KR20210037527A - 광학 적층체 및 화상 표시 장치 - Google Patents

광학 적층체 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20210037527A
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타쿠야 타나카
레이코 시나가와
아키노리 이자키
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 이형 가공부를 갖고 있어도 내크랙성이 우수한 광학 적층체를 제공하는 것.
(해결수단) 본 발명의 광학 적층체는 이형 가공부를 갖고, 점착제층과, 편광자와, 접착층과, 휘도 향상 필름과, 두께가 2.5㎛ 이하인 표면 처리층을 이 순서로 구비한다.

Description

광학 적층체 및 화상 표시 장치{OPTICAL LAMINATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 적층체 및 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 이형 가공된 부분(예를 들면, 노치, 개구부)을 갖는 광학 적층체 및 상기 광학 적층체를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
편광자 등의 광학 적층체는 휴대전화 및 노트형 퍼스널 컴퓨터(PC) 등의 다양한 화상 표시 장치에 사용되고 있다. 광학 적층체는 용도에 따라서, 노치, 개구부 등의 이형 가공을 실시할 수 있다. 예를 들면, 카메라가 탑재되는 화상 표시 장치에 있어서, 카메라에 대응하는 부분에 개구부를 형성하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1). 그러나, 광학 적층체에 이형 가공이 실시됨으로써 이형 가공부에 응력 집중이 생겨서, 크랙이 발생하기 쉬워진다고 하는 문제가 있다.
광학 적층체에는, 용도에 따라서 다양한 광학 필름이 사용된다. 예를 들면, 화상 표시 장치의 휘도를 향상시킬 목적으로 휘도 향상 필름이 사용된다. 휘도 향상 필름은 연신 필름 또는 액정층으로 구성되어 있어 역학적으로 무른 필름이다. 그 때문에, 휘도 향상 필름을 포함하는 광학 적층체에서는, 이형 가공에 의한 크랙 발생이라고 하는 문제가 보다 현저하게 되는 경향이 있다.
일본 특허공개 2014-112238호 공보
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 그 주된 목적은 이형 가공부를 갖고 있어도 내크랙성이 우수한 광학 적층체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광학 적층체는, 이형 가공부를 갖고, 점착제층과, 편광자와, 접착층과, 휘도 향상 필름과, 두께가 2.5㎛ 이하인 표면 처리층을 이 순서로 구비한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 접착층의 두께는 20㎛ 이하이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 표면 처리층은 하드코트층이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 편광자의 두께가 30㎛ 이하이다.
본 발명의 다른 국면에 있어서는, 화상 표시 장치가 제공된다. 이 화상 표시 장치는 상기 광학 적층체를 포함한다.
본 발명에 의하면, 이형 가공부를 갖고 있어도 내크랙성이 우수한 광학 적층체를 제공할 수 있다. 본 발명의 광학 적층체는 이형 가공부를 갖고, 점착제층과, 편광자와, 접착층과, 휘도 향상 필름과, 두께가 2.5㎛ 이하인 표면 처리층을 이 순서로 구비한다. 이형 가공된 광학 적층체에서는, 이형 가공부에 응력 집중이 일어나서 국소적으로 필름 굽힘 응력이 발생할 수 있다. 그 때문에, 특히 휘도 향상 필름에 크랙이 발생하기 쉬운 경향이 있다. 표면 처리층의 두께를 얇게(보다 상세하게는 2.5㎛ 이하로) 함으로써, 굽힘 모멘트가 감소하여 휘도 향상 필름에 걸리는 굽힘 응력이 완화될 수 있다. 그 때문에, 광학 적층체의 내크랙성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 광학 적층체의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 광학 적층체의 개략 평면도이며, 도 2(a)는 이형 가공부로서 원형의 개구부를 갖는 광학 적층체의 개략 평면도이고, 도 2(b)는 이형 가공부로서 노치부를 갖는 광학 적층체의 개략 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 광학 적층체의 개략 평면도이다.
도 4는 본 발명의 광학 적층체에 사용될 수 있는 직선 편광 분리형 휘도 향상 필름의 일례의 개략 사시도이다.
도 5는 실시예에서 제작한 이형 가공부를 갖는 광학 적층체의 이형 가공부를 설명하는 개략 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다.
