 적층체의 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분 B를, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이 2매의 유리판(g) 사이에 두고, 수평으로 고정시킨다. 그리고, 해당 적층체의 나머지 길이 75mm의 부분 A를 자중에 의해 변형시키고, 해당 적층체의 고정부로부터 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리 x를 측정한다. 연직 거리 x는, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다. 휨이 없는 경우, 연직 거리 x는 0mm이다.
또한, 적층체를 재단하는 방향(적층체를 구성하는 필름의 MD 방향, TD 방향)에 의해 상기 연직 거리 x의 값이 상이한 경우에도, MD 방향, TD 방향 중 어느 것에 있어서 당해 연직 거리 x가 45mm 이하이면 된다.
또한, 본 발명의 양태 4-2에 관한 제조 방법에서는, 상기 점착층 및 이면 필름의 합계 두께가 20 내지 200㎛이며, 또한 해당 점착층 및 이면 필름을 포함하는 적층물이, JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 속도 5mm/분으로 측정되는 인장 탄성률이 800N/mm2 이상 10,000N/mm2 이하이다. 상기 합계 두께 또는 인장 탄성률을 하회하는 경우에는, 기재 필름 상에 투명 도전층 및 표면 보호층을 형성할 때에 필름의 평면성을 유지하는 것이 곤란해진다. 또한, 상기 합계 두께 또는 인장 탄성률을 상회하는 경우에는, 투명 적층체의 가공성이 저하된다. 또한, 이면 필름을 부착시킨 상태에서 광학 적층체를 광학적 방법에 의해 검사하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
점착층 및 이면 필름의 합계 두께는, 광학 적층체의 제조 시의 평면성 유지의 관점에서, 바람직하게는 25㎛ 이상이며, 광학 적층체의 제조 시의 평면성 유지 및 가공성, 검사의 용이성의 관점에서, 보다 바람직하게는 25 내지 200㎛, 더욱 바람직하게는 30 내지 100㎛이다.
점착층 및 이면 필름을 포함하는 적층물은, 광학 적층체의 제조 시에 평면성을 유지하는 관점에서, 휨이 적은 것이 바람직하다. 구체적으로는 폭 25mm, 길이 100mm의 적층물을, 해당 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분을 수평으로 고정시키고, 나머지 길이 75mm의 부분을 자중에 의해 변형시켰을 때, 해당 적층물의 고정부로부터 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리가 70mm 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 광학 적층체를 제조할 수 있다. 적층물의 당해 연직 거리는 60mm 이하인 것이 보다 바람직하고, 55mm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
당해 연직 거리는 조건(1)과 동일하게 측정할 수 있고, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다. 또한, 이면 필름을 재단하는 방향(MD 방향, TD 방향)에 의해 상기 연직 거리의 값이 상이한 경우에는, MD 방향, TD 방향 중 어느 것에 있어서 당해 연직 거리가 70mm 이하이면 된다.
점착층 및 이면 필름을 포함하는 적층물의 휨은, 광학 적층체에 사용하는 기재 필름의 휨보다 커도 된다. 기재 필름, 점착층 및 이면 필름을 포함하는 적층체의 상태에서의 휨을 작게 할 수 있으면, 본 발명의 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
점착층 및 이면 필름을 포함하는 적층물은, 광학 적층체의 검사 용이성의 관점에서, 전체 광선 투과율이 70％ 이상이고 또한 헤이즈가 30％ 이하인 것이 바람직하고, 전체 광선 투과율이 85％ 이상이고 또한 헤이즈가 10％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 나아가 전체 광선 투과율이 90％ 이상이고 또한 헤이즈가5％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 전체 광선 투과율 및 헤이즈는, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
이하, 제4 발명에 관한 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광학 적층체를 구성하는 각 층, 및 본 발명의 제조 방법에 사용되는 공정 부재에 대하여 설명한다.
(기재 필름)
기재 필름은 광학 적층체를 구성하는 부재이다. 제4 발명에 사용하는 기재 필름은, 두께가 4 내지 100㎛이며, 또한 JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 속도 5mm/분으로 측정되는 인장 탄성률이 500N/mm2 이상 5,000N/mm2 이하인 것이 바람직하다. 당해 기재 필름은 빳빳함이 없고 강도가 낮기 때문에, 해당 필름 상에 투명 도전층을 직접 형성할 때에는, 형성되는 투명 도전층에 두께 변화가 발생하기 쉽다. 그러나 본 발명의 제조 방법에 의하면, 상기와 같은 물성을 갖는 기재 필름을 사용해도, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 광학 적층체를 제조할 수 있다.
기재 필름의 두께는, 본 발명의 효과를 얻는 관점, 강도, 가공 적성 및 광학 적층체를 설치하는 전면판 및 화상 표시 장치의 박형화의 관점에서, 4 내지 80㎛의 범위가 보다 바람직하고, 4 내지 60㎛가 더욱 바람직하고, 4 내지 50㎛가 보다 더욱 바람직하다.
또한, 기재 필름의 상기 인장 탄성률은, 광학 적층체의 강도의 관점에서, 보다 바람직하게는 800N/mm2 이상, 더욱 바람직하게는 1,000N/mm2 이상이며, 본 발명의 효과의 유효성의 관점에서, 보다 바람직하게는 4,000N/mm2 이하, 더욱 바람직하게는 3,000N/mm2 이하이다. 상기 인장 탄성률은, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법으로 측정된다.
또한 제4 발명에 사용하는 기재 필름은, 휨이 큰 것일 수도 있다. 구체적으로는 폭 25mm, 길이 100mm의 기재 필름을, 해당 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분을 수평으로 고정시키고, 나머지 길이 75mm의 부분을 자중에 의해 변형시켰을 때, 해당 필름의 고정부로부터 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리가 45mm 초과인 기재 필름을 사용할 수 있다. 해당 필름 상에 투명 도전층을 직접 형성할 때에는, 형성되는 투명 도전층에 두께 변화가 발생하기 쉽지만, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 상기와 같은 물성을 갖는 기재 필름을 사용해도, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 광학 적층체를 제조할 수 있다. 또한, 기재 필름을 재단하는 방향(MD 방향, TD 방향)에 의해 상기 연직 거리의 값이 상이한 경우에는, MD 방향, TD 방향 중 어느 것에 있어서 당해 연직 거리가 45mm 초과이면 된다.
당해 연직 거리는 조건(1)과 동일하게 측정할 수 있고, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
제4 발명에 사용하는 기재 필름의 종류 및 그 바람직한 양태는, 광학 적층체(I)에 있어서 기재한 것과 동일하다. 즉, 기재 필름은, 광투과성을 갖는 필름이 바람직하고, 리타데이션값 3000 내지 30000nm의 플라스틱 필름(고리타데이션 필름) 또는 1/4 파장 위상차의 플라스틱 필름(1/4 파장 위상차 필름)이 보다 바람직하고, 시클로올레핀 중합체 필름이 더욱 바람직하다. 시클로올레핀 중합체 필름은, 투명성, 저흡습성, 내열성이 우수하다. 그 중에서도, 당해 시클로올레핀 중합체 필름은, 경사 연신된 1/4 파장 위상차 필름인 것이 바람직하다. 시클로올레핀 중합체 필름이 1/4 파장 위상차 필름이면, 상술한 바와 같이 액정 화면 등의 표시 화면을 편광 선글라스로 관찰했을 때에 무지개 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 높기 때문에, 시인성이 양호하다. 또한 시클로올레핀 중합체 필름이 경사 연신된 필름이면, 해당 기재 필름을 사용한 광학 적층체와 전면판을 구성하는 편광자를, 양쪽의 광축을 맞추도록 접합시킬 때에도, 해당 광학 적층체를 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 없다. 그 때문에, 롤 투 롤에 의한 연속적인 제조가 가능해짐과 함께, 비스듬히 낱장으로 재단하는 것에 의한 낭비가 적어진다는 효과를 발휘한다.
일반적인 연신 처리를 실시한 연신 필름의 광축 방향은, 그 폭 방향에 대하여 평행 방향 또는 직교 방향이다. 그 때문에, 직선 편광자(편광자)의 투과축과 1/4 파장 위상차 필름의 광축을 맞추도록 접합시키기 위해서는, 해당 필름을 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 있다. 그 때문에 제조 공정이 번잡해질 뿐만 아니라, 비스듬히 재단하기 때문에, 낭비되는 필름이 많다. 또한, 롤 투 롤로 제조할 수 없어, 연속적인 제조가 곤란하다. 그러나, 기재 필름으로서 경사 연신 필름을 사용함으로써 이들 문제를 해결할 수 있다.
시클로올레핀 중합체로서는, 노르보르넨계 수지, 단환의 환상 올레핀계 수지, 환상 공액 디엔계 수지, 비닐 지환식 탄화수소계 수지 및 이들의 수소화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 투명성 및 성형성의 관점에서, 노르보르넨계 수지가 바람직하다.
노르보르넨계 수지로서는, 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 개환 중합체 또는 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 다른 단량체의 개환 공중합체 또는 그들의 수소화물; 노르보르넨 구조를 갖는 단량체의 부가 중합체 또는 노르보르넨 구조를 갖는 단량체와 다른 단량체의 부가 공중합체 또는 그들의 수소화물; 등을 들 수 있다.
