KR20220155583A - 광학 적층체, 그리고 그것을 사용한 편광판, 표면판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

광학 적층체, 그리고 그것을 사용한 편광판, 표면판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20220155583A
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아츠시 호리이
도시유키 사카이
세이이치 이소지마
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다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

고온 환경 하에 있어서 시인성의 저하를 억제할 수 있는 광학 적층체를 제공한다. 광학 적층체로서, 상기 광학 적층체는, 플라스틱 필름 상에 금속 산화물을 포함하는 층을 갖고, 상기 플라스틱 필름을 기준으로 하여 상기 금속 산화물을 포함하는 층측에서 측정한, 상기 광학 적층체의 파장 영역 2000nm 이상 22000nm 이하의 광에 대한 방사율이 0.27 이상 0.75 이하인 광학 적층체.

Description

광학 적층체, 그리고 그것을 사용한 편광판, 표면판 및 화상 표시 장치
본 개시는 광학 적층체, 그리고 그것을 사용한 편광판, 표면판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
근년, 액정 표시 장치 및 유기 EL 표시 장치 등의 화상 표시 장치의 용도가 확대되고 있으며, 스마트폰, 카 내비게이션, 텔레비전, 모니터 및 디지털 카메라 등에 이용되고 있다.
화상 표시 장치 중에서, 카 내비게이션은 자동차의 대시보드에 설치되는 경우가 많다. 또한, 스마트폰 등의 휴대형의 화상 표시 장치도 자동차 내에 반입되는 경우가 많다.
한여름의 자동차의 차내는 고온으로 되어, 특히 대시보드의 온도는 80℃ 가깝게 달하는 경우가 있다. 이 때문에, 화상 표시 장치는 차내에서 장시간 고온에 노출되는 경우가 있고, 이러한 경우에 화상 표시 장치의 여러 성능의 저하가 우려된다.
자동차의 차내의 온도 상승을 억제하기 위한 수단으로서, 열선 차폐 구조를 포함하는 접합 유리가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1).
국제 공개 번호 WO2019/167897
자동차의 창 유리를 특허문헌 1의 접합 유리로 하면, 자동차의 차내의 온도 상승을 어느 정도는 억제할 수 있다. 그러나, 온도 상승을 억제하는 대책이 이루어져 있지 않은 자동차에 있어서는, 화상 표시 장치는 고온에 노출되어 버린다.
이 때문에, 화상 표시 장치의 보호 유리를 특허문헌 1과 같은 접합 유리로 하는 것이 고려된다.
그러나, 화상 표시 장치의 보호 유리를 특허문헌 1과 같은 접합 유리로 한 것을 고온 환경 하에 노출시킨 경우, 화상 표시 장치의 시인성이 저하되는 문제가 빈발하였다. 또한, 화상 표시 장치의 보호 유리를 특허문헌 1과 같은 접합 유리로 한 경우, 두께가 두꺼워진다고 하는 문제도 있다.
본 개시는, 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 고온 환경 하에 있어서 시인성의 저하를 억제할 수 있는, 광학 적층체, 그리고 그것을 사용한 편광판, 표면판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는, 이하의 [1] 내지 [4]를 제공한다.
[1] 광학 적층체로서, 상기 광학 적층체는, 플라스틱 필름 상에 금속 산화물을 포함하는 층을 갖고, 상기 플라스틱 필름을 기준으로 하여 상기 금속 산화물을 포함하는 층측에서 측정한, 상기 광학 적층체의 파장 영역 2000nm 이상 22000nm 이하의 광에 대한 방사율이 0.27 이상 0.75 이하인, 광학 적층체.
[2] 편광자와, 상기 편광자의 한쪽의 측에 배치되어 이루어지는 제1 투명 보호판과, 상기 편광자의 다른 쪽의 측에 배치되어 이루어지는 제2 투명 보호판을 갖는 편광판으로서, 상기 제1 투명 보호판 및 상기 제2 투명 보호판 중 적어도 한쪽이, 상기 [1]에 기재된 광학 적층체인, 편광판.
[3] 수지판 또는 유리판 상에, 상기 [1]에 기재된 광학 적층체를 접합한, 화상 표시 장치용의 표면판.
[4] 표시 소자의 광 출사면측에, 상기 [1]에 기재된 광학 적층체를 갖는, 화상 표시 장치.
본 개시에 따르면, 고온 환경 하에 있어서 시인성의 저하를 억제할 수 있는, 광학 적층체, 그리고 그것을 사용한 편광판, 표면판 및 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 광학 적층체의 일 실시 형태를 도시하는 개략 단면도이다.
이하, 본 개시의 광학 적층체, 그리고 그것을 사용한 편광판, 표면판 및 화상 표시 장치의 실시 형태를 설명한다.
[광학 적층체]
본 개시의 광학 적층체는, 플라스틱 필름 상에 금속 산화물을 포함하는 층을 갖고, 상기 플라스틱 필름을 기준으로 하여 상기 금속 산화물을 포함하는 층측에서 측정한, 상기 광학 적층체의 파장 영역 2000nm 이상 22000nm 이하의 광에 대한 방사율이 0.27 이상 0.75 이하인 것이다.
본 명세서에 있어서, 플라스틱 필름을 기준으로 하여 상기 금속 산화물을 포함하는 층측에서 측정한, 상기 광학 적층체의 파장 영역 2000nm 이상 22000nm 이하의 광에 대한 방사율을, "방사율 α"라고 칭하는 경우가 있다.
방사율이란, 물체가 열방사로 방출하는 광의 에너지를, 동일 온도의 흑체가 방출하는 광의 에너지를 1로 하였을 때의 비로 나타낸 값을 의미한다.
도 1은, 본 개시의 광학 적층체의 일 실시 형태를 도시하는 개략 단면도이다.
도 1의 광학 적층체(100)는, 플라스틱 필름(10) 상에 금속 산화물을 포함하는 층(30)을 갖고 있다. 또한, 도 1의 광학 적층체(100)는, 플라스틱 필름(10)과 금속 산화물을 포함하는 층(30) 사이에 기능층 α(20)를 갖고 있다. 도 1의 기능층 α(20)는 하드코트층(21)의 단층이다. 또한, 도 1의 광학 적층체(100)는, 금속 산화물을 포함하는 층(30)을 기준으로 하여 플라스틱 필름(10)과는 반대측에 기능층 β(40)를 갖고 있다. 도 1의 기능층 β(40)는 저굴절률층(41)의 단층이다.
<플라스틱 필름>
플라스틱 필름은, 후술하는 금속 산화물을 포함하는 층 및 기능층의 지지체로 되는 것이다.
또한, 플라스틱 필름 이외의 지지체로서는 유리가 있다. 유리는, 그 자체는 내열성이 우수하지만, 두께가 두껍기 때문에, 열이 축적되기 쉽다. 유리의 두께는, 통상 0.5mm 이상이다. 이 때문에, 지지체로서 유리를 사용한 경우, 고온 환경 하에 있어서 광학 적층체가 고온으로 되기 쉽고, 금속 산화물을 포함하는 층 및 기능층 등의 광학 적층체를 구성하는 층, 또는 표시 소자 등의 화상 표시 장치의 구성 부재가 고온의 영향을 받아, 시인성이 저하되기 쉽다고 하는 문제가 있다.
플라스틱 필름으로서는, 폴리에스테르, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리메타크릴산메틸, 폴리카르보네이트, 폴리우레탄 및 비정질 올레핀(Cyclo-Olefin-Polymer: COP) 등으로부터 선택되는 1종 이상으로 형성된 것을 들 수 있다. 플라스틱 필름은, 2종 이상의 수지를 공압출한 것이어도 되고, 2매 이상의 플라스틱 필름을 접합한 것이어도 된다.
이들 플라스틱 필름 중에서도, 연신 가공, 특히 2축 연신 가공된 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르는, 기계적 강도 및 치수 안정성이 우수한 점에서 바람직하다. 또한, 폴리이미드는, 내굴곡성이 양호하며, 폴더블 타입의 화상 표시 장치, 롤러블 타입의 화상 표시 장치에 적용하기 쉬운 점에서 바람직하다. 또한, 폴리카르보네이트와 폴리메타크릴산메틸을 공압출한 플라스틱 필름은, 성형성이 양호한 점에서 바람직하다.