A. 광학 적층체
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 광학 적층체의 개략 단면도이다. 도시예의 광학 적층체(100)는 점착제층(10)과, 편광자(20)와, 접착층(30)과, 휘도 향상 필름(40)과, 두께가 2.5㎛ 이하인 표면 처리층(50)을 이 순서로 구비한다. 표면 처리층(50)의 두께가 2.5㎛ 이하임으로써 휘도 향상 필름에 걸리는 굽힘 응력이 완화되어, 이형 가공부를 가질 경우라도 내크랙성이 우수한 광학 적층체를 제공할 수 있다. 표면 처리층으로서는, 예를 들면 하드코트층, 반사방지층, 안티글레어층, 방현층 등을 들 수 있다. 표면 처리층은, 바람직하게는 하드코트층이다. 또한, 도시하지 않지만, 상기 점착제층(10), 편광자(20), 접착층(30), 휘도 향상 필름(40), 및, 표면 처리층(50) 이외에도 임의의 적절한 다른 층을 더 구비하고 있어도 된다. 다른 층으로서는 편광자 등의 보호층을 들 수 있다. 또한, 실용적으로는, 사용까지의 동안 점착제층(10)을 적절하게 보호하기 위해서 세퍼레이터가 박리 가능하게 가부착된다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 광학 적층체의 개략 평면도이다. 본 발명의 광학 적층체는, 용도 등에 따라 임의의 적절한 이형 가공부를 갖는다. 예를 들면, 도시예와 같은 원형의 개구부(관통구멍)인 이형 가공부(11)(도 2 (a)), 노치부(노치)인 이형 가공부(11)(도 2(b)) 등을 들 수 있다. 도시예에서는, 1개의 이형 가공부만이 형성되어 있지만, 필요에 따라서 2개 이상의 이형 가공부가 형성되어 있어도 좋다. 또한, 후술하는 바와 같이, 광학 적층체의 형상 자체가 이형, 즉 광학 적층체의 외측 가장자리 전체가 이형 가공부라도 좋다.
광학 적층체(100)는 사용되는 용도 등에 따라서 임의의 적절한 형상으로 설계될 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 광학 적층체의 형상 자체가 이형으로 되도록 가공되어 있어도 좋다. 광학 적층체(100)의 형상으로서는, 예를 들면 직사각형, 원형, 마름모꼴, 이형 등을 들 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 광학 적층체의 개략 평면도이다. 도시예의 광학 적층체(100)는, 자동차의 인스트루먼트 패널에 적합하게 사용된다. 광학 적층체(100)는 제 1 표시부(60)와 제 2 표시부(70)가 연결 설치되어서 구성되고, 각 표시부의 중심 부근에는 각종 미터 바늘을 고정하기 위한 관통구멍(61, 71)이 각각 형성되어 있다. 관통구멍의 직경은, 예를 들면 0.5㎜∼100㎜이다. 표시부(60, 70)의 외측 가장자리는 미터 바늘의 회전 방향을 따른 원호상으로 형성되어 있다.
이형 가공부는 임의의 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 톰슨 칼날 및 피나클 칼날 등의 펀칭 칼날, 스핀들 등에 의한 절삭 가공, 커터, 또는, 레이저 등에 의한 가공을 들 수 있다. 이형 가공부 형성시의 가공 조건은, 사용하는 형성 수단, 각 층의 두께 등에 따라서 임의의 적절한 조건으로 설정될 수 있다.
이하, 점착제층(10), 편광자(20), 접착층(30), 휘도 향상 필름(40), 및, 표면 처리층(50)에 대해서 상세하게 설명한다.
B. 점착제층
점착제층(10)의 두께는 임의의 적절한 두께로 설정될 수 있다. 예를 들면, 1㎛∼100㎛ 정도이며, 바람직하게는 2㎛∼50㎛, 보다 바람직하게는 2㎛∼40㎛, 더 바람직하게는 5㎛∼35㎛이다.
점착제층(10)은 임의의 적절한 점착제를 이용하여 형성될 수 있다. 점착제로서는, 예를 들면 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 폴리비닐알콜계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 광학적 투명성이 뛰어나고, 적당한 젖음성, 응집성, 접착성 등의 점착 특성을 나타내고, 내후성 및 내열성 등이 뛰어난 것이 사용된다. 구체적으로는, 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.
점착제층은 임의의 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 점착제를 박리 처리한 세퍼레이터 등에 도포하고, 건조시킴으로써 중합용제 등을 제거해서 점착제층을 형성한 후에 전사하는 방법, 또는, 상기 점착제를 도포하고, 건조시킴으로써 중합용제 등을 제거해서 점착제층을 편광자에 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 박리 처리한 세퍼레이터로서는, 바람직하게는 실리콘 박리 라이너가 사용된다. 또, 점착제를 도포할 때에, 필요에 따라서 중합용제 이외의 1종 이상의 용제를 더 첨가해도 좋다.
점착제층의 형성 방법(도포 방법)으로서는, 임의의 적절한 방법이 사용된다. 구체적으로는, 예를 들면 롤 코트, 키스롤 코트, 그라비어 코트, 리버스 코트, 롤 브러시, 스프레이 코트, 딥 롤 코트, 바 코트, 나이프 코트, 에어나이프 코트, 커튼 코트, 립 코트, 다이 코터 등에 의한 압출 코트법 등의 방법을 들 수 있다.