경사 연신 필름의 배향각은, 필름의 폭 방향에 대하여 바람직하게는 20 내지 70°, 보다 바람직하게는 30 내지 60°, 더욱 바람직하게는 40 내지 50°이며, 45°가 특히 바람직하다. 경사 연신 필름의 배향각이 45°이면, 완전한 원편광이 되기 때문이다. 또한, 광학 적층체를 편광자의 광축에 맞추도록 접합시킬 때에도 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 없어, 롤 투 롤에 의한 연속적인 제조가 가능해진다.
(투명 도전층)
제4 발명에 사용하는 투명 도전층을 구성하는 재료에는 특별히 제한은 없지만, 투명 도전층은 전리 방사선 경화성 수지와 도전성 입자를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 표면 저항률의 면 내 균일성 및 경시 안정성, 그리고 기재 필름으로서 시클로올레핀 중합체 필름을 사용하는 경우의 밀착성이 우수한 점에서, 투명 도전층은, 분자 내에 지환식 구조를 갖는 전리 방사선 경화성 수지(A)와 도전성 입자를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 보다 바람직하다.
또한, 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 상기 전리 방사선 경화성 수지(A) 이외의 전리 방사선 경화성 수지(B)를 포함해도 된다. 전리 방사선 경화성 수지(A)에 전리 방사선 경화성 수지(B)를 조합하여 사용함으로써 수지 조성물의 경화성 및 도공성, 및 형성되는 투명 도전층의 경도, 내후성 등을 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 구성하는 각 성분, 및 그 바람직한 양태는, 광학 적층체(I)의 투명 도전층에 있어서 기재한 것과 동일하다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 얻어지는 투명 도전층은, 두께를 얇게 해도 충분한 도전성을 부여할 수 있고, 착색이 적으며, 투명성이 양호하고, 내후성이 우수하며, 도전성의 경시적 변화가 적은 것이 바람직하다.
예를 들어, 정전 용량식 인셀 터치 패널을 탑재한 액정 표시 소자의 전면에 설치하는 투명 도전층에 있어서는, 터치 패널을 안정되게 동작시키는 관점, 및 손가락으로 터치했을 때 등에, 터치 패널 표면에서 발생한 정전기에서 기인하는 액정 화면의 백탁을 방지하는 관점에서, 표면 저항률의 평균값을 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1010Ω/□ 이하로 하는 것이 바람직하다. 표면 저항률은, 광학 적층체(I)에 있어서 기재한 방법과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
투명 도전층의 두께는, 투명성을 손상시키지 않고 원하는 도전성을 부여하는 점에서, 0.1 내지 10㎛인 것이 바람직하고, 0.3 내지 5㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.3 내지 3㎛인 것이 더욱 바람직하다. 투명 도전층의 두께는, 광학 적층체(I)에 있어서 기재한 방법과 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
(표면 보호층)
제4 발명에 의해 제조되는 광학 적층체는, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 상의 흠집 발생을 방지하는 관점에서, 표면 보호층을 갖는다.
후술하는 화상 표시 장치(도 12)에 예시되는 바와 같이, 당해 표면 보호층은 화상 표시 장치의 최표면에 설치되는 표면 보호 부재보다도 내측에 위치하는 것을 상정한 것이다. 따라서 당해 표면 보호층은, 화상 표시 장치의 최표면 흠집 발생을 방지하기 위한 하드 코팅과는 달리, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 중에 흠집이 생기지 않을 정도의 경도를 갖고 있으면 된다.
표면 보호층은, 광학 적층체의 표면에 경도를 부여하고, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 상의 흠집 발생을 방지하는 관점에서, 전리 방사선 경화성 수지를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하다.
표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 구성하는 각 성분, 및 그 바람직한 양태는, 광학 적층체(I)의 표면 보호층에 있어서 기재한 것과 동일하다.
표면 보호층의 두께는, 광학 적층체의 용도나 요구 특성에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 경도, 가공 적성 및 광학 적층체를 사용하는 표시 장치의 박형화의 관점에서는, 1 내지 30㎛가 바람직하고, 2 내지 20㎛가 보다 바람직하고, 2 내지 10㎛가 더욱 바람직하다. 표면 보호층의 두께는, 전술한 투명 도전층의 두께와 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
제4 발명에 있어서의 광학 적층체는, 임의의 개소에, 추가로 기능층을 가져도 된다. 해당 기능층으로서는, 반사 방지층, 굴절률 조정층, 방현층, 내지문층, 방오층, 내찰상성층, 항균층 등을 들 수 있다. 이들 기능층은, 광학 적층체의 최표면에 설치하는 경우, 전면판 또는 화상 표시 장치의 제조 공정 상의 흠집 발생을 방지하는 관점에서, 열경화성 수지 조성물 또는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 바람직하고, 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인 것이 보다 바람직하다.
(이면 필름)
제4 발명에 관한 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 먼저, 상술한 기재 필름의 한쪽 면에, 점착층을 통해, 이면 필름을 적층한다. 이에 의해, 광학 적층체의 구성 부재로서 빳빳함이 없고 강도가 낮은 기재 필름을 사용한 경우에도, 해당 광학 적층체의 제조 시에 평면성을 유지할 수 있으므로, 광학 적층체의 표면 저항률 면 내 균일성을 유지할 수 있다.
이면 필름을 사용하면, 특히 기재 필름으로서 표면 평활성이 높은 필름을 사용하는 경우에, 광학 적층체의 권취 시의 블로킹도 방지할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 이면 필름이 높은 투명성을 가지면, 해당 필름을 부착시킨 상태에서도 광학 적층체의 이물이나 결함의 유무, 및 투명 도전층의 두께 균일성 등을 광학적 방법에 의해 용이하게 검사할 수 있기 때문에 보다 바람직하다.
이면 필름으로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르계 수지 필름, 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀계 수지 필름 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 효과를 얻는 관점에서는, 폴리에스테르계 수지 필름이 바람직하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이 보다 바람직하다. 또한, 광학 적층체의 제조 시의 취급성의 관점에서, 이들 필름은 대전 방지성을 갖는 것이 바람직하다.
(점착층)
이면 필름은, 점착층을 통해, 광학 적층체의 기재 필름측의 면과 적층된다. 당해 점착층 및 이면 필름은, 최종적으로는 광학 적층체로부터 박리되는 부재이다. 그 때문에, 당해 점착층은, 이면 필름의 접착성이 우수함과 함께, 기재 필름으로부터 박리되기 쉬운 것이 바람직하다.
상기 관점에서, 점착층의 두께는 바람직하게는 3 내지 30㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 25㎛이다. 점착층의 두께가 3㎛ 이상이면 이면 필름과의 접착성이 양호하고, 30㎛ 이하이면 이면 필름과 기재 필름 사이의 박리성이 양호하다.
점착층의 두께는, 전술한 투명 도전층의 두께와 동일한 방법으로 측정할 수 있다.
점착층을 형성하기 위한 점착제로서는 특별히 제한은 없고, 우레탄계 점착제, 아크릴계 점착제, 폴리에스테르계 점착제 등의 공지된 점착제를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 이면 필름을 적층한 상태에서 광학 적층체의 검사를 용이하게 하는 관점에서는, 전체 광선 투과율이 높고 헤이즈가 작은 점착제가 바람직하고, 아크릴계 점착제가 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에서는, 예를 들어 이면 필름의 한쪽 면에 상기 점착제를 원하는 두께가 되게 도공하고, 필요에 따라서 건조시켜, 점착층을 형성한다. 다음으로 해당 점착층에 박리 시트를 부착시켜 권취한 후, 해당 박리 시트를 박리하면서 기재 필름의 한쪽 면과 접합시켜, 기재 필름과 이면 필름을 점착층을 통해 적층할 수 있다. 또는, 이면 필름의 한쪽 면에 상기 점착제를 원하는 두께가 되게 도공하고, 필요에 따라서 건조시켜, 기재 필름과 접합을 행함으로써 기재 필름과 이면 필름을 점착층을 통해 적층할 수 있다.
이어서, 해당 기재 필름의 다른쪽 면에, 바람직하게는 전술한 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 투명 도전층을 형성하고, 이 위에 표면 보호층을 형성한다. 먼저, 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 전술한 방법으로 조제한 후, 경화 후에 원하는 두께가 되게 기재 필름 상에 도포한다. 도포 방법으로서는 특별히 제한은 없고, 다이 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 슬릿 코팅, 슬릿 리버스 코팅, 리버스 롤 코팅, 그라비아 코팅 등을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라서 건조시켜, 기재 필름 상에 미경화 수지층을 형성한다.
이어서, 해당 미경화 수지층에, 전자선, 자외선 등의 전리 방사선을 조사하여 해당 미경화 수지층을 경화시켜, 투명 도전층을 형성한다. 여기서, 전리 방사선으로서 전자선을 사용하는 경우, 그 가속 전압에 대해서는, 사용하는 수지나 층의 두께에 따라서 적절히 선정할 수 있지만, 통상 가속 전압 70 내지 300kV 정도로 미경화 수지층을 경화시키는 것이 바람직하다.