또한, 광학 적층체의 기재로서, 플라스틱 필름 대신에, 두께 5㎛ 이상 200㎛ 이하의 박막의 유리 필름을 사용할 수 있다. 박막의 유리 필름은, 예를 들어 근년 폴더블 타입의 화상 표시용으로서 착안되고 있다. 또한, 박막의 유리 필름을 사용한 경우, 광학 적층체의 평활성이 향상되기 때문에, 방사율이 낮아지고 열의 침입을 억제하는 것을 기대할 수 있고, 나아가 광학 특성의 향상을 기대할 수 있다.
또한, 플라스틱 필름 중에서도, 리타데이션값 3000nm 이상 30000nm 이하의 플라스틱 필름 또는 1/4 파장 위상차의 플라스틱 필름은, 편광 선글래스를 통하여 화상을 관찰한 경우에, 표시 화면에 색이 다른 불균일이 관찰되는 것을 방지할 수 있는 점에서 적합하다.
플라스틱 필름은, 그 표면에 코로나 방전 처리, 프라이머 처리, 하지 처리 등의 공지된 접착 용이화 처리를 행한 것이어도 된다.
플라스틱 필름의 두께는, 취급성을 위해, 및 열에 의한 변형을 억제하기 위해, 5㎛ 이상인 것이 바람직하고, 10㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 25㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 플라스틱 필름의 두께가 지나치게 두꺼우면, 플라스틱 필름에 열이 축적되어, 시인성에 악영향을 주는 경우가 있다. 또한, 플라스틱 필름에 열이 축적된 경우, 광학 적층체를 고온 환경 하로부터 상온 환경 하로 이동해도, 온도가 식기 어렵기 때문에, 시인성의 저하가 장시간 계속되는 경우가 있다. 이 때문에, 플라스틱 필름의 두께는 350㎛ 이하인 것이 바람직하고, 150㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 90㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 70㎛ 이하인 것이 보다 더 바람직하다.
플라스틱 필름의 두께의 적합한 범위로서는, 5㎛ 이상 350㎛ 이하, 5㎛ 이상 150㎛ 이하, 5㎛ 이상 90㎛ 이하, 5㎛ 이상 70㎛ 이하, 10㎛ 이상 350㎛ 이하, 10㎛ 이상 150㎛ 이하, 10㎛ 이상 90㎛ 이하, 10㎛ 이상 70㎛ 이하, 25㎛ 이상 350㎛ 이하, 25㎛ 이상 150㎛ 이하, 25㎛ 이상 90㎛ 이하, 25㎛ 이상 70㎛ 이하를 들 수 있다.
플라스틱 필름, 금속 산화물을 포함하는 층 및 기능층 등의 광학 적층체를 구성하는 각 층의 두께는, 예를 들어 주사 전자 현미경(SEM) 또는 주사형 투과 전자 현미경(STEM)에 의한 광학 적층체의 단면 사진의 임의의 개소를 20점 선택하여, 그 평균값에 의해 산출할 수 있다. 단, 20개소는, 장소가 치우치지 않도록 선택하는 것으로 한다.
STEM의 가속 전압 및 배율은, 측정 대상의 층에 따라 설정하면 된다.
<금속 산화물을 포함하는 층>
금속 산화물을 포함하는 층은, 광학 적층체의 방사율 α를 후술하는 범위로 하기 위한 중핵을 담당하는 층이다.
금속 산화물로서는, 산화인듐주석(ITO); 삼산화안티몬, 주석 도프 산화안티몬(ATO), 오산화안티몬 등의 산화안티몬; 산화주석; 알루미늄 도프 산화아연, 갈륨 도프 산화아연 등의 산화아연; 산화티타늄; 등을 들 수 있으며, 이들 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 금속 산화물 중에서도, ITO는, 광학 적층체의 방사율 α를 후술하는 범위로 하기 쉬운 점에서 바람직하다. 또한, ITO는, 금속 산화물을 포함하는 층의 굴절률을 높일 수 있기 때문에, 임의로 형성하는 저굴절률층과의 조합에 의해, 광학 적층체의 가시광 영역의 반사율을 낮추기 쉬운 점에서 바람직하다. 또한, ITO는, 투명성이 양호함과 함께, 도전성이 높기 때문에, 광학 적층체의 대전 방지성을 양호하게 하기 쉬운 점에서 바람직하다.
히트 싱크 등의 방열재로서 범용적으로 사용되고 있는, 질화알루미늄 및 질화붕소 등의 금속 질화물 등의 방열 재료는, 방사율을 0.75 이하로 하는 것이 곤란하다.
또한, 특허문헌 1에서 예시되어 있는 Au, Ag, Cu 및 Al 등의 금속은, 방사율을 0.27 이상으로 하기 어려워, 투명성의 저하가 우려되는 것이다. 또한, 상기 금속은, 굴절률이 낮아, 금속 산화물을 포함하는 층의 굴절률을 후술하는 범위로 하는 것이 곤란하다. 또한, 상기 금속은, 정반사가 지나치게 강하기 때문에, 배경이 투영되어 시인성이 저하되어 버린다. 또한, Ag의 증착막은 마이그레이션의 문제가 있다.
금속 산화물을 포함하는 층의 실시 형태로서는, 예를 들어 하기 (1) 및 (2)를 들 수 있다.
(1) 금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층
(2) 스퍼터링 등의 물리 기상 성장법, 화학 기상 성장법 등에 의해 금속 산화물을 성막한 금속 산화물막
상기 (1)은, 상기 (2)보다 내굴곡성이 양호하며, 폴더블 타입의 화상 표시 장치, 롤러블 타입의 화상 표시 장치에 적용하기 쉬운 점에서 바람직하다.
<<(1) 금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층>>
-금속 산화물 입자-
금속 산화물 입자로서는, 산화인듐주석(ITO) 입자; 삼산화안티몬, 주석 도프 산화안티몬(ATO), 오산화안티몬 등의 산화안티몬 입자; 산화주석 입자; 알루미늄 도프 산화아연, 갈륨 도프 산화아연 등의 산화아연 입자; 산화티타늄 입자; 등을 들 수 있으며, 이들 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, ITO 입자를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
금속 산화물 입자의 평균 입자경은, 2nm 이상 200nm 이하가 바람직하고, 7nm 이상 100nm 이하가 보다 바람직하고, 8nm 이상 80nm 이하가 더욱 바람직하고, 10nm 이상 50nm 이하가 보다 더 바람직하다.
금속 산화물 입자의 평균 입자경의 바람직한 범위로서는, 2nm 이상 200nm 이하, 2nm 이상 100nm 이하, 2nm 이상 80nm 이하, 2nm 이상 50nm 이하, 7nm 이상 200nm 이하, 7nm 이상 100nm 이하, 7nm 이상 80nm 이하, 7nm 이상 50nm 이하, 8nm 이상 200nm 이하, 8nm 이상 100nm 이하, 8nm 이상 80nm 이하, 8nm 이상 50nm 이하, 10nm 이상 200nm 이하, 10nm 이상 100nm 이하, 10nm 이상 80nm 이하, 10nm 이상 50nm 이하를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 각종 입자의 평균 입자경은, 예를 들어 이하의 (1) 내지 (3)의 작업에 의해 산출할 수 있다.
(1) 광학 적층체의 단면을 STEM으로 촬상한다. STEM의 가속 전압은 10kv 이상 30kV 이하, 배율은 5만배 이상 30만배 이하로 하는 것이 바람직하다.
(2) 관찰 화상으로부터 임의의 10개의 입자를 추출한 후, 개개의 입자의 입자경을 산출한다. 입자경은, 입자의 단면을 임의의 평행인 2개의 직선 사이에 끼웠을 때, 상기 2개의 직선간 거리가 최대로 되는 2개의 직선의 조합에 있어서의 직선간 거리로서 측정된다.
(3) 동일한 샘플의 다른 화면의 관찰 화상에 있어서 마찬가지의 작업을 5회 행한 후, 합계 50개분의 수 평균으로부터 얻어지는 값을 입자의 평균 입자경으로 한다.