점착제를 건조시키는 방법으로서는, 목적에 따라서 임의의 적절한 방법을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 가열 건조하는 방법이 사용된다. 가열 건조 온도는, 바람직하게는 40℃∼200℃이며, 보다 바람직하게는 50℃∼180℃이며, 더 바람직하게는 70℃∼170℃이다. 가열 온도를 상기 범위로 함으로써, 뛰어난 점착 특성을 갖는 점착제층이 형성될 수 있다. 건조 시간은 임의의 적절한 시간이 채용될 수 있다. 상기 건조 시간은, 바람직하게는 5초∼20분, 보다 바람직하게는 5초∼10분, 더 바람직하게는, 10초∼5분이다.
점착제층(10)은 실용에 제공될 때까지 박리 처리한 시트(세퍼레이터)로 보호 되어 있어도 좋다. 세퍼레이터의 구성 재료로서는 임의의 적절한 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르 필름 등의 플라스틱 필름, 종이, 천, 부직포 등의 다공질 재료, 네트, 발포 시트, 금속박, 및, 이것들의 라미네이트체 등의 박엽체 등을 들 수 있다. 표면 평활성이 우수한 점으로부터, 바람직하게는 플라스틱 필름이다.
플라스틱 필름으로서는, 점착제층을 보호할 수 있는 필름이면 된다. 예를 들면, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리염화비닐 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 필름 등을 들 수 있다.
세퍼레이터의 두께는 임의의 적절한 두께로 설정할 수 있다. 세퍼레이터의 두께는 통상 5㎛∼200㎛, 바람직하게는 5㎛∼100㎛이다. 세퍼레이터에는, 필요에 따라서 실리콘계, 불소계, 장쇄 알킬계 또는 지방산 아미드계의 이형제, 실리카분 등에 의한 이형 및 방오 처리, 및, 도포형, 혼련형, 증착형 등의 대전 방지 처리가 실시되어 있어도 된다. 세퍼레이터의 표면에 실리콘 처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 박리 처리를 행함으로써 점착제층으로부터의 박리성이 향상될 수 있다.
C. 편광자
편광자는, 대표적으로는 2색성 물질을 포함하는 수지 필름으로 구성된다. 수지 필름으로서는, 편광자로서 사용될 수 있는 임의의 적절한 수지 필름을 채용할 수 있다. 수지 필름은, 대표적으로는 폴리비닐알콜계 수지(이하, 「PVA계 수지」라고 칭한다) 필름이다.
상기 PVA계 수지 필름을 형성하는 PVA계 수지로서는, 임의의 적절한 수지가 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리비닐알콜, 에틸렌-비닐알콜 공중합체를 들 수 있다. 폴리비닐알콜은 폴리아세트산 비닐을 비누화함으로써 얻어진다. 에틸렌-비닐알콜 공중합체는 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체를 비누화함으로써 얻어진다. PVA계 수지의 비누화도는, 통상 85몰%∼100몰%이며, 바람직하게는 95.0몰%∼99.95몰%, 더 바람직하게는 99.0몰%∼99.93몰%이다. 비누화도는 JIS K 6726-1994에 준해서 구할 수 있다. 이러한 비누화도의 PVA계 수지를 사용함으로써 내구성이 우수한 편광자를 얻을 수 있다. 비누화도가 지나치게 높을 경우에는 겔화되어 버릴 우려가 있다.
PVA계 수지의 평균 중합도는, 목적에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 평균 중합도는, 통상 1000∼10000이며, 바람직하게는 1200∼4500, 더 바람직하게는 1500∼4300이다. 또, 평균 중합도는 JIS K 6726-1994에 준해서 구할 수 있다.
수지 필름에 포함되는 2색성 물질로서는, 예를 들면 요오드, 유기염료 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로, 또는 2종 이상 조합시켜서 사용할 수 있다. 바람직하게는 요오드가 사용된다.
수지 필름은 단층의 수지 필름이라도 좋고, 2층 이상의 적층체라도 좋다.
단층의 수지 필름으로 구성되는 편광자의 구체예로서는, PVA계 수지 필름에 요오드에 의한 염색 처리 및 연신 처리(대표적으로는, 1축 연신)가 실시된 것을 들 수 있다. 상기 요오드에 의한 염색은, 예를 들면 PVA계 수지 필름을 요오드 수용액에 침지시킴으로써 행하여진다. 상기 1축 연신의 연신 배율은, 바람직하게는 3∼7배이다. 연신은 염색 처리 후에 행해도 좋고, 염색하면서 행해도 좋다. 또한, 연신하고나서 염색해도 좋다. 필요에 따라서, PVA계 수지 필름에 팽윤 처리, 가교 처리, 세정 처리, 건조 처리 등이 실시된다. 예를 들면, 염색의 전에 PVA계 수지 필름을 물에 침지해서 수세함으로써 PVA계 수지 필름 표면의 오염 및 블록킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐 아니라, PVA계 수지 필름을 팽윤시켜서 염색 얼룩 등을 방지할 수 있다.