전리 방사선으로서 자외선을 사용하는 경우에는, 통상 파장 190 내지 380nm의 자외선을 포함하는 것을 방사한다. 자외선원으로서는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 고압 수은등, 저압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 카본 아크등 등이 사용된다.
표면 보호층은, 전술한 표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 전리 방사선 경화성 수지, 및 필요에 따라서 사용되는 자외선 흡수제, 통전 입자, 그 밖의 각종 첨가제를, 각각 소정의 비율로 균질하게 혼합하고, 전리 방사선 경화성 수지 조성물를 포함하는 도공액을 조제한다. 이와 같이 하여 조제된 도공액을, 투명 도전층 상에 도포하고, 필요에 따라서 건조시킨 후 경화시켜, 전리 방사선 경화성 수지 조성물를 포함하는 표면 보호층을 형성할 수 있다. 수지 조성물의 도포 방법 및 경화 방법은, 전술한 투명 도전층의 형성 방법과 동일하다.
[투명 적층체]
제4 발명에 관한 투명 적층체는, 기재 필름의 한쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 점착층 및 이면 필름을 순서대로 가지고, 해당 기재 필름의 다른쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 가지며, 또한 하기 조건(1)을 만족시키는 것이다.
조건(1): 상기 기재 필름, 상기 점착층 및 상기 이면 필름을 포함하는, 폭 25mm, 길이 100mm의 적층체를, 해당 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분을 수평으로 고정시키고, 나머지 길이 75mm의 부분을 자중에 의해 변형시켰을 때, 해당 적층체의 고정부로부터 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리가 45mm 이하이다.
또는, 제4 발명에 관한 투명 적층체는, 기재 필름의 한쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 점착층 및 이면 필름을 순서대로 가지고, 해당 기재 필름의 다른쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 가지고, 해당 점착층 및 해당 이면 필름의 합계 두께가 20 내지 200㎛이며, 또한 해당 점착층 및 해당 이면 필름을 포함하는 적층물이, JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 속도 5mm/분으로 측정되는 인장 탄성률이 800N/mm2 이상 10,000N/mm2 이하이다.
제4 발명에 관한 투명 적층체는, 바람직하게는 전술한 방법에 의해 제조된다. 또한 당해 투명 적층체에 있어서의 기재 필름, 점착층, 이면 필름, 투명 도전층, 표면 보호층, 적층체 및 그들의 바람직한 범위에 대해서는, 상기와 동일하다.
<광학 적층체 및 투명 적층체의 층 구성>
여기서, 제4 발명에 있어서의 광학 적층체 및 투명 적층체에 대해서, 도 10을 사용하여 설명한다. 도 10은 제4 발명에 의해 얻어지는 광학 적층체 및 제4 발명에 관한 투명 적층체의 실시 형태의 일례를 나타내는 단면 모식도이다. 도 10에 나타내는 광학 적층체(1D)는, 기재 필름(2D), 투명 도전층(3D) 및 표면 보호층(4D)을 순서대로 갖고 있다. 투명 도전층(3D)은 바람직하게는 전술한 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물이다. 또한, 도 10에 나타내는 표면 보호층(4D)은 통전 입자(41D)를 포함하는 도통성 표면 보호층이다.
또한 제4 발명의 투명 적층체(1')는, 광학 적층체(1D)의 기재 필름측의 면에, 점착층(13D) 및 이면 필름(14D)을 순서대로 갖는 구성이다.
제4 발명의 투명 적층체는, 상기 구성을 갖는 점에서, 광학 적층체의 기재 필름측의 면을 보호하면서, 광학적 방법에 의한 광학 적층체의 검사를 용이하게 행할 수 있다. 검사의 용이성의 관점에서, 제4 발명의 투명 적층체는, 전체 광선 투과율이 70％ 이상이고 또한 헤이즈가 30％ 이하인 것이 바람직하고, 전체 광선 투과율이 80％ 이상이고 또한 헤이즈가 10％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 전체 광선 투과율 및 헤이즈는, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
또한 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광학 적층체(1D)는, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 점에서, 정전 용량식 터치 패널에 사용하면 해당 터치 패널에 안정된 동작성을 부여할 수 있어, 특히 인셀형 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치에 있어서 적합하게 사용된다. 또한 전술한 바와 같이, 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치에서는, 터치 패널 표면에서 발생하는 정전기에 의해 액정 화면이 백탁된다는 현상이 일어난다. 그래서, 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자의 전면에 당해 광학 적층체를 사용하면, 대전 방지 기능이 부여되므로 정전기를 빠져나가게 할 수 있어, 상기 백탁을 방지할 수 있다.
특히, 투명 도전층(3D)을 갖는 광학 적층체의 표면 보호층(1D)이 도통성 표면 보호층인 것이 바람직하다. 도통성 표면 보호층 중의 통전 입자(41D)가, 도통성 표면 보호층의 표면과 투명 도전층(3D) 사이의 도통을 취하고, 투명 도전층에 도달한 정전기를 더욱 두께 방향으로 흘려, 표면 보호층의 표면측(조작자측)에 원하는 표면 저항률을 부여할 수 있다. 나아가, 표면 저항률의 면 내 균일성 및 경시 안정성이 양호해져, 정전 용량식 터치 패널의 동작성이 안정되게 발현된다.
[전면판의 제조 방법]
제4 발명은 또한, 전면판의 제조 방법도 제공한다. 당해 전면판은 표면 보호층, 투명 도전층, 기재 필름, 편광자 및 위상차판을 순서대로 갖는다. 표면 보호층, 투명 도전층 및 기재 필름은 전술한 광학 적층체의 구성 부재에 대응한다.
도 11은 제4 발명에 있어서의 전면판(10D)의 일례의 단면도이며, 표면 보호층(4D), 투명 도전층(3D), 및 기재 필름(2D)을 포함하는 광학 적층체(1D), 편광자(8D) 및 위상차판(9D)을 순서대로 갖는다. 이와 같은 구성을 가짐으로써, 화상 표시 장치에 사용하는 전면판으로서의 필요 기능을 부여하면서, 박형화를 도모할 수 있다.
제4 발명에 있어서의 전면판의 제조 방법은, 상기 투명 적층체의 점착층 및 이면 필름을 박리하고, 해당 투명 적층체에 있어서의 기재 필름측의 면과 편광자를 롤 투 롤로 접합시키는 공정을 갖는다. 즉 해당 제조 방법은, 투명 적층체의 점착층 및 이면 필름을 박리하여 제거하고, 노출된 광학 적층체(1D)의 기재 필름(2D)측의 면과 편광자(8D)를 롤 투 롤로 접합시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다. 전술한 바와 같이, 광학 적층체에 있어서의 기재 필름으로서 시클로올레핀 중합체를 사용하는 경우, 해당 시클로올레핀 중합체 필름이 경사 연신된 필름이면, 광학 적층체와 편광자를 양쪽의 광축을 맞추도록 접합시킬 때에도, 해당 광학 적층체를 비스듬히 낱장으로 재단할 필요가 없다. 그 때문에, 롤 투 롤에 의한 연속적인 제조가 가능하고, 비스듬히 낱장으로 재단하는 것에 의한 낭비도 적기 때문에 제조 비용의 점에서도 바람직하다. 또한, 롤 투 롤 방식에 의한 제조에 있어서는, 공정 중에 광학 적층체에 장력이 가해지기 때문에, 시클로올레핀 중합체 필름과 같이 찢어지기 쉬운 기재 필름을 사용하는 경우에는, 제4 발명의 전면판의 제조 방법은 보다 유효하다.
구체적으로는, 예를 들어 전술한 제4 발명의 투명 적층체로부터 점착층 및 이면 필름을 박리하고, 노출된 광학 적층체의 기재 필름측의 면과 편광자를 접합시킨 후, 해당 편광자와 위상차판을 롤 투 롤로 접합시키는 방법; 편광자와 위상차판을 접합시킨 후, 해당 편광자와, 제4 발명의 투명 적층체로부터 점착층 및 이면 필름을 박리하여 노출된 광학 적층체의 기재 필름측의 면을 롤 투 롤로 접합시키는 방법;을 들 수 있다.
제4 발명에 있어서의 전면판을 구성하는 편광자, 위상차판, 다른 층, 및 이들의 바람직한 형태는 상기와 동일하다.
제4 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 적층체 또는 전면판은, 화상 표시 장치에 적용할 수 있다. 해당 화상 표시 장치 및 그 바람직한 양태는 상기와 동일하고, 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치인 것이 바람직하다.
도 12는, 화상 표시 장치의 바람직한 실시 형태인, 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치의 일 실시 형태를 나타내는 단면 모식도이다. 도 12에 있어서, 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치(100D)는, 시인자측으로부터, 표면 보호 부재(11D), 광학 적층체(1D), 편광자(8D), 위상차판(9D) 및 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자(12D)를 순서대로 갖는다. 광학 적층체(1D), 편광자(8D) 및 위상차판(9D)는 전면판(10D)에 대응한다. 또한 광학 적층체(1D)는 시인자측이 되는 표면 보호 부재(11D)측으로부터, 표면 보호층(4D), 투명 도전층(3D) 및 기재 필름(2D)을 순서대로 갖는다.