금속 산화물 입자의 함유량은, 바인더 수지 100질량부에 대하여 150질량부 이상인 것이 바람직하고, 250질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 400질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 금속 산화물 입자의 함유량을 150질량부 이상으로 함으로써, 광학 적층체의 방사율 α를 0.75 이하로 쉽게 할 수 있다. 또한, ITO 등의 고굴절률의 금속 산화물 입자의 함유량을 150질량부 이상으로 함으로써, 금속 산화물을 포함하는 층의 굴절률을 높이고, 임의로 형성하는 저굴절률층과의 조합에 의해, 광학 적층체의 가시광 영역의 반사율을 낮게 할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 금속 산화물 입자의 함유량은, 바인더 수지 100질량부에 대하여 2000질량부 이하인 것이 바람직하고, 1500질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 1200질량부 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1000질량부 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 금속 산화물 입자의 함유량을 2000질량부 이하로 함으로써, 금속 산화물을 포함하는 층의 도막 강도의 저하를 쉽게 억제할 수 있다. 또한, 광학 적층체의 방사율 α가 지나치게 낮아지면, 화상 표시 장치의 내부에서 생긴 열이 외부로 방출되기 어려워진다. 광학 적층체의 방사율 α를 지나치게 낮게 하지 않기 위해, 금속 산화물 입자의 함유량을 2000질량부 이하로 하는 것이 바람직하다.
바인더 수지 100질량부에 대한 금속 산화물 입자의 함유량의 바람직한 범위로서는, 150질량부 이상 2000질량부 이하, 150질량부 이상 1500질량부 이하, 150질량부 이상 1200질량부 이하, 150질량부 이상 1000질량부 이하, 250질량부 이상 2000질량부 이하, 250질량부 이상 1500질량부 이하, 250질량부 이상 1200질량부 이하, 250질량부 이상 1000질량부 이하, 400질량부 이상 2000질량부 이하, 400질량부 이상 1500질량부 이하, 400질량부 이상 1200질량부 이하, 400질량부 이상 1000질량부 이하를 들 수 있다.
-실란 커플링제-
금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층은, 실란 커플링제를 포함하는 것이 바람직하다. 실란 커플링제는, 금속 산화물 입자의 표면 처리제로서의 실란 커플링제여도 되고, 바인더 수지로서의 실란 커플링제여도 된다.
금속 산화물 입자에 실란 커플링제에 의한 표면 처리를 실시함으로써, 금속 산화물 입자와 바인더 수지의 친화성이 향상되어, 금속 산화물 입자의 분산이 균일해지기 쉽다.
또한, 바인더 수지로서의 실란 커플링제를 포함하는 경우에 있어서도, 금속 산화물 입자의 분산이 균일해지기 쉬운 점에서 바람직하다.
실란 커플링제로서는, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 트리스-(트리메톡시실릴프로필)이소시아누레이트, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 데실트리메톡시실란, 1,6-비스(트리메톡시실릴)헥산, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란 및 비닐트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 특히, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
-바인더 수지-
바인더 수지는, 경화성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 것이 바람직하다. 경화성 수지 조성물의 경화물은, 열경화성 수지 조성물의 경화물 및 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물을 들 수 있으며, 기계적 강도를 보다 좋게 하기 위해, 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물이 바람직하다.
금속 산화물 입자를 포함하는 층의 전체 바인더 수지에 대한 경화성 수지 조성물의 경화물의 비율은 50질량％ 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 70질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 100질량％이다.
열경화성 수지 조성물은, 적어도 열경화성 수지를 포함하는 조성물이며, 가열에 의해 경화하는 수지 조성물이다.
열경화성 수지로서는, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 요소 멜라민 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 열경화성 수지 조성물에는, 이들 경화성 수지에, 필요에 따라 경화제가 첨가된다.
전리 방사선 경화성 수지 조성물은, 전리 방사선 경화성 관능기를 갖는 화합물을 포함하는 조성물이다. 본 명세서에 있어서, "전리 방사선 경화성 관능기를 갖는 화합물"을, "전리 방사선 경화성 화합물"이라고 칭하는 경우가 있다. 전리 방사선 경화성 관능기로서는, (메트)아크릴로일기, 비닐기, 알릴기 등의 에틸렌성 불포화 결합기, 및 에폭시기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 전리 방사선 경화성 화합물로서는, 에틸렌성 불포화 결합기를 갖는 화합물이 바람직하고, 에틸렌성 불포화 결합기를 2개 이상 갖는 화합물이 보다 바람직하며, 그 중에서도 에틸렌성 불포화 결합기를 2개 이상 갖는 (메트)아크릴레이트계 화합물이 더욱 바람직하다. 에틸렌성 불포화 결합기를 2개 이상 갖는 (메트)아크릴레이트계 화합물로서는, 모노머 및 올리고머 중 어느 것이나 사용할 수 있다.
또한, 전리 방사선이란, 전자파 또는 하전 입자선 중, 분자를 중합 혹은 가교할 수 있는 에너지 양자를 갖는 것을 의미하며, 통상, 자외선 또는 전자선이 사용되지만, 그 밖에 X선, γ선 등의 전자파, α선, 이온선 등의 하전 입자선도 사용 가능하다.
본 명세서에 있어서, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미하고, (메트)아크릴산이란, 아크릴산 또는 메타크릴산을 의미하고, (메트)아크릴로일기란, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 의미한다.
-광중합 개시제, 광중합 촉진제-
전리 방사선 경화성 화합물이 자외선 경화성 화합물인 경우에는, 전리 방사선 경화성 조성물은, 광중합 개시제 및 광중합 촉진제 등의 첨가제를 포함하는 것이 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 아세토페논, 벤조페논, α-히드록시알킬페논, 미힐러 케톤, 벤조인, 벤질디메틸케탈, 벤조일벤조에이트, α-아실옥심에스테르, 티오크산톤류 등으로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.
또한, 광중합 촉진제는, 경화 시의 공기에 의한 중합 저해를 경감함으로써, 경화 속도를 빠르게 할 수 있는 것이며, 예를 들어 p-디메틸아미노벤조산이소아밀에스테르, p-디메틸아미노벤조산에틸에스테르 등으로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.
-굴절률, 막 두께-
금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층은, 굴절률이 1.53 이상 2.30 이하가 바람직하고, 1.57 이상 2.00 이하가 보다 바람직하고, 1.60 이상 1.80 이하가 보다 더 바람직하고, 1.65 이상 1.75 이하가 보다 더 바람직하다. 금속 산화물을 포함하는 층의 굴절률을 상기 범위로 함으로써, 임의로 형성하는 저굴절률층과의 조합에 의해, 광학 적층체의 가시광 영역의 반사율을 쉽게 낮출 수 있다.
금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 굴절률의 바람직한 범위로서는, 1.53 이상 2.30 이하, 1.53 이상 2.00 이하, 1.53 이상 1.80 이하, 1.53 이상 1.75 이하, 1.57 이상 2.30 이하, 1.57 이상 2.00 이하, 1.57 이상 1.80 이하, 1.57 이상 1.75 이하, 1.60 이상 2.30 이하, 1.60 이상 2.00 이하, 1.60 이상 1.80 이하, 1.60 이상 1.75 이하, 1.65 이상 2.30 이하, 1.65 이상 2.00 이하, 1.65 이상 1.80 이하, 1.65 이상 1.75 이하를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 각 층의 굴절률은, 파장 550nm에 있어서의 굴절률을 의미한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 각 층의 굴절률은, 예를 들어 분광 광도계에 의해 측정한 반사 스펙트럼과, 프레넬 계수를 사용한 다층 박막의 광학 모델로부터 산출한 반사 스펙트럼의 피팅에 의해 산출할 수 있다.
금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 두께는, 방사율 α를 0.75 이하로 쉽게 하기 위해, 100nm 이상인 것이 바람직하고, 200nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 500nm 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 두께를 두껍게 함에 따른 방사율 α의 저하에는 한계가 있다. 또한, 금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 두께가 지나치게 두꺼우면 투명성이 저하되는 경향이 있다. 박막화를 위해, 금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 두께는, 5.0㎛ 이하인 것이 바람직하고, 2.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 두께의 바람직한 범위로서는, 100nm 이상 5.0㎛ 이하, 100nm 이상 2.0㎛ 이하, 100nm 이상 1.5㎛ 이하, 200nm 이상 5.0㎛ 이하, 200nm 이상 2.0㎛ 이하, 200nm 이상 1.5㎛ 이하, 500nm 이상 5.0㎛ 이하, 500nm 이상 2.0㎛ 이하, 500nm 이상 1.5㎛ 이하를 들 수 있다.