적층체를 이용하여 얻어지는 편광자의 구체예로서는, 수지 기재와 상기 수지 기재에 적층된 PVA계 수지층(PVA계 수지 필름)의 적층체, 또는, 수지 기재와 상기 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자를 들 수 있다. 수지 기재와 상기 수지 기재에 도포 형성된 PVA계 수지층의 적층체를 이용하여 얻어지는 편광자는, 예를 들면 PVA계 수지 용액을 수지 기재에 도포하고, 건조시켜서 수지 기재 상에 PVA계 수지층을 형성하여 수지 기재와 PVA계 수지층의 적층체를 얻는 것; 상기 적층체를 연신 및 염색해서 PVA계 수지층을 편광자로 하는 것;에 의해 제작될 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 연신은 대표적으로는 적층체를 붕산 수용액 중에 침지시켜서 연신하는 것을 포함한다. 또한, 연신은 필요에 따라서, 붕산 수용액 중에서의 연신의 전에 적층체를 고온(예를 들면, 95℃ 이상)에서 공중 연신하는 것을 더 포함할 수 있다. 얻어진 수지 기재/편광자의 적층체는 그대로 사용해도 좋고(즉, 수지 기재를 편광자의 보호 필름으로 해도 좋고), 수지 기재/편광자의 적층체로부터 수지 기재를 박리하고, 상기 박리면에 목적에 따른 임의의 적절한 보호 필름을 적층해서 사용해도 좋다. 이러한 편광자의 제조 방법의 상세는, 예를 들면 일본 특허공개 2012-73580호 공보에 기재되어 있다. 상기 공보는 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
편광자는, 바람직하게는 파장 380㎚∼780㎚ 중 어느 하나의 파장에서 흡수 2색성을 나타낸다. 편광자의 단체 투과율은, 바람직하게는 43.0%∼46.0%이며, 보다 바람직하게는 44.5%∼46.0%이다. 편광자의 편광도는, 바람직하게는 97.0% 이상이고, 보다 바람직하게는 99.0% 이상이며, 더 바람직하게는 99.9% 이상이다.
편광자의 두께는 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 두께는, 대표적으로는 0.5㎛ 이상 80㎛ 이하이며, 바람직하게는 30㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 25㎛ 이하이며, 더 바람직하게는 18㎛ 이하이며, 특히 바람직하게는 12㎛ 이하이며, 더 특히 바람직하게는 8㎛ 미만이다. 편광자의 두께는 바람직하게는 1㎛ 이상이다.
D. 접착층
접착층은 접착제 또는 점착제로 구성된다. 접착제 또는 점착제로서는 임의의 적절한 접착제 또는 점착제를 사용할 수 있다. 점착제로서는, 예를 들면 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 폴리비닐알콜계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 광학적 투명성이 뛰어나고, 적당한 젖음성, 응집성, 접착성 등의 점착 특성을 나타내고, 내후성 및 내열성 등이 뛰어난 것이 사용된다. 구체적으로는, 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다.
접착제로서는, 광학적으로 투명하면 좋고, 임의의 적절한 접착제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 용제계, 핫멜트계, 활성 에너지선 경화형 등의 각종 형태의 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 활성 에너지선 경화형 접착제가 사용된다.
접착층의 두께는, 바람직하게는 20㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 18㎛ 이하이며, 더 바람직하게는 12㎛ 이하이다. 접착층의 두께는, 바람직하게는 2㎛ 이상이다. 접착층의 두께가 이러한 범위임으로써 편광자와 휘도 향상 필름의 적층 상태를 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 휘도 향상 필름에 걸리는 굽힘 응력이 보다 완화될 수 있다.
이러한 접착층을 구성하는 점착제의 상세한 것은, 예를 들면 일본 특허공개 2008-46147호 공보에 개시되어 있다. 상기 공보는 그 전체의 기재가 본 명세서에 참고로서 원용된다.
E. 휘도 향상 필름
휘도 향상 필름은 편광을 분리하여 휘도 향상을 꾀하는 필름이며, 직선편광 분리형이라도 되고, 원편광 분리형이라도 된다. 휘도 향상 필름으로서는, 연신 필름으로 구성되는 필름, 액정층으로 구성되는 필름 등을 들 수 있다. 휘도 향상 필름은, 자연광(예를 들면, 화상 표시 장치의 백라이트로부터의 광)이 입사하면 상기광을 2개의 편광성분으로 분리하여, 소정 편광축의 직선편광 또는 소정 방향의 원편광을 투과시키고, 투과하지 않는 편광을 반사시키는 기능을 갖는다. 투과하지 않는 편광을 반사판 등을 경유시켜서 편광 해소된 광을 휘도 향상 필름에 재입사시킴으로써, 소정의 편광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 이하, 일례로서 직선편광 분리형 휘도 향상 필름(반사형 편광자)에 대하여 설명한다.