표면 보호 부재(11D)는 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치의 표면을 보호할 목적으로 설치되고, 예를 들어 커버 유리나, 규소 함유막을 갖는 표면 보호 필름 등을 사용할 수 있다.
인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자와 전면판은, 예를 들어 접합층을 통해 접합시킬 수 있다. 접착층은 우레탄계, 아크릴계, 폴리에스테르계, 에폭시계, 아세트산비닐계, 염화비닐·염화비닐 공중합물, 셀룰로오스계 등의 접착제를 사용할 수 있다. 접착층의 두께는 10 내지 25㎛ 정도이다.
이러한 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 장치는, 제4 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광학 적층체를 가짐으로써, 안정된 동작성을 발현함과 함께, 전술한 바와 같은 편광 선글라스에 의해 관찰했을 때의 무지개 얼룩의 방지, 정전기 발생에 의한 액정 표시 화면의 백탁 방지 및 전면판의 구성 부재인 편광자의 보호 및 외광 자외선에 의한 열화 방지 등의 각종 기능을 만족시키면서, 전체의 박형화가 가능하다는 점에서, 매우 유용한 것이다.
실시예
이어서, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 전혀 아니다. 실시예에 있어서, 「부」 및 「％」는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준으로 한다.
실시예 1-1 내지 1-5, 비교예 1-1 내지 1-3(광학 적층체(I)의 제작 및 평가)
실시예 1-1 내지 1-5 및 비교예 1-1 내지 1-3에 있어서의 각 평가는 이하와 같이 행하였다.
[투명 도전층 및 표면 보호층의 두께]
투명 도전층 및 표면 보호층의 두께는, 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬영한 단면의 화상으로부터 20군데의 두께를 측정하고, 20군데의 값의 평균값으로부터 산출하였다.
[투명 도전층 및 표면 보호층의 밀착성]
실시예 및 비교예에서 제작한 광학 적층체의 표면 보호층측의 면에 한 변이 1mm인 정사각형 바둑판눈 커트를 100칸 넣고, 니치반제 셀로판테이프(등록 상표) No.405(산업용 24mm)를 붙이고, 주걱으로 문질러 밀착시켜 90도 방향으로 3회 급속 박리를 행하였다. 박리 작업은 온도 25±4℃, 습도 50±10％의 환경 하에서 행하였다. 남아있는 칸을 눈으로 확인하고, 표에 ％표시하였다.
[광학 적층체의 투과율]
실시예 및 비교예에서 제작한 광학 적층체의 파장 400nm 및 380nm에 있어서의 투과율을 자외 가시 분광 광도계 「UVPC-2450」((주) 시마즈 세이사쿠쇼제)을 사용하여 측정하였다. 측정은 온도 25±4℃, 습도 50±10％의 환경 하에서 행하고, 광 입사면은 기재 필름측으로 하였다.
[표면 저항률]
JIS K6911:1995에 준거하여, 제조 직후의 광학 적층체의 표면 보호 층면의 표면 저항률(Ω/□)을 측정하였다. 고저항율계 하이레스터 UP MCP-HT450(미쯔비시 가가꾸(주)제)을 사용하고, 프로브에는 URS 프로브 MCP-HTP14(미쯔비시 가가꾸(주)제)를 사용하여, 온도 25±4℃, 습도 50±10％의 환경 하에 500V의 인가 전압에서 표면 저항률(Ω/□)의 측정을 실시하였다.
[표면 저항률의 평균값 및 표준 편차]
광학 적층체를 80cm×120cm(면적: 56.8인치)로 잘라내고, 도 1에 도시한 바와 같이, 그 표면 보호 층면측에 있어서, 해당 광학 적층체의 외주로부터 1.5cm 내측의 영역(a) 내를 세로 및 가로로 각각 4 등분하는 직선(b)을 긋고, 영역(a)의 정점, 직선(b)끼리의 교점, 및 영역(a)을 구성하는 4변과 직선(b)의 교점에 있어서, JIS K6911:1995에 준거하여 표면 저항률을 측정하여, 합계 25점의 측정값의 평균값 및 표준 편차를 구하였다. 측정에는, 고저항율계 하이레스터 UP MCP-HT450(미쯔비시 가가꾸(주)제)을 사용하여, 프로브에는 URS 프로브 MCP-HTP14(미쯔비시 가가꾸(주)제)를 사용하여, 온도 25±4℃, 습도 50±10％의 환경 하에 500V의 인가 전압에서 행하였다.
[표면 저항률의 경시 안정성]
광학 적층체를 80℃에서 250시간 유지한 후의 표면 저항률(Ω/□)을 상기와 동일한 방법으로 합계 25점 측정하였다. 각각의 측정점에 있어서, (80℃ 250시간 유지 후의 표면 저항률)/(80℃ 250시간 유지 전의, 제조 직후의 표면 저항률)의 비를 산출하고, 하기 기준으로 평가하였다.
A: 모든 측정점에 있어서, 표면 저항률비가 0.50 내지 2.0의 범위이다
B: 모든 측정점에 있어서, 표면 저항률비가 0.40 내지 2.5의 범위이며, 또한 해당 표면 저항률비가 0.40 이상 0.50 미만 또는 2.0 초과 2.5 이하가 되는 측정점이 적어도 1점 존재한다
C: 표면 저항률비가 0.40 미만 또는 2.5 초과가 되는 측정점이 적어도 1점 존재한다
[시인성]
소니 에릭슨사제 「에쿠스페리아 P」에 내장되어 있는, 정전 용량식 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자 상에, 실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 적층체를, 두께 20㎛의 접착층(다이니폰 인사츠(주)제의 양쪽면 접착 시트 「논캐리어 FC25K3E46」의 접착층을 전사한 것)을 통해 접합시켰다. 화면을 백색 표시 또는 대략 백색 표시로 하여, 시판되고 있는 편광 선글라스 너머로, 또는 편광판 너머로 다양한 각도로부터 눈으로 보아 무지개 얼룩(무지개 모양)을 시인할 수 있는지 여부를 평가하였다.
A: 무지개 모양은 시인할 수 없다
B: 무지개 모양이 시인된다
[액정 화면의 백탁]
소니 에릭슨사제 「에쿠스페리아 P」에 내장되어 있는, 정전 용량식 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자 상에, 실시예 및 비교예의 광학 적층체를, 두께 20㎛의 접착층(다이니폰 인사츠(주)제의 양쪽면 접착 시트 「논캐리어 FC25K3E46」의 접착층을 전사한 것)을 통해 접합시킨 후, 광학 적층체의 투명 도전층에 고착된 도선을 도전성 부재에 접속시켰다. 이어서, 광학 적층체의 최표면 상에 추가로 보호 필름(PET 필름)을 접합시켰다. 이어서, 접합시킨 보호 필름을 제거하고 바로 액정 표시 장치를 구동하여 손으로 터치했을 때에 백탁 현상이 발생하는지 여부를 눈으로 보아 평가하였다.
A: 백탁은 시인할 수 없다
B: 약간 백탁이 시인되는 경우도 있지만, 매우 미시적이다
C: 백탁이 두드러지게 시인된다
[동작성]
상술한 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자 상에, 실시예 및 비교예의 광학 적층체를, 두께 20㎛의 접착층(다이니폰 인사츠(주)제의 양쪽면 접착 시트 「논캐리어 FC25K3E46」의 접착층을 전사한 것)을 통해 접합시켰다. 이어서, 광학 적층체의 최표면 위로부터 손으로 터치했을 때에 액정·터치 센서가 좋지 않은 상태로 구동하고 있는지 여부를 눈으로 보아 평가하였다.
A: 문제없이 구동되고 있다
B: 약간 동작 불량이 보이는 경우가 있지만 구동된다
C: 동작하지 않는다
제조예 1(투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A의 조제)
전리 방사선 경화성 수지(A)인 디시클로펜테닐아크릴레이트(히따찌 가세이(주)제 「FA-511AS」) 50질량부, 전리 방사선 경화성 수지(B)인 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(닛본 가야꾸(주)제 「KAYARAD PET-30」) 50질량부, 도전성 입자인 안티몬 주석 산화물 입자(닛키 쇼쿠바이 가세이(주)제 「V3560」, ATO 분산액, ATO 평균 1차 입자 직경 8nm) 300질량부, 광중합 개시제인 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(BASF사제 「이르가큐어(Irg) 184」) 5질량부, 및 용제(메틸이소부틸케톤) 4000질량부를 첨가하여 교반하고, 고형분 농도 10질량％의 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 조제하였다.
제조예 2(투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 B의 조제)
전리 방사선 경화성 수지(A)로서, 디시클로펜테닐아크릴레이트 50질량부 대신에 디시클로펜타닐메타크릴레이트(히따찌 가세이(주)제 「FA-513M」)를 50질량부 사용한 것 이외에는, 상기 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A와 동일하게 하여, 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 B를 조제하였다.
제조예 3(표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A의 조제)
전리 방사선 경화성 수지인 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(닛본 가야꾸(주)제 「PET-30」) 100질량부와, 트리아진계 자외선 흡수제(BASF사제 「Tinuvin460」) 10질량부를, 고형분 농도가 40질량％가 되도록 메틸이소부틸케톤 중에 첨가하여 교반하고, 용액 a를 얻었다.