또한, 임의로 형성하는 저굴절률층과의 조합에 의한 간섭파의 제거에 의해, 가시광 영역의 반사율을 낮추기 위해, 금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 두께는, 금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 굴절률인 no를 고려하여 조정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 두께는, 「550nm/2n0」의 정수배에 가까운 두께로 조정하는 것이 바람직하다. 가시광 영역의 반사율을 낮추는 것을 고려한 금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 두께의 범위는, 전술한 바와 같이, 굴절률의 범위에 따라 다르기 때문에 일률적으로 말할 수는 없지만, 120nm 이상 750nm 이하인 것이 바람직하고, 130nm 이상 500nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 140nm 이상 400nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
가시광 영역의 반사율을 낮추기 위한, 금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층의 두께의 바람직한 범위로서는, 120nm 이상 750nm 이하, 120nm 이상 500nm 이하, 120nm 이상 400nm 이하, 130nm 이상 750nm 이하, 130nm 이상 500nm 이하, 130nm 이상 400nm 이하, 140nm 이상 750nm 이하, 140nm 이상 500nm 이하, 140nm 이상 400nm 이하를 들 수 있다.
금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층은, 본 개시의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 레벨링제, 분산제, 염료, 자외선 흡수제, 광안정제 및 산화 방지제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 된다.
금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층은, 예를 들어 상기 층을 구성하는 성분을 분산 내지는 용해한 도포액을, 플라스틱 필름 상 등에 도포, 건조한 후, 필요에 따라 전리 방사선 조사함으로써 형성할 수 있다.
금속 산화물 입자 및 바인더 수지를 포함하는 층은, 상기와 같이 층을 형성한 후, 가열 처리하는 것이 바람직하다. 가열 처리에 의해, 방사율 α를 쉽게 낮출 수 있다.
가열 처리의 온도는, 하한은 90℃ 이상이 바람직하고, 95℃ 이상이 보다 바람직하고, 100℃ 이상이 더욱 바람직하며, 상한은 170℃ 이하가 바람직하고, 160℃ 이하가 보다 바람직하고, 150℃ 이하가 더욱 바람직하다.
가열 처리의 온도는, 하한은 30분 이상이 바람직하고, 45분 이상이 보다 바람직하고, 50분 이상이 더욱 바람직하며, 상한은 200분 이하가 바람직하고, 120분 이하가 보다 바람직하고, 80분 이하가 더욱 바람직하다.
<<(2) 금속 산화물막>>
금속 산화물막은, 예를 들어 스퍼터링 등의 물리 기상 성장법, 화학 기상 성장법 등에 의해, 금속 산화물을 성막한 것이다. 금속 산화물막 중에서도, 방사율을 낮추기 쉬운 산화인듐주석막이 바람직하다.
금속 산화물막은, 광학 적층체의 방사율 α를 0.27 이상으로 쉽게 하기 위해, 아몰퍼스인 것이 바람직하다. 즉, 금속 산화물막은, 어닐링 처리 등의 가열에 의한 결정화 처리가 되어 있지 않은 것이 바람직하다. 또한, 아몰퍼스의 금속 산화물막은, 내굴곡성이 양호하며, 폴더블 타입의 화상 표시 장치, 롤러블 타입의 화상 표시 장치에 적용하기 쉬운 점에서 바람직하다
이상의 점에서, 금속 산화물막은 산화물 인듐주석의 아몰퍼스막이 바람직하다.
-굴절률, 막 두께-
금속 산화물막은, 굴절률이 2.0 이상 2.5 이하가 바람직하고, 2.1 이상 2.2 이하가 보다 바람직하다. 금속 산화물막의 굴절률을 상기 범위로 함으로써, 임의로 형성하는 저굴절률층과의 조합에 의해, 광학 적층체의 가시광 영역의 반사율을 쉽게 낮출 수 있다.
금속 산화물막의 굴절률의 바람직한 범위로서는, 상기 범위 외에, 2.0 이상 2.2 이하, 2.1 이상 2.5 이하를 들 수 있다.
금속 산화물막의 두께는, 방사율 α를 0.75 이하로 쉽게 하기 위해, 10nm 이상인 것이 바람직하고, 20nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 30nm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 방사율이 낮은 층이 외부로 방사열을 되돌리는 정도는, 두께가 늘어남으로써 증가하는 경향이 있다. 이 때문에, 광학 적층체의 온도 상승 억제를 위해, 금속 산화물막의 두께는 100nm 이상인 것이 바람직하다.
또한, 금속 산화물막의 두께가 지나치게 두꺼우면 투명성이 저하되는 경향이 있다. 박막화를 위해, 금속 산화물막의 두께는, 1000nm 이하인 것이 바람직하고, 500nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 300nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
금속 산화물막의 두께의 바람직한 범위로서는, 10nm 이상 1000nm 이하, 10nm 이상 500nm 이하, 10nm 이상 300nm 이하, 20nm 이상 1000nm 이하, 20nm 이상 500nm 이하, 20nm 이상 300nm 이하, 30nm 이상 1000nm 이하, 30nm 이상 500nm 이하, 30nm 이상 300nm 이하를 들 수 있다.
내굴곡성이 양호하며, 폴더블 타입의 화상 표시 장치 및 롤러블 타입의 화상 표시 장치에 쉽게 적용시키기 위해서는, 금속 산화물막의 두께는 30nm 이상 250nm 이하가 바람직하고, 30nm 이상 150nm 이하가 보다 바람직하다.
또한, 임의로 형성하는 저굴절률층과의 조합에 의해, 가시광 영역의 반사율을 낮추기 위해, 금속 산화물막의 두께는, 100nm 이상 200nm 이하인 것이 바람직하고, 100nm 이상 170nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 100nm 이상 140nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
<기능층 α>
광학 적층체는, 플라스틱 필름과 금속 산화물을 포함하는 층 사이에, 하나 이상의 기능층 α를 가져도 된다.
기능층 α로서는, 하드코트층, 고굴절률층, 중굴절률층, 저굴절률층, 방현층, 대전 방지층, 원편광층 등을 들 수 있으며, 하드코트층의 단층이 바람직하다.
<<하드코트층>>
광학 적층체는, 내찰상성 및 연필 경도를 높이기 위해, 기능층 α로서, 하드코트층을 갖는 것이 바람직하다.
하드코트층은 수지 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 하드코트층의 수지 성분은, 경화성 수지 조성물의 경화물을 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 주성분이란, 하드코트층의 전체 수지의 50질량％ 이상을 의미하며, 바람직하게는 70질량％ 이상, 보다 바람직하게는 90질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 100질량％이다.
경화성 수지 조성물의 경화물은, 열경화성 수지 조성물의 경화물 및 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물을 들 수 있으며, 기계적 강도를 보다 좋게 하기 위해, 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화물이 바람직하다.
하드코트층의 경화성 수지 조성물로서는, 금속 산화물을 포함하는 층에서 예시한 경화성 수지 조성물을 들 수 있다.
하드코트층은, 필요에 따라 자외선 흡수제, 광안정제, 산화 방지제 및 굴절률 조정제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 된다.
하드코트층의 두께는, 내찰상성을 쉽게 양호하게 하기 위해, 0.1㎛ 이상이 바람직하고, 0.5㎛ 이상이 보다 바람직하고, 1.0㎛ 이상이 보다 더 바람직하고, 2.0㎛ 이상이 보다 더 바람직하다. 또한, 하드코트층의 두께는, 열이 축적되는 것을 억제하기 위해, 및 컬 억제를 위해, 100㎛ 이하가 바람직하고, 50㎛ 이하가 보다 바람직하고, 30㎛ 이하가 보다 더 바람직하고, 20㎛ 이하가 보다 더 바람직하고, 15㎛ 이하가 보다 더 바람직하고, 10㎛ 이하가 보다 더 바람직하다.
하드코트층의 두께의 바람직한 범위로서는, 0.1㎛ 이상 100㎛ 이하, 0.1㎛ 이상 50㎛ 이하, 0.1㎛ 이상 30㎛ 이하, 0.1㎛ 이상 20㎛ 이하, 0.1㎛ 이상 15㎛ 이하, 0.1㎛ 이상 10㎛ 이하, 0.5㎛ 이상 100㎛ 이하, 0.5㎛ 이상 50㎛ 이하, 0.5㎛ 이상 30㎛ 이하, 0.5㎛ 이상 20㎛ 이하, 0.5㎛ 이상 15㎛ 이하, 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하, 1.0㎛ 이상 100㎛ 이하, 1.0㎛ 이상 50㎛ 이하, 1.0㎛ 이상 30㎛ 이하, 1.0㎛ 이상 20㎛ 이하, 1.0㎛ 이상 15㎛ 이하, 1.0㎛ 이상 10㎛ 이하, 2.0㎛ 이상 100㎛ 이하, 2.0㎛ 이상 50㎛ 이하, 2.0㎛ 이상 30㎛ 이하, 2.0㎛ 이상 20㎛ 이하, 2.0㎛ 이상 15㎛ 이하, 2.0㎛ 이상 10㎛ 이하를 들 수 있다.