직선편광 분리형 휘도 향상 필름은, 입사하는 광을 직교하는 2개의 편광성분으로 분리하여, 한쪽의 편광성분을 투과시키고, 다른쪽의 편광성분을 반사시키는 기능을 갖는다. 도 4는 직선편광 분리형 휘도 향상 필름의 일례의 개략 사시도이다. 도시예의 직선편광 분리형 휘도 향상 필름은, 복굴절성을 갖는 층 A와 복굴절성을 실질적으로 갖지 않는 층 B가 교대로 적층된 다층 적층체이다. 이러한 다층 적층체의 층의 총수는, 예를 들면 50∼1000일 수 있다. 도시예에서는, A층의 x축 방향의 굴절률(nx)이 y축 방향의 굴절률(ny)보다 크고, B층의 x축 방향의 굴절률(nx)과 y축 방향의 굴절률(ny)은 실질적으로 동일하다. 따라서, A층과 B층의 굴절률 차는, x축 방향에 있어서 크고, y축 방향에 있어서는 실질적으로 제로이다. 그 결과, x축 방향이 반사축이 되고, y축 방향이 투과축이 된다. A층과 B층의 x축 방향에 있어서의 굴절률 차는, 바람직하게는 0.2∼0.3이다. 또, x축 방향은 휘도 향상 필름의 연신 방향에 대응한다.
상기 A층은, 바람직하게는 연신에 의해 복굴절성을 발현하는 재료로 구성된다. 이러한 재료의 대표예로서는, 나프탈렌디카르복실산 폴리에스테르(예를 들면, 폴리에틸렌나프탈레이트), 폴리카보네이트 및 아크릴계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트)를 들 수 있다. 폴리에틸렌나프탈레이트가 바람직하다. 상기 B층은, 바람직하게는 연신해도 복굴절성을 실질적으로 발현하지 않는 재료로 구성된다. 이러한 재료의 대표예로서는, 나프탈렌디카르복실산과 테레프탈산의 코폴리에스테르를 들 수 있다.
직선편광 분리형 휘도 향상 필름은, A층과 B층의 계면에 있어서 제 1 편광 방향을 갖는 광(예를 들면, p파)을 투과하고, 제 1 편광 방향과는 직교하는 제 2 편광 방향을 갖는 광(예를 들면, s파)을 반사한다. 반사한 광은 A층과 B층의 계면에 있어서, 일부가 제 1 편광 방향을 갖는 광으로서 투과되고, 일부가 제 2 편광 방향을 갖는 광으로서 반사된다. 휘도 향상 필름의 내부에 있어서, 이러한 반사 및 투과가 다수 반복됨으로써 광의 이용 효율을 높일 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 직선편광 분리형 휘도 향상 필름은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 편광자와 반대측의 최외층으로서 반사층 R을 포함하고 있어도 된다. 반사층 R을 형성함으로써, 최종적으로 이용되지 않고 휘도 향상 필름의 최외부로 되돌아온 광을 더 이용할 수 있으므로 광의 이용 효율을 더욱 높일 수 있다. 반사층 R은, 대표적으로는 폴리에스테르 수지층의 다층 구조에 의해 반사 기능을 발현한다.
직선편광 분리형 휘도 향상 필름은, 대표적으로는 공압출과 횡연신을 조합하여 제작될 수 있다. 공압출은 임의의 적절한 방식으로 행하여질 수 있다. 예를 들면, 피드블록 방식이라도 좋고, 멀티매니폴드 방식이라도 좋다. 예를 들면, 피드블록 중에서 A층을 구성하는 재료와 B층을 구성하는 재료를 압출하고, 이어서, 멀티플라이어를 이용하여 다층화한다. 또, 이러한 다층화 장치는 당업자에게 공지이다. 이어서, 얻어진 장척상의 다층 적층체를 대표적으로는 반송 방향에 직교하는 방향(TD)으로 연신한다. A층을 구성하는 재료(예를 들면, 폴리에틸렌나프탈레이트)는, 상기 횡연신에 의해 연신 방향에 있어서만 굴절률이 증대하고, 결과적으로 복굴절성을 발현한다. B층을 구성하는 재료(예를 들면, 나프탈렌디카르복실산과 테레프탈산의 코폴리에스테르)는, 상기 횡연신에 의해서도 어느 방향으로도 굴절률은 증대하지 않는다. 결과적으로, 연신 방향(TD)에 반사축을 갖고, 반송 방향(MD)에 투과축을 갖는 휘도 향상 필름(반사형 편광자)을 얻을 수 있다(TD가 도 4의 x축 방향에 대응하고, MD가 y축 방향에 대응한다). 또, 연신 조작은 임의의 적절한 장치를 이용하여 행하여질 수 있다.