이어서, 용액 a의 고형분 100질량부에 대하여, 광중합 개시제(BASF사제 「이르가큐어(Irg) 184」) 7질량부, 광중합 개시제(BASF사제 「루시린 TPO」) 1.5질량부를 첨가하여 교반하고 용해시켜, 최종 고형분 농도가 40질량％인 용액 b를 조제하였다.
이어서, 용액 b의 고형분 100질량부에 대하여, 레벨링제(DIC 가부시키가이샤제 「메가팩 RS71」)를 고형분비로 0.4질량부 첨가하여 교반하였다. 또한, 이 용액의 고형분 100질량부에 대하여, 통전 입자로서 금 도금 입자의 분산액(DNP 파인 케미컬 가부시키가이샤제, 브라이트 분산액, 금 도금 입자의 평균 1차 입자 직경 4.6㎛, 고형분 농도 25질량％)을 고형분으로 2.5질량부 첨가하여 교반을 행하고, 표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 조제하였다.
실시예 1-1(광학 적층체(I)의 제작)
[투명 도전층의 형성]
기재 필름으로서 두께 100㎛의 시클로올레핀 중합체 필름(닛본 제온 가부시키가이샤제 「ZF14」, 1/4 파장 위상차 필름)을 사용하여, 해당 필름 상에, 전술한 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 건조 후의 두께가 1㎛가 되도록 슬릿 리버스 코팅법에 의해 도포하여 미경화 수지층을 형성하였다. 얻어진 미경화 수지층을 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 자외선 조사량 300mJ/cm2로 자외선을 조사하여 경화시켜, 두께 1.0㎛의 투명 도전층을 형성하였다.
[표면 보호층의 형성]
상기 투명 도전층 상에, 상술한 표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 슬릿 리버스 코팅에 의해, 건조 후의 두께가 4.5㎛가 되도록 도포하여 미경화 수지층을 형성하였다. 얻어진 미경화 수지층을 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 자외선 조사량 300mJ/cm2로 자외선을 조사하여 경화시켜, 두께 4.5㎛의 표면 보호층을 형성하고, 광학 적층체를 얻었다.
얻어진 광학 적층체에 대해서, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 1-2
투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 전술한 전리 방사선 경화성 수지 조성물 B로 변경한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 1-3
기재 필름을 두께 100㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요보(주)제 「코스모샤인 A4100」, 광학 이방성 필름)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 1-4
투명 도전층의 두께를 표 1에 나타내는 대로 변경한 것 이외에는, 실시예 1-3과 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 1-5
투명 도전층의 두께를 표 1에 나타내는 대로 변경한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 1-1
표면 보호층의 두께를 표 1에 나타내는 대로 변경한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 1-2
투명 도전층의 두께를 표 1에 나타내는 대로 변경한 것 이외에는, 비교예 1-1과 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 1-3
기재 필름을 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(후지 필름(주)제 「TD80UL」)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1-1과 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 광학 적층체(I)는 정전 용량식 터치 패널에 적용했을 때에는 동작성이 양호하고, 또한 경시 안정성, 시인성도 우수한 것이었다.
실시예 2-1 내지 2-2, 비교예 2-1 내지 2-2(광학 적층체(II)의 제작 및 평가)
실시예 2-1 내지 2-2 및 비교예 2-1 내지 2-2에 있어서의 각 평가는 이하와 같이 행하였다.
또한, 투명 도전층 및 표면 보호층의 두께, 밀착성, 광학 적층체의 투과율, 표면 저항률, 표면 저항률의 평균값 및 표준 편차의 평가 방법은 상기와 동일하다.
[신장률]
시클로올레핀 중합체 필름 단독, 또는 실시예 및 비교예에서 제작한 광학 적층체를 폭 5mm, 길이 20mm로 잘라내서 시험편을 제작하였다. 동적 점탄성 측정 장치 「Rheogel-E4000」((주)유비엠제)을 사용하여, 해당 시험편의 온도 150℃에서의 신장률을 측정하였다. 측정 조건은 하기와 같다.
(측정 조건)
주파수: 10Hz
인장 하중: 50N
가진 상태: 연속 가진
변형 제어: 10㎛
측정 온도 범위: 25℃ 내지 200℃
승온 속도: 2℃/분
[변형값]
실시예 및 비교예에서 제작한 기재 필름과 투명 도전층의 적층물을 폭 15mm, 길이 150mm로 잘라내서 시험편을 제작하였다. 해당 시험편을 인장 시험기에 세팅하고, JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 시험을 행하였다. 표선간 거리는 50mm로 하고, 온도 23±2℃, 인장 속도 0.5mm/분에 있어서 일정 속도로 인장하고, 신장(mm)과 하중(N)을 측정하여, 하기 식으로부터 변형값 및 응력을 산출하였다. 5회 측정을 행하고, 응력-변형 곡선 상항복점에 있어서의 변형값의 평균값을 구하였다.
변형값(％)=신장(mm)/50(mm)×100
응력(MPa)=하중(N)/적층물의 단면적(mm2)
실시예 2-1(광학 적층체(II)의 제작)
[투명 도전층의 형성]
기재 필름으로서 두께 100㎛의 시클로올레핀 중합체 필름(닛본 제온 가부시키가이샤제 「ZF14」, 1/4 파장 위상차 필름)을 사용하여, 해당 필름 상에, 전술한 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 건조 후의 두께가 1.0㎛가 되도록 슬릿 리버스 코팅법에 의해 도포하여 미경화 수지층을 형성하였다. 얻어진 미경화 수지층을 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 자외선 조사량 300mJ/cm2로 자외선을 조사하여 경화시켜, 두께 1.0㎛의 투명 도전층을 형성하였다.
[표면 보호층의 형성]
상기 투명 도전층 상에, 상술한 표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 슬릿 리버스 코팅에 의해, 건조 후의 두께가 4.5㎛가 되도록 도포하여 미경화 수지층을 형성하였다. 얻어진 미경화 수지층을 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 자외선 조사량 300mJ/cm2로 자외선을 조사하여 경화시켜, 두께 4.5㎛의 표면 보호층을 형성하고, 광학 적층체를 얻었다.
얻어진 광학 적층체에 대해서, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 2-2, 비교예 2-1 내지 2-2
광학 적층체를 구성하는 재료 및 구성을 표 2에 나타내는 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 2-1과 동일한 방법으로 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
또한, 표 2에 나타내는 각 성분은 하기와 같다. 표 2에 나타내는 질량부는, 고형분 환산에 의한 질량부이다.
·시클로올레핀 중합체 필름
COP1; 닛본 제온(주)제 「ZF14」, 두께: 100㎛, 온도 150℃에서의 신장률: 9.9％
COP2; 닛본 제온(주)제 「ZD12」, 두께: 47㎛, 온도 150℃에서의 신장률: 12％
COP3; 닛본 제온(주)제 「ZD16」, 두께: 60㎛, 온도 150℃에서의 신장률: 3.3％
·전리 방사선 경화성 수지(A)
디시클로펜테닐아크릴레이트; 히따찌 가세이(주)제 「FA-511AS」
·전리 방사선 경화성 수지(B)
펜타에리트리톨트리아크릴레이트; 닛본 가야꾸(주)제 「PET-30」, 3 내지 4관능의 중합성 단량체, 중량 평균 분자량 298
·도전성 입자
안티몬 주석 산화물 입자(닛키 쇼쿠바이 가세이(주)제 「V3560」, ATO 분산액, ATO 평균 1차 입자 직경 8nm)
·광중합 개시제
1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤; BASF사제 「이르가큐어(Irg) 184」
·용제
메틸이소부틸케톤(MIBK)
[참고예; 적외 분광 스펙트럼의 측정]
실시예 2-1에서 사용한 시클로올레핀 중합체 필름 및 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 사용하였다. 실시예 2-1에서 사용한 시클로올레핀 중합체 필름(닛본 제온(주)제 「ZF14」) 상에, 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 건조 후의 두께가 1.0㎛가 되도록 슬릿 리버스 코팅법에 의해 도포하여 미경화 수지층을 형성하였다. 얻어진 미경화 수지층을 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 자외선 조사량 300mJ/cm2로 자외선을 조사하여 경화시켰다. 얻어진 경화층을 메스에 의해 채취하고, 적외 분광 광도계(서모피셔 사이언티픽(주)제 「NICOLET 6700」)로, 투과법에 의해 IR 스펙트럼을 측정하였다(도 13).
한편, 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 수지 조성물 A에 포함되는 전리 방사선 경화성 수지(A)(FA-511AS) 100질량부에 대하여, 광중합 개시제인 「이르가큐어 184」 5질량부를 첨가한 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A1의 경화물, 전리 방사선 경화성 수지(B)(PET-30) 100질량부에 대하여, 광중합 개시제인 「이르가큐어 184」 5질량부를 첨가한 전리 방사선 경화성 수지 조성물 B1의 경화물을 각각 제작하고, 동일한 방법으로 경화층을 제작, 채취하여, 투과법에 의해 IR 스펙트럼을 측정하였다(도 14, 15).