<기능층 β>
광학 적층체는, 금속 산화물을 포함하는 층의 플라스틱 필름과는 반대측에 하나 이상의 기능층 β를 가져도 된다.
기능층 β로서는, 저굴절률층, 고굴절률층, 방현층, 방오층 및 원편광층 등을 들 수 있다. 기능층은, 전술한 기능을 겸용하는 것이어도 된다. 예를 들어, 저굴절률층은 방오성 또는 방현성을 구비하는 것이어도 된다.
하나 이상의 기능층 β의 총 두께는 1000nm 이하인 것이 바람직하고, 500nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 350nm 이하인 것이 보다 더 바람직하고, 200nm 이하인 것이 보다 더 바람직하고, 150nm 이하인 것이 보다 더 바람직하다.
금속 산화물을 포함하는 층을 기준으로 하여 플라스틱 필름과는 반대측에 위치하는 층은, 화상 표시 장치의 외부의 방사열, 및 화상 표시 장치의 내부로부터 생겨 금속 산화물을 포함하는 층을 투과한 방사열에 의해 온도가 상승한다. 이 때문에, 하나 이상의 기능층 β의 총 두께가 두꺼울수록, 하나 이상의 기능층 β에 열이 쉽게 축적되는 경향이 있다. 이 때문에, 하나 이상의 기능층 β의 총 두께를 350nm 이하로 함으로써, 광학 적층체가 고온으로 되는 것을 쉽게 억제할 수 있다. 또한, 하나 이상의 기능층 β의 총 두께를 350nm 이하로 함으로써, 방사율 α를 쉽게 낮출 수 있다.
또한, 하나 이상의 기능층 β의 총 두께가 얇은 것이 바람직한 것을 고려하면, 기능층 β는 단층인 것이 바람직하고, 저굴절률층의 단층인 것이 보다 바람직하다.
<<저굴절률층>>
저굴절률층은, 금속 산화물을 포함하는 층을 기준으로 하여, 플라스틱 필름과는 반대측의 최표면에 위치하는 것이 바람직하다.
저굴절률층의 굴절률은, 1.10 이상 1.48 이하가 바람직하고, 1.20 이상 1.45 이하가 보다 바람직하고, 1.26 이상 1.40 이하가 보다 더 바람직하고, 1.28 이상 1.38 이하가 보다 더 바람직하고, 1.30 이상 1.32 이하가 보다 더 바람직하다.
저굴절률층의 굴절률의 바람직한 범위로서는, 1.10 이상 1.48 이하, 1.10 이상 1.45 이하, 1.10 이상 1.40 이하, 1.10 이상 1.38 이하, 1.10 이상 1.32 이하, 1.20 이상 1.48 이하, 1.20 이상 1.45 이하, 1.20 이상 1.40 이하, 1.20 이상 1.38 이하, 1.20 이상 1.32 이하, 1.26 이상 1.48 이하, 1.26 이상 1.45 이하, 1.26 이상 1.40 이하, 1.26 이상 1.38 이하, 1.26 이상 1.32 이하, 1.28 이상 1.48 이하, 1.28 이상 1.45 이하, 1.28 이상 1.40 이하, 1.28 이상 1.38 이하, 1.28 이상 1.32 이하, 1.30 이상 1.48 이하, 1.30 이상 1.45 이하, 1.30 이상 1.40 이하, 1.30 이상 1.38 이하, 1.30 이상 1.32 이하를 들 수 있다.
저굴절률층의 두께는, 80nm 이상 150nm 이하가 바람직하고, 85nm 이상 110nm 이하가 보다 바람직하고, 90nm 이상 105nm 이하가 보다 더 바람직하다. 또한, 저굴절률층의 두께는, 중공 입자 등의 저굴절률 입자의 평균 입자경보다 큰 것이 바람직하다.
저굴절률층의 두께의 바람직한 범위로서는, 80nm 이상 150nm 이하, 80nm 이상 110nm 이하, 80nm 이상 105nm 이하, 85nm 이상 150nm 이하, 85nm 이상 110nm 이하, 85nm 이상 105nm 이하, 90nm 이상 150nm 이하, 90nm 이상 110nm 이하, 90nm 이상 105nm 이하를 들 수 있다. 저굴절률층의 두께는, 상기 바람직한 범위를 충족하며, 또한 저굴절률층의 두께가 중공 입자 등의 저굴절률 입자의 평균 입자경보다 큰 것이 보다 바람직하다.
저굴절률층을 형성하는 방법으로서는, 웨트법과 드라이법으로 대별할 수 있다. 웨트법으로서는, 금속 알콕시드 등을 사용하여 졸겔법에 의해 형성하는 방법, 불소 수지와 같은 저굴절률의 수지를 도공하여 형성하는 방법, 수지 조성물에 저굴절률 입자를 함유시킨 저굴절률층 형성용 도포액을 도공하여 형성하는 방법을 들 수 있다. 드라이법으로서는, 저굴절률 입자 중에서 원하는 굴절률을 갖는 입자를 선택하여, 물리 기상 성장법 또는 화학 기상 성장법에 의해 형성하는 방법을 들 수 있다.
웨트법은, 생산 효율, 경사 반사 색상의 억제 및 내약품성의 점에서, 드라이법보다 우수하다. 본 실시 형태에 있어서는, 웨트법 중에서도, 밀착성, 내수성, 내찰상성 및 저굴절률화를 위해, 바인더 수지 조성물에 저굴절률 입자를 함유시킨 저굴절률층 형성용 도포액에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 환언하면, 저굴절률층은, 바인더 수지 및 저굴절률 입자를 포함하는 것이 바람직하다.
저굴절률층의 바인더 수지는, 경화성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 저굴절률층의 전체 바인더 수지에 대한 경화성 수지 조성물의 경화물의 비율은 10질량％ 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 30질량％ 이상, 보다 바람직하게는 50질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 70질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 90질량％ 이상, 가장 바람직하게는 100질량％이다.
저굴절률층의 경화성 수지 조성물로서는, 금속 산화물을 포함하는 층에서 예시한 경화성 수지 조성물을 들 수 있다.
저굴절률 입자는, 중공 입자 및 비중공 입자로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 저반사 및 내찰상성의 밸런스를 위해, 중공 입자로부터 선택되는 1종 이상과, 비중공 입자로부터 선택되는 1종 이상을 병용하는 것이 바람직하다.
중공 입자 및 비중공 입자의 재질은, 실리카 및 불화마그네슘 등의 무기 화합물, 유기 화합물 중 어느 것이어도 되지만, 저굴절률화 및 강도를 위해, 실리카가 바람직하다.
광학적 특성 및 기계적 강도를 고려하면, 중공 실리카 입자의 평균 입자경은, 50nm 이상 200nm 이하인 것이 바람직하고, 60nm 이상 80nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 중공 실리카 입자의 평균 입자경의 바람직한 범위로서는, 상기 범위 외에, 50nm 이상 80nm 이하, 60nm 이상 200nm 이하를 들 수 있다.
비중공 실리카 입자의 응집을 방지하면서 분산성을 고려하면, 비중공 실리카 입자의 평균 입자경은, 5nm 이상 100nm 이하인 것이 바람직하고, 10nm 이상 20nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 비중공 실리카 입자의 평균 입자경의 바람직한 범위로서는, 상기 범위 외에, 5nm 이상 20nm 이하, 10nm 이상 100nm 이하를 들 수 있다.
중공 실리카 입자의 함유량이 많아질수록, 바인더 수지 중의 중공 실리카 입자의 충전율이 높아지고, 저굴절률층의 굴절률이 저하된다. 이 때문에, 중공 실리카 입자의 함유량은, 바인더 수지 100질량부에 대하여 100질량부 이상인 것이 바람직하고, 150질량부 이상인 것이 보다 바람직하다.