휘도 향상 필름으로서는, 예를 들면 일본 특허공표 평 9-507308호 공보에 기재된 것이 사용될 수 있다. 휘도 향상 필름은 시판품을 그대로 사용해도 되고, 시판품을 2차 가공(예를 들면, 연신)해서 사용해도 된다. 시판품으로서는, 예를 들면 닛토덴코 가부시키가이샤제의 상품명 APCF, 3M사제의 상품명 DBEF, 3M사제의 상품명 APF를 들 수 있다.
F. 표면 처리층
표면 처리층(50)으로서는 광학 적층체의 용도에 따라서 임의의 적절한 표면 처리층이 형성된다. 표면 처리층의 두께는 2.5㎛ 이하이며, 바람직하게는 2㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 1.5㎛ 이하이다. 또한, 표면 처리층의 두께는, 바람직하게는 0.5㎛ 이상이다. 표면 처리층의 두께를 상기 범위로 함으로써, 이형 가공되었을 경우에도 광학 적층체에의 굽힘 모멘트를 감소시킬 수 있다. 그 때문에, 광학 적층체에 포함되는 휘도 향상 필름에의 굽힘 응력이 완화되어, 광학 적층체의 내크랙성(보다 상세하게는, 휘도 향상 필름의 내크랙성)을 향상할 수 있다.
표면 처리층으로서는, 예를 들면 하드코트층, 반사방지층, 안티글레어층, 방현층 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 표면 처리층은 하드코트층이다. 하드코트층은 경도가 높은 층이기 때문에, 보다 큰 굽힘 응력을 발생할 수 있다. 표면 처리층의 두께가 2.5㎛ 이하임으로써, 표면 처리층을 하드코트층으로 했을 경우에도 광학 적층체의 내크랙성을 향상할 수 있다. 또한, 표면 처리층 자체의 내크랙성도 향상할 수 있다.
하드코트층은, 바람직하게는 임의의 적절한 자외선 경화 수지의 경화층이다. 자외선 경화 수지로서는, 예를 들면 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아미드계 수지, 에폭시계 수지 등을 들 수 있다. 하드코트층은, 필요에 따라서, 임의의 적절한 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 대표예로서는, 무기계 미립자 및/또는 유기계 미립자를 들 수 있다. 미립자를 포함함으로써, 예를 들면 적절한 굴절률을 구비할 수 있다.
하드코트층은, 대표적으로는, 미리, 기재 상에 하드코드 처리를 실시해서 적층체로 한 상태에서 광학 적층체에 제공된다. 기재는 임의의 적절한 수지 필름을 채용할 수 있다. 수지 필름을 구성하는 수지로서는, 대표적으로는 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리카보네이트계 수지, (메타)아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 또, 본 명세서에 있어서 「(메타)아크릴계 수지」란, 아크릴계 수지 및/또는 메타크릴계 수지를 말한다.
G. 그 밖의 층
광학 적층체는 상기 점착제층, 편광자, 접착층, 휘도 향상 필름, 및, 표면 처리층 이외에 임의의 적절한 다른 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 보호층을 들 수 있다. 보호층의 형성 재료로서는, 예를 들면 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지, (메타)아크릴계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이것들의 공중합체 수지 등을 들 수 있다.
보호층의 두께는, 바람직하게는 10㎛∼100㎛이다. 보호 필름은, 대표적으로는 임의의 접착층(구체적으로는, 접착제층, 점착제층)을 개재해서 편광자에 적층된다. 접착제층은, 대표적으로는 PVA계 접착제나 활성화 에너지선 경화형 접착제로 형성된다. 점착제층은, 대표적으로는 아크릴계 점착제로 형성된다.
H. 화상 표시 장치
본 발명의 화상 표시 장치는 상기 광학 적층체를 구비한다. 화상 표시 장치로서는, 예를 들면 액정 표시 장치, 유기 EL 디바이스를 들 수 있다. 화상 표시 장치에 있어서, 상기 광학 적층체는 바람직하게는 백라이트측에 배치된다. 상기와 같이, 본 발명의 광학 적층체는 이형 가공되었을 경우에도 내크랙성이 우수하다. 그 때문에, 자동차의 인스트루먼트 패널 및 스마트워치로 대표되는 이형의 화상 표시부를 갖는 화상 표시 장치에도 적합하게 사용할 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예에 의해서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1] 편광자의 제작
기재로서, 장척상이고, 흡수율 0.75%, Tg 75℃의 비정질의 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트(IPA 공중합 PET) 필름(두께: 100㎛)을 사용했다. 기재의 편면에 코로나 처리를 실시하고, 이 코로나 처리면에 폴리비닐알콜(중합도 4200, 비누화도 99.2몰%) 및 아세토아세틸 변성 PVA(중합도 1200, 아세토아세틸 변성도 4.6%, 비누화도 99.0몰% 이상, 니폰 고세이 카가쿠 고교사제, 상품명 「고세파이머 Z200」)를 9:1의 비로 포함하는 수용액을 25℃에서 도포 및 건조하여, 두께 11㎛의 PVA계 수지층을 형성하고, 적층체를 제작했다.