도 13 내지 15로부터 알 수 있는 바와 같이, 투명 도전층을 채취하여 측정한 IR 스펙트럼(도 13)에 있어서는, 도 14에 도시되는, 전리 방사선 경화성 수지(A) 중의 지환식 구조에서 유래되는 3000cm-1 전후의 흡수가 거의 확인되지 않는 것을 알 수 있다. 이로부터, 전리 방사선 경화성 수지(A)는 시클로올레핀 중합체 필름측으로 선택적으로 이동하고, 습윤되어 있다고 예측할 수 있다.
실시예 3-1 내지 3-4, 비교예 3-1 내지 3-2(광학 적층체(III)의 제작 및 평가)
실시예 3-1 내지 3-4 및 비교예 3-1 내지 3-2에 있어서의 각 평가는 이하와 같이 행하였다.
또한, 광학 적층체의 투과율 및 동작성의 평가 방법은 상기와 동일하다.
[도전층 및 안정화층의 두께]
도전층 및 안정화층의 두께는, 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬영한 단면의 화상으로부터 20군데의 두께를 측정하고, 20군데의 값의 평균값으로부터 산출하였다.
[도전층 및 안정화층의 밀착성]
실시예 및 비교예에서 제작한 광학 적층체의 도전층측의 면에 한 변이 1mm인 정사각형 바둑판눈 커트를 100칸 넣고, 니치반제 셀로판테이프(등록 상표) No.405(산업용 24mm)을 붙이고, 주걱으로 문질러 밀착시켜 90도 방향으로 3회 급속 박리를 행하였다. 박리 작업은, 온도 25±4℃, 습도 50±10％의 환경 하에서 행하였다. 남아있는 칸을 눈으로 확인하고, 표 3에 ％표시하였다.
[표면 저항률]
JIS K6911:1995에 준거하여, 제조 직후의 광학 적층체의 도전층면의 표면 저항률(Ω/□)을 측정하였다. 고저항율계 하이레스터 UP MCP-HT450(미쯔비시 가가꾸(주)제)을 사용하고, 프로브에는 URS 프로브 MCP-HTP14(미쯔비시 가가꾸(주)제)을 사용하여, 온도 25±4℃, 습도 50±10％의 환경 하에 500V의 인가 전압에서 표면 저항률(Ω/□)의 측정을 실시하였다.
[표면 저항률의 평균값 및 표준 편차]
광학 적층체를 80cm×120cm(면적: 56.8인치)로 잘라내고, 도 1에 도시한 바와 같이, 그 도전층면측에 있어서, 해당 광학 적층체의 외주로부터 1.5cm 내측의 영역(a) 내를 세로 및 가로로 각각 4 등분하는 직선(b)을 긋고, 영역(a)의 정점, 직선(b)끼리의 교점, 및 영역(a)을 구성하는 4변과 직선(b)의 교점에 있어서, JIS K6911:1995에 준거하여 표면 저항률을 측정하여, 합계 25점의 측정값의 평균값 및 표준 편차를 구하였다. 측정에는, 고저항율계 하이레스터 UP MCP-HT450(미쯔비시 가가꾸(주)제)을 사용하고, 프로브에는 URS 프로브 MCP-HTP14(미쯔비시 가가꾸(주)제)를 사용하여, 온도 25±4℃, 습도 50±10％의 환경 하에 500V의 인가 전압에서 행하였다.
[표면 저항률의 경시 안정성]
광학 적층체를 80℃에서 250시간 유지한 후의 표면 저항률(Ω/□)을 상기와 동일한 방법으로 합계 25점 측정하였다. 각각의 측정점에 있어서, (80℃ 250시간 유지 후의 표면 저항률)/(80℃ 250시간 유지 전의, 제조 직후의 표면 저항률)의 비를 산출하고, 하기 기준으로 평가하였다.
A: 모든 측정점에 있어서, 표면 저항률비가 0.50 내지 2.0의 범위이다
B: 모든 측정점에 있어서, 표면 저항률비가 0.40 내지 2.5의 범위이며, 또한 해당 표면 저항률비가 0.40 이상 0.50 미만 또는 2.0 초과 2.5 이하로 되는 측정점이 적어도 1점 존재한다
C: 표면 저항률비가 0.40 미만 또는 2.5 초과가 되는 측정점이 적어도 1점 존재한다
[시인성(간섭 줄무늬의 유무)]
실시예 및 비교예의 광학 적층체의 기재 필름측의 면에 흑색 테이프(야마토 가부시키가이샤제 비닐 테이프 No.200-38-21, 흑색, 폭 38mm)를 접합시키고, 반대면(도전층측의 면)으로부터 눈으로 보아 간섭 모양의 유무를 확인하였다.
A: 간섭 모양을 시인할 수 없다
B: 색 불균일을 수반하지 않는 간섭 모양을 시인할 수 있다
C: 색 불균일을 수반하는 간섭 모양을 시인할 수 있다
[터치 패널 감도]
소니 에릭슨사제 「에쿠스페리아 P」에 내장되어 있는, 정전 용량식 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자 상에, 실시예 및 비교예의 광학 적층체를, 두께 20㎛의 접착층(다이니폰 인사츠(주)제의 양쪽면 접착 시트 「논캐리어 FC25K3E46」의 접착층을 전사한 것)을 통해 접합시킨 후, 광학 적층체의 투명 도전층에 고착시킨 도선을 도전성 부재에 접속시켰다. 이어서, 광학 적층체의 최표면 상에 더 보호 필름(PET 필름)을 접합시켰다. 이어서, 접합시킨 보호 필름을 제거하고 바로 액정 표시 장치를 구동하고, 장갑(미도리 안젠(주)제 「스마트폰 장갑 스마트 터치」)을 장착한 손으로 전술한 표면 저항률의 측정점을 터치했을 때에 동작 에러가 발생할 확률을 카운트하고, 하기 기준으로 평가하였다.
A: 에러 확률 0％ 이상 20％ 미만
B: 에러 확률 20％ 이상 60％ 미만
C: 에러 확률 60％ 이상
제조예 4(안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A의 조제)
전리 방사선 경화성 수지인 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(닛본 가야꾸(주)제 「PET-30」) 100질량부를, 고형분 농도가 15질량％가 되도록 메틸이소부틸케톤 중에 첨가하여 교반하고, 용액 a를 얻었다.
이어서, 용액 a의 고형분 100질량부에 대하여, 광중합 개시제(BASF사제 「이르가큐어(Irg) 184」) 7질량부, 광중합 개시제(BASF사제 「루시린 TPO」) 1.5질량부를 첨가하여 교반해 용해시켜, 최종 고형분 농도가 15질량％인 용액 b를 조제하였다.
이어서, 용액 b의 고형분 100질량부에 대하여, 레벨링제(DIC 가부시키가이샤제 「메가팩 RS71」)를 고형분비로 0.4질량부 첨가하여 교반을 행하고, 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 조제하였다.
제조예 5(도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A의 조제)
전리 방사선 경화성 수지인 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(닛본 가야꾸(주)제 「KAYARAD PET-30」) 100질량부, 도전성 입자인 안티몬 주석 산화물 입자(닛키 쇼쿠바이 가세이(주)제 「V3560」, ATO 분산액, ATO 평균 1차 입자 직경 8nm) 100질량부, 광중합 개시제인 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(BASF사제 「이르가큐어(Irg) 184」) 5질량부, 및 용제(메틸이소부틸케톤) 1100질량부를 첨가하여 교반하고, 고형분 농도 15질량％의 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 조제하였다.
제조예 6(도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 B의 조제)
전리 방사선 경화성 수지로서, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(닛본 가야꾸(주)제 「KAYARAD PET-30」) 100질량부 대신에 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(닛본 가야꾸(주)제 「KAYARAD PET-30」) 50질량부, 열가소성 수지로서, 아크릴 중합체(DNP 파인 케미컬사제 「HRAG 아크릴 (25) MIBK」를 50질량부 사용한 것 이외에는, 상기 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A와 동일하게 하여, 고형분 농도 15질량％의 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 B를 조제하였다.
제조예 7(도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 C의 조제)
도전성 입자인 안티몬 주석 산화물 입자(닛키 쇼쿠바이 가세이(주)제 「V3560」, ATO 분산액, ATO 평균 1차 입자 직경 8nm)의 양을 100질량부로부터 20질량부로 변경한 것 이외에는, 상기 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A와 동일하게 하여, 고형분 농도 15질량％의 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 C를 조제하였다.
실시예 3-1(광학 적층체(III)의 제작)
[안정화층의 형성]
기재 필름으로서 두께 80㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(후지 필름 가부시키가이샤제 「TD80UL」)을 사용하여, 해당 필름 상에, 전술한 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 슬릿 리버스 코팅법에 의해 도포하고, 미경화 수지층을 형성하였다. 얻어진 미경화 수지층을 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 자외선 조사량 300mJ/cm2로 자외선을 조사하여 경화시켜, 두께 1.0㎛의 안정화층을 형성하였다.
[도전층의 형성]
상기 안정화층 상에, 전술한 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 건조 후의 두께가 4.0㎛가 되도록 슬릿 리버스 코팅법에 의해 도포하여 미경화 수지층을 형성하였다. 얻어진 미경화 수지층을 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 자외선 조사량 300mJ/cm2로 자외선을 조사하여 경화시켜, 두께 4.0㎛의 도전층을 형성하고, 광학 적층체를 얻었다.