한편, 바인더 수지에 대한 중공 실리카 입자의 함유량이 지나치게 많으면, 바인더 수지로부터 노출되는 중공 실리카 입자가 증가하는 데다가, 입자간을 결합하는 바인더 수지가 적어진다. 이 때문에, 중공 실리카 입자가 손상되거나, 탈락하기 쉬워져, 저굴절률층의 내찰상성 등의 기계적 강도가 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, 중공 실리카 입자의 함유량은, 바인더 수지 100질량부에 대하여 400질량부 이하인 것이 바람직하고, 300질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.
바인더 수지 100질량부에 대한 중공 실리카 입자의 함유량의 바람직한 범위로서는, 100질량부 이상 400질량부 이하, 100질량부 이상 300질량부 이하, 150질량부 이상 400질량부 이하, 150질량부 이상 300질량부 이하를 들 수 있다.
비중공 실리카 입자의 함유량이 적으면, 저굴절률층의 표면에 비중공 실리카 입자가 존재해도 경도 상승에 영향을 미치지 않는 경우가 있다. 또한, 비중공 실리카 입자를 다량으로 함유하면, 바인더 수지의 중합에 의한 수축 불균일의 영향이 작아지기 때문에, 수지 경화 후에 저굴절률층 표면에 발생하는 요철을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 비중공 실리카 입자의 함유량은, 바인더 수지 100질량부에 대하여 10질량부 이상인 것이 바람직하고, 50질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 70질량부 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 100질량부 이상인 것이 보다 더 바람직하다.
한편, 비중공 실리카 입자의 함유량이 지나치게 많으면, 비중공 실리카가 응집하기 쉬워져, 바인더 수지의 수축 불균일이 생기기 때문에, 표면의 요철이 커진다. 이 때문에, 비중공 실리카 입자의 함유량은, 바인더 수지 100질량부에 대하여 200질량부 이하인 것이 바람직하고, 150질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.
바인더 수지 100질량부에 대한 비중공 실리카 입자의 함유량의 바람직한 범위로서는, 10질량부 이상 200질량부 이하, 10질량부 이상 150질량부 이하, 50질량부 이상 200질량부 이하, 50질량부 이상 150질량부 이하, 70질량부 이상 200질량부 이하, 70질량부 이상 150질량부 이하, 100질량부 이상 200질량부 이하, 100질량부 이상 150질량부 이하를 들 수 있다.
상기 비율로 바인더 수지 중에 중공 실리카 입자 및 비중공 실리카 입자를 함유시킴으로써, 저굴절률층의 배리어성을 향상시킬 수 있다. 이것은, 실리카 입자가 고충전율로 균일하게 분산되어 있음으로써, 가스 등의 투과가 저해되어 있기 때문이라고 추측된다.
또한, 선크림 및 핸드 크림 등의 각종 화장품에는, 휘발성이 낮은 저분자 폴리머가 포함되어 있는 경우가 있다. 저굴절률층의 배리어성을 양호하게 함으로써, 저분자 폴리머가 저굴절률층의 도막 내부에 침투하는 것을 억제할 수 있어, 저분자 폴리머가 도막에 장기 잔존함에 따른 외관 이상 등의 문제를 억제할 수 있다. 또한, 저분자 폴리머가 저굴절률층의 도막 내부에 침투하는 것을 억제하는 것은, 방사율 α를 낮추기 위해서도 바람직하다.
<방사율>
본 개시의 광학 적층체는, 플라스틱 필름을 기준으로 하여 상기 금속 산화물을 포함하는 층측에서 측정한, 상기 광학 적층체의 파장 영역 2000nm 이상 22000nm 이하의 광에 대한 방사율이 0.27 이상 0.75 이하인 것을 요한다. 상술한 바와 같이, 본 명세서에 있어서, 상기 방사율을 "방사율 α"라고 칭하는 경우가 있다.
방사율 α가 0.75를 초과하는 경우, 광학 적층체가 차내의 온도 등의 외부 환경에 기인하는 방사열을 도입해 버리기 때문에, 광학 적층체를 포함하는 화상 표시 장치의 시인성이 저하되어 버린다.
또한, 방사율 α가 0.27 미만인 경우, 화상 표시 장치의 내부에서 생긴 방사열이, 광학 적층체에 의해 화상 표시 장치의 내측으로 되돌려져 버리기 때문에, 화상 표시 장치 내부가 고온으로 되어, 광학 적층체를 포함하는 화상 표시 장치의 시인성이 저하되어 버린다. 화상 표시 장치의 내부에서 생기는 방사열로서는, 표시 소자로부터 생기는 방사열을 들 수 있다.
방사율 α는, 0.35 이상 0.70 이하인 것이 바람직하고, 0.37 이상 0.67 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.40 이상 0.60 이하인 것이 더욱 바람직하다.
근년의 디스플레이 기술 향상에 수반하여, 예를 들어 디스플레이에 곡면성을 부여하여 의장성을 높이기 위해, 플렉시블한 광학 적층체가 요구되는 경우가 있다. 방사율 α가 0.40 미만으로 되면, 금속 산화물을 포함하는 층이 딱딱해지기 쉬워, 곡면 가공성에 과제가 생기는 경우가 있다. 이 때문에, 방사율 α를 0.40 이상으로 하는 것은, 곡면 가공성을 위해 바람직하다. 또한, 방사율 α는 낮으면 낮을수록, 외부 환경에 기인하는 온도 상승을 제어할 수 있기 때문에 양호하다. 이 때문에, 예를 들어 방사율 α가 0.60 이하이면, 광학 적층체의 표면 온도를 용이하게 손으로 접촉할 수 있을 정도로 낮추기 쉽고, 또한 광학 적층체 자체가 열원으로서 작용하는 것을 쉽게 억제할 수 있기 때문에, 화상 표시 장치에 장시간 얼굴 또는 손을 접근시켰을 때의 체감 온도를 낮추기 쉬운 점에서 바람직하다.
방사율 α의 바람직한 범위로서는, 0.27 이상 0.75 이하, 0.27 이상 0.70 이하, 0.27 이상 0.67 이하, 0.27 이상 0.60 이하, 0.35 이상 0.75 이하, 0.35 이상 0.70 이하, 0.35 이상 0.67 이하, 0.35 이상 0.60 이하, 0.37 이상 0.75 이하, 0.37 이상 0.70 이하, 0.37 이상 0.67 이하, 0.37 이상 0.60 이하, 0.40 이상 0.75 이하, 0.40 이상 0.70 이하, 0.40 이상 0.67 이하, 0.40 이상 0.60 이하를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 시인성의 저하란, 예를 들어 "화상 표시 장치의 표시 화면 내의 국소적인 개소에 있어서, 밝기, 색감, 반사 지향 특성 등의 여러 성능이 불균일해지는 것", "화상 표시 장치의 표시 화면의 중심 부근과 단부 부근에서 상기 여러 성능이 불균일해지는 것", "상온 환경 하에 비하여, 고온 환경 하에서의 상기 여러 성능이 변화하는 것" 등을 들 수 있다.
이러한 시인성의 저하는, 예를 들어 고온에 의한 광학 적층체의 변형에 의해 생긴다고 생각된다.
또한, 화상 표시 장치는, 통상, 공랭 팬 등의 냉각 수단을 갖지만, 상기 냉각 수단에 의한 냉각 효과는 화상 표시 장치의 장소에 따라 다르다. 그리고, 방사열은 연속적으로 생기기 때문에 전술한 냉각 효과의 차이는 점차 축적되므로, 화상 표시 장치 내의 장소에 따라 온도의 상이가 생긴다. 이 때문에, 광학 적층체의 면 내에서 온도가 다른 개소가 생기는 경우가 있으며, 이러한 경우에, 광학 적층체에 국소적인 물성의 변화가 생기기 때문에, 시인성의 저하를 초래한다고 생각된다.
본 개시의 광학 적층체에 따르면, 상기 원인에 의한 시인성의 저하를 억제할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방사율 α는, JIS A1423:1983에 준거하여 측정한 상온에 있어서의 방사율을 의미한다. 방사율의 측정 장치로서는, 예를 들어 재팬 센서 가부시키가이샤제의 품번 「TSS-5X-2」를 들 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 방사율, 분광 투과율, 시감 반사율 Y값, 전광선 투과율 및 헤이즈 등의 각종 물성은, 특별히 언급이 없는 한, 측정용 샘플을, 온도 23±5℃, 상대 습도 40％ 이상 65％ 이하의 환경에 30분 이상 노출시킨 후에, 동일 환경에서 측정한 것으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 방사율, 분광 투과율, 시감 반사율 Y값, 전광선 투과율 및 헤이즈 등의 각종 물성은, 특별히 언급이 없는 한, 20의 측정의 평균값으로 한다.