얻어진 적층체를, 120℃의 오븐 내에서 주속이 다른 롤간에서 세로 방향(길이 방향)으로 2.0배로 자유단 1축 연신했다(공중 보조 연신).
이어서, 적층체를, 액온 30℃의 불용화욕(물 100중량부에 대하여 붕산을 4중량부 배합해서 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(불용화 처리).
이어서, 액온 30℃의 염색욕에, 편광판이 소정의 투과율이 되도록 요오드 농도, 침지 시간을 조정하면서 침지시켰다. 본 실시예에서는, 물 100중량부에 대하여 요오드를 0.2중량부 배합하고, 요오드화칼륨을 1.5중량부 배합해서 얻어진 요오드 수용액에 60초간 침지시켰다(염색 처리).
이어서, 액온 30℃의 가교욕(물 100중량부에 대하여 요오드화칼륨을 3중량부 배합하고, 붕산을 3중량부 배합해서 얻어진 붕산 수용액)에 30초간 침지시켰다(가교 처리).
그 후, 적층체를 액온 70℃의 붕산 수용액(물 100중량부에 대하여 붕산을 4중량부 배합하고, 요오드화칼륨을 5중량부 배합해서 얻어진 수용액)에 침지시키면서, 주속이 다른 롤간에서 세로 방향(길이 방향)으로 총 연신배율이 5.5배가 되도록 1축 연신을 행하였다(수중 연신).
그 후, 적층체를 액온 30℃의 세정욕(물 100중량부에 대하여 요오드화칼륨을 4중량부 배합해서 얻어진 수용액)에 침지시켰다(세정 처리).
계속해서, 상기 적층체의 PVA계 수지층의 표면에, 자외선 경화형 접착제를 경화 후의 접착제층의 두께가 0.5㎛로 되도록 도포하고, 보호 필름(두께 20㎛, TAC필름)을 접합했다. 이어서, 활성 에너지선으로서 자외선을 조사해서 접착제를 경화시켜, 총 두께 25.5㎛의 편광판(편광자(투과율 42.3%, 두께 5㎛)/보호 필름)을 얻었다.
[제조예 2] 접착층 형성 조성물의 조제
교반 날개, 온도계, 질소 가스 도입관, 냉각기를 구비한 4구 플라스크에, 부틸아크릴레이트 91부, N-아크릴로일모르폴린 6부, 아크릴산 2.7부, 2-히드록시부틸아크릴레이트 0.3부, 중합개시제로서 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 0.1중량부, 아세트산 에틸 200중량부를 투입하고, 완만하게 교반하면서 질소 가스를 도입해서 질소 치환했다. 이어서, 플라스크 내의 액온을 55℃ 부근으로 유지하면서 8시간 중합반응을 행하여 아크릴계 폴리머 용액을 조제했다. 아크릴계 폴리머의 중량 평균 분자량은 220만이었다.
[제조예 3] 하드코트층 형성 조성물의 조제
아크릴계 수지 원료(다이니폰잉크사제, 상품명: GRANDIC PC1071)에 레벨링제 0.5중량%를 첨가하고, 또한, 고형분 농도가 50중량%가 되도록 아세트산 에틸로 희석함으로써, 하드코트층 형성용의 도포 용액을 조제했다. 또한, 레벨링제는 디메틸실록산:히드록시프로필실록산:6-이소시아네이트헥실이소시아누르산:지방족 폴리에스테르=6.3:1.0:2.2:1.0의 몰비로 공중합시킨 공중합물이다.
[제조예 4] 점착제 조성물의 조제
교반 날개, 온도계, 질소 가스 도입관, 냉각기를 구비한 4구 플라스크에, 부틸아크릴레이트 100중량부, 아크릴산 5중량부, 2-히드록시부틸아크릴레이트 0.1중량부, 중합개시제로서 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴 0.1중량부, 아세트산 에틸 200중량부를 투입하고, 완만하게 교반하면서 질소 가스를 도입해서 질소 치환했다. 이어서, 플라스크 내의 액온을 55℃ 부근으로 유지해서 8시간 중합반응을 행하여 아크릴계 폴리머 용액을 조제했다. 아크릴계 폴리머의 중량 평균 분자량은 192만이었다. 얻어진 아크릴계 폴리머 용액의 고형분 100부에 대하여, 가교제로서 톨릴렌 디이소시아네이트의 트리메티롤프로판 부가물로 이루어지는 폴리이소시아네이트계 가교제(니폰 폴리우레탄 고교사제, 코로네이트 L) 0.6중량부를 배합하고, 아크릴계 점착제 용액을 조제했다.