얻어진 광학 적층체에 대해서, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
실시예 3-2 내지 3-4
도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 종류, 안정화층 및 도전층의 두께를 표 3에 나타내는 대로 변경한 것 이외에는, 실시예 3-1과 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
비교예 3-1
안정화층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 3-2와 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
비교예 3-2
도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 종류를 변경한 것 이외에는, 실시예 3-2와 동일하게 하여 광학 적층체를 제작하고, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
표 3으로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 광학 적층체(III)는 정전 용량식 터치 패널에 적용했을 때에는 동작성이 양호하고, 또한 경시 안정성도 우수한 것이었다. 한편, 비교예 3-1에 나타내는 바와 같이, 안정화층을 갖지 않는 광학 적층체는 표면 저항률의 변동이 크고, 시인성, 및 정전 용량식 터치 패널에 적용했을 때의 동작성도 저하되었다. 또한, 표면 저항률의 경시 안정성도 저하되었다. 또한 비교예 3-2에 나타내는 바와 같이, 광학 적층체의 표면 저항률 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1012Ω/□ 이하의 범위라도, 소정의 조건을 만족시키지 않는 경우에는, 동일하게 시인성 및 정전 용량식 터치 패널에 적용했을 때의 동작성이 저하되었다.
실시예 4-1 내지 4-5, 비교예 4-1(광학 적층체 및 투명 적층체의 제조)
실시예 4-1 내지 4-5, 비교예 4-1에 있어서의 각 평가는 이하와 같이 행하였다.
[투명 도전층, 표면 보호층 및 점착층의 두께]
투명 도전층, 표면 보호층, 및 점착층의 두께는, 주사형 투과 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬영한 단면의 화상으로부터 20군데의 두께를 측정하고, 20군데의 값의 평균값으로부터 산출하였다.
[조건(1)에서 규정하는 연직 거리(휨)]
기재 필름, 점착층 및 이면 필름을 포함하는 적층체를 폭 25mm, 길이 100mm로 잘라냈다. 이 샘플을 두께 2mm, 한 변이 100mm인 정사각형의 2매의 유리판을 사용하여, 해당 샘플의 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분까지를 끼워 넣고, 위로부터 1kg의 추를 실어 수평대에 고정시켰다. 유리판의 단부로부터 나온, 샘플의 나머지 길이 75mm의 부분을 자중으로 변형시키고, 샘플 고정부로부터, 샘플의 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리를 측정하였다.
기재 필름 단독, 그리고 점착층 및 이면 필름을 포함하는 적층물의 연직 거리(휨)에 대해서도, 상기와 동일하게 측정하였다.
[인장 탄성률]
측정 대상이 되는 각종 필름으로부터 JIS K6251:2010에 준거하여 덤벨 형상 1호형 시험편을 제작하였다. 해당 시험편을 인장 시험기(텐실론 RTG1310, (주)에이앤디제)에 세팅하고, JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 시험을 행하였다. 표선간 거리는 80mm로 하고, 온도 23±2℃, 인장 속도 5mm/분에 있어서 일정 속도로 인장하고, 신장(mm)과 하중(N)을 측정하여, 하기 식으로부터 변형 및 응력을 산출하였다. 인장 시험 개시 직후의 응력-변형 곡선의 기울기로부터 인장 탄성률(N/mm2)을 산출하였다.
변형(％)=신장(mm)/50(mm)×100
응력(MPa)=하중(N)/시험편의 단면적(mm2)
[전체 광선 투과율 및 헤이즈]
전체 광선 투과율 및 헤이즈는, HM-150((주)무라카미 시키사이 기쥬츠 겡큐죠제)을 사용하여 측정하였다. 전체 광선 투과율은 JIS K7361-1:1997에, 헤이즈는 JIS K7136:2000에 준거하여 측정하였다. 측정은 온도 25±4℃, 습도 50±10％의 환경 하에서 행하고, 광 입사면은 기재 필름측으로 하였다.
[표면 저항률의 면 내 균일성]
광학 적층체를 80cm×120cm(면적: 56.8인치)로 잘라내고, 도 1에 도시한 바와 같이, 그 표면 보호 층면측에 있어서, 해당 광학 적층체의 외주로부터 1.5cm 내측의 영역(a) 내를 세로 및 가로로 각각 4 등분하는 직선(b)을 긋고, 영역(a)의 정점, 직선(b)끼리의 교점, 및 영역(a)을 구성하는 4변과 직선(b)의 교점에 있어서, JIS K6911:1995에 준거하여 표면 저항률(Ω/□)을 측정하여, 합계 25점의 측정값의 평균값 및 표준 편차를 구하였다. 측정에는, 고저항율계 하이레스터 UP MCP-HT450(미쯔비시 가가꾸(주)제)을 사용하고, 프로브에는 URS 프로브 MCP-HTP14(미쯔비시 가가꾸(주)제)를 사용하여, 온도 25±4℃, 습도 50±10％의 환경 하에 500V의 인가 전압에서 행하였다.
본 실시예에서는 표면 저항률의 평균값이 모두 동일한 정도인 점에서, 표면 저항률의 표준 편차값이 작을수록 면 내 균일성이 양호하다고 판단하였다. 구체적으로는 표면 저항률의 면 내 균일성은 하기 기준으로 평가하였다.
A: 표면 저항률의 표준 편차가 2.00×107Ω/□ 이하
B: 표면 저항률의 표준 편차가 2.00×107Ω/□ 초과
[검사의 용이성]
각 예에서 얻어진 투명 적층체를 사용하여, 명실 형광등 아래에서 광학 적층체의 결점 검사를 실시하여, 하기 기준으로 평가하였다.
A: 결점의 확인이 용이하다
B: 결점의 확인이 어렵다
C: 결점의 확인이 매우 어렵거나, 또는 할 수 없다
실시예 4-1(광학 적층체 및 투명 적층체의 제조)
아크릴계 점착제(쿠라레 가부시키가이샤제 「LA2140」)를 용매[메틸에틸케톤/톨루엔(용매 배합비=질량 기준으로 1:1)] 중에, 고형분 20％(질량 기준)가 되도록 용해시켜, 점착제 도공액을 조제하였다. 해당 점착제 도공액을, 코터에 의해 건조 후 막 두께가 15㎛가 되도록 이면 필름인 두께 38㎛의 2축 연신 폴리에스테르 필름 상에 도포하고, 100℃에서 1분간 건조시켜, 이면 필름과 점착층의 적층체를 제작하였다.
또한, 점착층과 이면 필름의 초기 점착력은 70mN/25mm였다.
이어서, 기재 필름인 두께 47㎛의 시클로올레핀 중합체 필름(닛본 제온(주)제 「ZF14」, 경사 연신된 1/4 파장 위상차 필름)의 한쪽 면과, 상기 적층체의 점착층측의 면을 접합시키고, 기재 필름에 점착층을 통해 이면 필름을 적층하였다.
이어서, 해당 기재 필름의 다른쪽 면에, 전술한 투명 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 건조 후의 두께가 1㎛가 되도록 슬릿 리버스 코팅법에 의해 도포하여 미경화 수지층을 형성하였다. 얻어진 미경화 수지층을 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 자외선 조사량 300mJ/cm2로 자외선을 조사하여 경화시켜, 두께 1㎛의 투명 도전층을 형성하였다.
상기 투명 도전층 상에, 상술한 표면 보호층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물 A를 슬릿 리버스 코팅에 의해, 건조 후의 두께가 4.5㎛가 되도록 도포하여 미경화 수지층을 형성하였다. 얻어진 미경화 수지층을 80℃에서 1분간 건조시킨 후, 자외선 조사량 300mJ/cm2로 자외선을 조사하여 경화시켜, 두께 4.5㎛의 표면 보호층을 형성하고, 이면 필름 및 점착층을 갖는 광학 적층체(투명 적층체)를 얻었다.
얻어진 투명 적층체에 대해서, 상기 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 4에 나타낸다. 표면 저항률의 표준 편차는 1.77×107Ω/□였다.
실시예 4-2 내지 4-5, 비교예 4-1
점착층의 두께 및 이면 필름의 종류를 표 4에 나타내는 대로 변경한 것 이외에는, 실시예 4-1과 동일한 방법으로 광학 적층체 및 투명 적층체를 제조하였다. 평가 결과를 표 4에 나타낸다. 또한 비교예 4-1에 있어서, 표면 저항률의 표준 편차는 2.10×107Ω/□였다.
제1 발명에 관한 광학 적층체는, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 점에서, 특히 정전 용량식 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치를 구성하는 부재로서 적합하게 사용된다. 당해 광학 적층체를 가짐으로써, 당해 터치 패널은 안정된 동작성을 발현한다.
제2 발명에 관한 광학 적층체는, 소정의 범위의 신장 특성을 갖는 점에서, 기재 필름인 시클로올레핀 중합체 필름과 투명 도전층의 밀착성이 우수하고, 또한 표면 저항률의 면 내 균일성도 양호하기 때문에, 특히 정전 용량식 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치의 전면판을 구성하는 부재로서 적합하게 사용된다. 당해 광학 적층체를 가짐으로써, 당해 터치 패널은 안정된 동작성을 발현한다. 또한 광학 적층체에 있어서, 시클로올레핀 중합체 필름으로서 경사 연신된 1/4 파장 위상차 필름을 사용한 경우에는, 편광 선글라스를 통한 시인성도 양호하고, 또한 롤 투 롤법에 의한 연속적인 제조도 가능해진다.