<여러 물성>
상기 금속 산화물을 포함하는 층의 파장 영역 8200nm 이상 9000nm 이하의 분광 투과율의 평균은, 80％ 이하인 것이 바람직하고, 70％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 60％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
하기 식 (1)은, 임의의 온도에 있어서의 흑체가 발하는 방사 파장의 피크 파장(λ)을 나타내는 식이며, 비엔나의 식으로 불리는 식이다. 식 중, 「T」는 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
λ(nm)≒2897/(T+273) (1)
예를 들어, 여름철의 자동차의 차내의 분위기 및 대시보드의 온도, 그리고 여름철의 밀폐 실내의 창가의 온도 등은, 50℃ 이상 80℃ 이하 정도로 된다고 말해지고 있다. 상기 식 (1)의 T에 50 및 80을 대입하면, λ는 약 9000nm, 약 8200nm로 된다.
즉, 상기 분광 투과율의 파장 영역을 8200nm 이상 9000nm 이하로 특정한 것은, 여름철의 자동차의 온도 및 여름철의 밀폐 실내의 창가의 온도를 고려한 것이다. 이 때문에, 상기 분광 투과율의 평균을 80％ 이하로 함으로써, 자동차의 차내로부터 발해지는 적외선을 광학 적층체가 효율적으로 커트하기 때문에, 화상 표시 장치가 고온으로 되는 것을 보다 억제할 수 있어, 시인성의 저하를 보다 쉽게 억제할 수 있다.
상기 분광 투과율의 평균의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 통상은 30％ 이상이며, 바람직하게는 40％ 이상이다.
본 명세서에 있어서, 금속 산화물을 포함하는 층의 분광 투과율은, 하기 (A1)의 측정 및 (A2)의 변환 처리에서 산출한 값을 의미한다.
(A1) FTIR의 반사에서 금속 산화물을 포함하는 층의 각 파장의 흡광도를 측정한다.
(A2) A1의 각 파장의 흡광도를, 각 파장의 투과율로 변환하는 처리를 행한다.
상기 (A1)의 측정은, 플라스틱 필름을 기준으로 하여 금속 산화물을 포함하는 층측에서 측정하는 것으로 한다. 또한, 금속 산화물을 포함하는 층 상에 기능층 β가 존재한 상태라도, 기능층 β의 총 두께가 250nm 이하 정도이면, 기능층 β를 갖는 상태에서 상기 (A1)의 측정을 행할 수 있다. 그리고, 기능층 β를 갖는 상태에서 측정한 금속 산화물을 포함하는 층의 흡광도를 상기 (A2)로 변환 처리함으로써, 금속 산화물을 포함하는 층의 분광 투과율을 산출할 수 있다.
상기 플라스틱 필름을 기준으로 하여 상기 금속 산화물을 포함하는 층측에서 측정한, 상기 광학 적층체의 시감 반사율 Y값은 2.0％ 이하인 것이 바람직하고, 1.0％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 시감 반사율 Y값이란, CIE1931 표준 표색계의 시감 반사율 Y값을 말하며, 입사각 5도에서 측정한 것으로 한다.
시감 반사율 Y값은, 분광 광도계를 사용하여 산출할 수 있다. 분광 광도계로서는, 예를 들어 시마즈 세이사쿠쇼사제의 상품명 「UV-2450」을 들 수 있다.
시감 반사율을 측정할 때에는, 플라스틱 필름의 이면에 흑색판을 접합하는 것이 바람직하다.
광학 적층체는, JIS K7361-1:1997의 전광선 투과율이 70％ 이상인 것이 바람직하고, 80％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 90％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 광학 적층체는, JIS K7136:2000의 헤이즈가 5％ 이하인 것이 바람직하고, 3％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
전광선 투과율 및 헤이즈는, 금속 산화물을 포함하는 층을 기준으로 하여 플라스틱 필름측의 면을 광 입사면으로 하여 측정하는 것이 바람직하다.
광학 적층체는, 플라스틱 필름을 기준으로 하여, 금속 산화물을 포함하는 층을 갖는 측의 최표면의 조도가 소정의 범위인 것이 바람직하다.
구체적으로는, 상기 최표면의 JIS B0601:2001의 컷오프값 2.5mm에 있어서의 산술 평균 조도 Ra가, 3㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. Ra를 3㎛ 이하로 함으로써, 방사율 α를 0.75 이하로 쉽게 할 수 있다.
Ra를 측정할 때에는, 측정 장치의 측정 조건으로서, 가로 배율을 1000배, 세로 배율을 20000배로 설정하는 것이 바람직하다.
<층 구성>
본 개시의 광학 적층체의 전체의 층 구성은 특별히 한정되지 않지만, 하기 (1) 내지 (6)을 들 수 있다. 또한, 「/」는 층의 계면을 나타낸다.
(1) 플라스틱 필름/금속 산화물을 포함하는 층
(2) 플라스틱 필름/하드코트층/금속 산화물을 포함하는 층
(3) 플라스틱 필름/금속 산화물을 포함하는 층/저굴절률층
(4) 플라스틱 필름/하드코트층/금속 산화물을 포함하는 층/저굴절률층
(5) 플라스틱 필름/금속 산화물을 포함하는 층/고굴절률층/저굴절률층
(6) 플라스틱 필름/하드코트층/금속 산화물을 포함하는 층/고굴절률층/저굴절률층
<총 두께>
광학 적층체의 총 두께는, 기계적 강도를 양호하게 하기 위해, 10㎛ 이상이 바람직하고, 30㎛ 이상이 보다 바람직하고, 45㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 광학 적층체의 총 두께는, 폴더블 타입의 화상 표시 장치 및 롤러블 타입의 화상 표시 장치에 쉽게 적용시키기 위해, 130㎛ 이하가 바람직하고, 100㎛ 이하가 보다 바람직하고, 90㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 75㎛ 이하가 보다 더 바람직하다.
광학 적층체의 총 두께의 바람직한 범위로서는, 10㎛ 이상 130㎛ 이하, 10㎛ 이상 100㎛ 이하, 10㎛ 이상 90㎛ 이하, 10㎛ 이상 75㎛ 이하, 30㎛ 이상 130㎛ 이하, 30㎛ 이상 100㎛ 이하, 30㎛ 이상 90㎛ 이하, 30㎛ 이상 75㎛ 이하, 45㎛ 이상 130㎛ 이하, 45㎛ 이상 100㎛ 이하, 45㎛ 이상 90㎛ 이하, 45㎛ 이상 75㎛ 이하를 들 수 있다.
광학 적층체의 총 두께를 상기 범위로 함으로써, 외측 굽힘의 맨드릴 시험 막대를 사용한 평가에 있어서, φ10mm 이하를 쉽게 달성할 수 있다. 또한, 상기 범위 중에서도, 총 두께 75㎛ 이하의 광학 적층체에서는 φ6mm 이하를 쉽게 달성할 수도 있다. 즉, 광학 적층체의 총 두께를 상기 범위로 함으로써, 광학 적층체를, 폴더블 타입의 화상 표시 장치 및 롤러블 타입의 화상 표시 장치에 쉽게 적용할 수 있다. 또한, "외측 굽힘"이란, 플라스틱 필름을 기준으로 하여 금속 산화물을 포함하는 층을 갖는 측이 외측을 향하도록 구부리는 것을 의미한다. 또한, "외측"이란, "맨드릴 막대로부터 먼 측"을 의미한다.
[편광판]
본 개시의 편광판은, 편광자와, 상기 편광자의 한쪽의 측에 배치되어 이루어지는 제1 투명 보호판과, 상기 편광자의 다른 쪽의 측에 배치되어 이루어지는 제2 투명 보호판을 갖는 편광판으로서, 상기 제1 투명 보호판 및 상기 제2 투명 보호판 중 적어도 한쪽이, 상술한 본 개시의 광학 적층체인 것이다.
<편광자>
편광자로서는, 예를 들어 요오드 등에 의해 염색하고, 연신한 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체계 비누화 필름 등의 시트형 편광자, 평행으로 배열된 다수의 금속 와이어로 이루어지는 와이어 그리드형 편광자, 리오트로픽 액정 및 2색성 게스트-호스트 재료를 도포한 도포형 편광자, 다층 박막형 편광자 등을 들 수 있다. 이들 편광자는, 투과하지 않는 편광 성분을 반사하는 기능을 구비한 반사형 편광자여도 된다.