[실시예 1]
제조예 4에서 얻어진 점착제 조성물을 두께가 20㎛로 되도록 실리콘 처리를 실시한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(미쓰비시 카가쿠 폴리에스테르 필름사제, 두께: 38㎛)의 편면에 도포하고, 130℃에서 3분간 건조시켜 점착제층을 형성했다. 형성한 점착제층을 제조예 1에서 얻어진 편광판의 편광자측 표면에 전사했다.
휘도 향상 필름(3M사제, 제품명「APF V4」, 두께: 16㎛)에 제조예 3에서 얻어진 하드코트층 형성 조성물을 건조 후의 두께가 0.5㎛로 되도록 도포하여 하드코트층을 형성했다.
점착제층을 형성한 편광판의 보호 필름측 표면과, 하드코트층을 형성한 휘도 향상 필름의 휘도 향상 필름측 표면을 표 1에 기재된 각 두께로 되도록 도포한 제조예 2에서 얻어진 접착층 형성 조성물을 개재해서 접합하고, 적층체를 얻었다.
얻어진 적층체를 엔드밀 가공에 의해, 도 5의 하부(역 U자부)에 나타내는 곡률반경(R1)이 2.5㎜, 길이(W1)가 5㎜, 및, 최대깊이(D)가 6.5㎜인 노치부를 적층체에 형성하여, 이형 가공부를 갖는 광학 적층체를 얻었다. 또한, 편광자의 흡수축이 광학 적층체의 긴변(L)에 평행해지도록 했다.
[실시예 2∼8]
하드코트층의 두께가 표 1에 기재된 두께로 되도록 하드코트층 형성 조성물을 도포한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 이형 가공부를 갖는 광학 적층체를 얻었다.
(비교예 1∼2)
하드코트층의 두께가 표 1에 기재된 두께로 되도록 하드코트층 형성 조성물을 도포한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 이형 가공부를 갖는 광학 적층체를 얻었다.
실시예 1∼8 및 비교예 1∼2에서 얻어진 광학 적층체를 이용하여, 이하의 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(내크랙성 평가)
실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 적층체를 이용하여, 냉열 충격 장치(에스펙 가부시키가이샤제, 제품명: TSA-303EL-W) 내에서 히트사이클 시험을 100회 행하였다. 히트사이클은 -40℃부터 30분간 걸쳐서 85℃까지 승온하고, 고 내가 85℃에 도달한 시점에서 30분간 걸쳐서 -40℃까지 냉각하는 사이클을 1사이클로 했다. 100사이클의 히트사이클 시험 후의 이형 가공부에 있어서의 크랙의 유무를 육안으로 확인하고, 크랙을 확인할 수 있었을 경우에는 크랙의 길이를, 광학현미경을 이용하여 측정했다. 복수의 크랙을 확인할 수 있었을 경우에는, 최대의 크랙의 길이를 크랙 길이로 했다.
각 광학 적층체를 이하의 기준으로 평가했다.
5: 광학 적층체의 어느 층에도 크랙이 없음
4: 광학 적층체 중 어느 하나의 층에 100㎛ 미만의 크랙 있음
3: 광학 적층체 중 어느 하나의 층에 100㎛ 이상 200㎛ 미만의 크랙 있음
2: 광학 적층체 중 어느 하나의 층에 200㎛ 이상 300㎛ 미만의 크랙 있음
1: 광학 적층체 중 어느 하나의 층에 300㎛를 초과하는 크랙 있음
Figure pat00001
실시예 1∼8의 광학 적층체에서는, 100사이클의 히트사이클 시험 후에도 광학 적층체에 크랙이 없는 것이 확인되어 내크랙성이 우수한 것이었다.
본 발명의 광학 적층체는 액정 표시 장치, 유기 EL 디바이스 등의 화상 표시 장치에 적합하게 사용된다. 본 발명의 광학 적층체는 자동차의 인스트루먼트 패널 및 스마트워치로 대표되는 이형의 화상 표시부를 갖는 화상 표시 장치에도 적합하게 사용할 수 있다.
10 : 점착제층
20 : 편광자
30 : 접착층
40 : 휘도 향상 필름
50 : 표면 처리층
100 : 광학 적층체

Claims (5)

  1. 이형 가공부를 갖고,
    점착제층과, 편광자와, 접착층과, 휘도 향상 필름과, 두께가 2.5㎛ 이하인 표면 처리층을 이 순서로 구비하는 광학 적층체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착층의 두께가 20㎛ 이하인 광학 적층체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 표면 처리층이 하드코트층인 광학 적층체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광자의 두께가 30㎛ 이하인 광학 적층체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 포함하는 화상 표시 장치
KR1020200105995A 2019-09-27 2020-08-24 광학 적층체 및 화상 표시 장치 KR20210037527A (ko)

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