또한 제2 발명에 관한 광학 적층체는, 전체 두께에 대한 기재 필름의 두께의 비율이 80％ 이상인 점에서, 가시광 투과성도 양호하다.
제3 발명에 관한 광학 적층체는, 기재 필름으로서 셀룰로오스계 기재 필름을 사용한 경우에도 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 점에서, 특히 정전 용량식 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치를 구성하는 부재로서 적합하게 사용된다. 당해 광학 적층체를 가짐으로써, 터치 패널은 안정된 동작성을 발현한다.
제4 발명에 관한 광학 적층체의 제조 방법에 의하면, 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 갖는 광학 적층체의 제조에 있어서 빳빳함이 없고 강도가 낮은 기재 필름을 사용해도, 표면 저항률의 면 내 균일성이 양호한 광학 적층체를 제조할 수 있다. 해당 광학 적층체는, 특히 정전 용량식 터치 패널을 탑재한 화상 표시 장치를 구성하는 부재로서 적합하게 사용된다.
1, 1A, 1B, 1C, 1D: 광학 적층체
1': 투명 적층체
2A, 2D: 기재 필름
2B, 2C: 셀룰로오스계 기재 필름
3A, 3D: 투명 도전층
4A, 4D: 표면 보호층
41A, 41D: 통전 입자
5B, 5C: 안정화층
6B, 6C: 도전층
7C: 기능층
71C: 통전 입자
8A, 8B, 8D: 편광자
9A, 9B, 9D: 위상차판
10A, 10B, 10D: 전면판
11A, 11B, 11D: 표면 보호 부재
12A, 12B, 12D: 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자
13D: 점착층
14D: 이면 필름
100A, 100B, 100D: 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치
1': 투명 적층체
2A, 2D: 기재 필름
2B, 2C: 셀룰로오스계 기재 필름
3A, 3D: 투명 도전층
4A, 4D: 표면 보호층
41A, 41D: 통전 입자
5B, 5C: 안정화층
6B, 6C: 도전층
7C: 기능층
71C: 통전 입자
8A, 8B, 8D: 편광자
9A, 9B, 9D: 위상차판
10A, 10B, 10D: 전면판
11A, 11B, 11D: 표면 보호 부재
12A, 12B, 12D: 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자
13D: 점착층
14D: 이면 필름
100A, 100B, 100D: 인셀 터치 패널 탑재 화상 표시 장치
Claims (20)
- 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체이며, JIS K6911에 준거하여 측정한 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1010Ω/□ 이하의 범위에 있고, 또한 해당 표면 저항률의 표준 편차 σ가 5.0×108Ω/□ 이하인, 광학 적층체.
- 제1항에 있어서, 상기 광학 적층체를 80℃에서 250시간 유지한 후에 측정되는 표면 저항률의, 해당 유지 전의 표면 저항률에 대한 비가, 모든 측정점에 있어서 0.40 내지 2.5의 범위인, 광학 적층체.
- 제1항에 있어서, 상기 기재 필름이 1/4 파장 위상차의 플라스틱 필름인, 광학 적층체.
- 제1항에 있어서, 상기 기재 필름이 시클로올레핀 중합체 필름인, 광학 적층체.
- 제1항에 있어서, 상기 표면 보호층이 해당 표면 보호층의 두께에 대하여 50％ 초과 150％ 이하의 평균 1차 입자 직경을 갖는 통전 입자를 포함하는, 광학 적층체.
- 제1항에 있어서, 상기 투명 도전층이 분자 내에 지환식 구조를 갖는 전리 방사선 경화성 수지(A)와 도전성 입자를 포함하는 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인, 광학 적층체.
- 제1항에 있어서, 상기 투명 도전층의 두께가 0.1 내지 10㎛인, 광학 적층체.
- 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체이며, 해당 기재 필름이 시클로올레핀 중합체 필름이며, 해당 광학 적층체 전체의 두께에 대한 해당 기재 필름의 두께의 비율이 80％ 이상 95％ 이하이고, 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여 주파수 10Hz, 인장 하중 50N, 승온 속도 2℃/분의 조건에서 측정한, 온도 150℃에서의 해당 광학 적층체의 신장률이 5.0％ 이상 20％ 이하인, 광학 적층체.
- 제8항에 있어서, 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여 주파수 10Hz, 인장 하중 50N, 승온 속도 2℃/분의 조건에서 측정한, 온도 150℃에서의 상기 기재 필름의 신장률이 5.0％ 이상 25％ 이하인, 광학 적층체.
- 셀룰로오스계 기재 필름, 안정화층 및 도전층을 순서대로 갖는 광학 적층체이며, JIS K6911에 준거하여 측정한 표면 저항률의 평균값이 1.0×107Ω/□ 이상 1.0×1012Ω/□ 이하의 범위에 있고, 또한 해당 표면 저항률의 표준 편차 σ를 해당 평균값으로 나눈 값이 0.20 이하인, 광학 적층체.
- 제10항에 있어서, 상기 안정화층의 두께가 50nm 이상 10㎛ 미만인, 광학 적층체.
- 제10항에 있어서, 상기 안정화층이 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물인, 광학 적층체.
- 제12항에 있어서, 상기 도전층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 포함되는 전리 방사선 경화성 수지가 상기 안정화층 형성용의 전리 방사선 경화성 수지 조성물에 포함되는 전리 방사선 경화성 수지와 동일종인, 광학 적층체.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체, 편광자 및 위상차판을 순서대로 갖는, 전면판.
- 표시 소자의 시인자측에, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체가 설치된, 화상 표시 장치.
- 제15항에 있어서, 상기 표시 소자가 인셀 터치 패널 탑재 액정 표시 소자인, 화상 표시 장치.
- 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체의 제조 방법이며, 해당 기재 필름의 한쪽 면에, 점착층을 개재하여 이면 필름을 적층하고, 이어서, 해당 기재 필름의 다른쪽 면에 해당 투명 도전층 및 해당 표면 보호층을 순서대로 형성하는 공정을 가지며, 또한 하기 조건(1)을 만족시키는, 광학 적층체의 제조 방법.
조건(1): 상기 기재 필름, 상기 점착층 및 상기 이면 필름을 포함하는, 폭 25mm, 길이 100mm의 적층체를, 해당 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분을 수평으로 고정시키고, 나머지의 길이 75mm의 부분을 자중에 의해 변형시켰을 때, 해당 적층체의 고정부로부터 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리가 45mm 이하이다. - 기재 필름, 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 갖는 광학 적층체의 제조 방법이며, 해당 기재 필름의 한쪽 면에, 점착층을 개재하여 이면 필름을 적층하고, 이어서, 해당 기재 필름의 다른쪽 면에 해당 투명 도전층 및 해당 표면 보호층을 순서대로 형성하는 공정을 가지고, 해당 점착층 및 해당 이면 필름의 합계 두께가 20 내지 200㎛이며, 또한 해당 점착층 및 해당 이면 필름을 포함하는 적층물이, JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 속도 5mm/분으로 측정되는 인장 탄성률이 800N/mm2 이상 10,000N/mm2 이하인, 광학 적층체의 제조 방법.
- 기재 필름의 한쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 점착층 및 이면 필름을 순서대로 가지고, 해당 기재 필름의 다른쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 가지며, 또한 하기 조건(1)을 만족시키는, 투명 적층체.
조건(1): 상기 기재 필름, 상기 점착층 및 상기 이면 필름을 포함하는, 폭 25mm, 길이 100mm의 적층체를, 해당 길이 방향의 일단부로부터 25mm의 부분을 수평으로 고정시키고, 나머지의 길이 75mm의 부분을 자중에 의해 변형시켰을 때, 해당 적층체의 고정부로부터 길이 방향의 타단부까지의 연직 거리가 45mm 이하이다. - 기재 필름의 한쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 점착층 및 이면 필름을 순서대로 가지고, 해당 기재 필름의 다른쪽 면에, 해당 기재 필름측으로부터 투명 도전층 및 표면 보호층을 순서대로 가지고, 해당 점착층 및 해당 이면 필름의 합계 두께가 20 내지 200㎛이며, 또한 해당 점착층 및 해당 이면 필름을 포함하는 적층물이, JIS K7161-1:2014에 준거하여 인장 속도 5mm/분으로 측정되는 인장 탄성률이 800N/mm2 이상 10,000N/mm2 이하인, 투명 적층체.
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|---|---|
| KR20180114028A true KR20180114028A (ko) | 2018-10-17 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022182159A1 (ko) * | 2021-02-25 | 2022-09-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | 광학 적층체, 이를 포함하는 광학 부재 및 이를 포함하는 광학표시장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022182159A1 (ko) * | 2021-02-25 | 2022-09-01 | 삼성에스디아이 주식회사 | 광학 적층체, 이를 포함하는 광학 부재 및 이를 포함하는 광학표시장치 |
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