<투명 보호판>
편광자의 한쪽의 측에는 제1 투명 보호판, 다른 쪽의 측에는 제2 투명 보호판이 배치된다. 제1 투명 보호판 및 제2 투명 보호판 중 적어도 한쪽은, 상술한 본 개시의 광학 적층체이다.
광학 적층체는, 금속 산화물을 포함하는 층을 기준으로 하여 플라스틱 필름측의 면이 편광자측을 향하도록 배치되어 이루어지는 것이 바람직하다.
광학 적층체 이외의 제1 투명 보호판 및 제2 투명 보호판으로서는, 플라스틱 필름 및 유리 등을 들 수 있으며, 플라스틱 필름이 바람직하다.
플라스틱 필름으로서는, 폴리에스테르 필름, 폴리카르보네이트 필름, 시클로올레핀 폴리머 필름, 아크릴 필름 및 트리아세틸셀룰로오스 필름 등을 들 수 있으며, 기계적 강도를 위해, 이것들의 연신 필름이 바람직하다.
편광자와 투명 보호판은, 접착제를 통하여 접합하는 것이 바람직하다. 접착제는 범용의 접착제를 사용할 수 있으며, PVA계 접착제가 바람직하다.
본 개시의 편광판은, 제1 투명 보호판 및 제2 투명 보호판의 양쪽이 상술한 본 개시의 광학 적층체여도 되지만, 제1 투명 보호판 및 제2 투명 보호판 중 한쪽이 상술한 본 개시의 광학 적층체인 것이 바람직하다. 또한, 본 개시의 편광판을 표시 소자의 광 출사면측에 배치하는 편광판으로서 사용하는 경우에는, 편광자의 광 출사면측의 투명 보호판이 상술한 본 개시의 광학 적층체인 것이 바람직하다.
[화상 표시 장치용의 표면판]
본 개시의 화상 표시 장치용의 표면판은, 수지판 또는 유리판 상에, 상술한 본 개시의 광학 적층체를 접합한 것이다.
광학 적층체는, 금속 산화물을 포함하는 층을 기준으로 하여 플라스틱 필름측의 면이 수지판 또는 유리판측을 향하도록 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 화상 표시 장치용의 표면판은, 광학 적층체를 접합한 측의 면이, 표면측을 향하도록 하여 배치하는 것이 바람직하다. 환언하면, 화상 표시 장치용의 표면판은, 광학 적층체를 접합한 측의 면이, 표시 소자와는 반대측을 향하도록 하여 배치하는 것이 바람직하다.
수지판 또는 유리판으로서는, 화상 표시 장치의 표면판으로서 범용적으로 사용되고 있는 수지판 또는 유리판을 사용할 수 있다.
수지판 또는 유리판의 두께는, 강도를 양호하게 하기 위해, 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 수지판 또는 유리판의 두께의 상한은, 통상은 5000㎛ 이하이지만, 근년, 화상 표시 장치의 박형화가 선호되기 때문에, 1000㎛ 이하인 것이 바람직하고, 500㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 100㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
수지판 또는 유리판의 두께의 바람직한 범위로서는, 10㎛ 이상 5000㎛ 이하, 10㎛ 이상 1000㎛ 이하, 10㎛ 이상 500㎛ 이하, 10㎛ 이상 100㎛ 이하를 들 수 있다.
[화상 표시 장치]
본 개시의 화상 표시 장치는, 표시 소자의 광 출사면측에, 상술한 본 개시의 광학 적층체를 갖는 것이다.
광학 적층체는, 플라스틱 필름을 기준으로 하여 금속 산화물을 포함하는 층측의 면이 표시 소자와는 반대측을 향하도록 배치되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 광학 적층체는, 화상 표시 장치의 최표면에 배치되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 열전도를 억제하기 위해, 화상 표시 장치 내에 있어서, 표시 소자와 광학 적층체 사이에는 공기가 개재되도록 배치하는 것이 바람직하다.
표시 소자로서는, 액정 표시 소자, 유기 EL 표시 소자 및 무기 EL 표시 소자 등의 EL 표시 소자, 플라스마 표시 소자 등을 들 수 있으며, 나아가 마이크로 LED 표시 소자, 미니 LED 표시 소자 등의 LED 표시 소자를 들 수 있다. 이들 표시 소자는, 표시 소자의 내부에 터치 패널 기능을 가져도 된다.
액정 표시 소자의 액정의 표시 방식으로서는, IPS 방식, VA 방식, 멀티 도메인 방식, OCB 방식, STN 방식, TSTN 방식 등을 들 수 있다. 표시 소자가 액정 표시 소자인 경우, 백라이트가 필요하다. 백라이트는, 액정 표시 소자의 광학 적층체를 갖는 측과는 반대측에 배치된다.
화상 표시 장치는, 폴더블형의 화상 표시 장치, 롤러블형의 화상 표시 장치여도 된다. 또한, 화상 표시 장치는, 터치 패널 구비의 화상 표시 장치여도 된다.
또한, 휴대형의 화상 표시 장치, 및 자동차의 대시보드에 내장되는 화상 표시 장치는, 고온 환경 하에 노출되기 쉽다고 할 수 있기 때문에, 본 개시의 효과를 발휘하기 쉬운 점에서 바람직하다.
화상 표시 장치는, 표시 소자의 광 출사면과는 반대측에, 범용의 방열 기구를 갖는 것이 바람직하다. 범용의 방열 기구로서는, 공랭 팬, 방열 핀, 히트 펌프 및 펠티에 소자 등을 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 개시를 구체적으로 설명한다. 또한, 본 개시는, 실시예에 기재된 형태에 한정되는 것은 아니다.
1. 평가, 측정
실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 적층체에 대하여 이하의 측정 및 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 특기하지 않는 한, 각 측정 및 평가 시의 분위기는, 온도 23±5℃, 상대 습도 40％ 이상 65％ 이하로 하고, 각 측정 및 평가의 개시 전에, 대상 샘플을 상기 분위기에 30분 이상 노출시키고 나서 측정 및 평가를 행하였다.
또한, 비교예 2의 광학 적층체는, 금속 산화물을 포함하는 층을 갖고 있지 않다. 이 때문에, 비교예 2에 관해서는, 비교예 2의 방열층이 금속 산화물을 포함하는 층이라고 간주하여, 이하의 평가 및 측정을 행하는 것으로 한다.
1-1. 방사율
실시예 및 비교예의 광학 적층체에 관하여, JIS A1423:1983에 준거하여, 상온에 있어서의 방사율을 측정하였다. 구체적으로는, "기재를 기준으로 하여 금속 산화물을 포함하는 층측에서 측정한, 광학 적층체의 파장 영역 2000nm 이상 22000nm 이하의 광에 대한 방사율"을 측정하였다. 상술한 바와 같이, 본 명세서에 있어서, 상기 방사율을 "방사율 α"라고 칭하는 경우가 있다.
방사율 α가 0.75를 초과하는 것은 C 평가로 하였다. 방사율 α가 0.27 미만인 것은 B 평가로 하였다. 방사율 α가 0.27 이상 0.75 이하인 것은 A 평가 이상으로 하고, 그 중에서도 방사율 α가 0.37 이상 0.60 이하인 것은 AA 평가로 하였다.
방사율 α가 지나치게 높은 경우, 광학 적층체가 외부 환경에 기인하는 방사열을 도입하기 때문에, 화상 표시 장치의 승온이 야기된다. 한편, 방사율 α가 지나치게 낮은 경우에는, 광학 적층체가 외부 환경에 기인하는 방사열을 도입하기 어렵기는 하지만, 화상 표시 장치의 내부에서 생긴 방사열이, 광학 적층체에 의해 화상 표시 장치의 내측으로 되돌려지기 때문에, 화상 표시 장치 내부가 고온으로 되는 것이 상정된다.
방사율 측정기로서는, 재팬 센서 가부시키가이샤제의 품번 「TSS-5X-2」를 사용하였다. 상기 측정기에 부속된 방사율 기준편은, 방사율이 0.06 및 0.97인 2종류이다. 또한, 상기 측정기의 주된 사양은 하기한 바와 같다.
<사양>
ㆍ측정 면적: Φ15mm
ㆍ측정 거리: 12mm
1-2. 분광 투과율
실시예 및 비교예의 광학 적층체의 금속 산화물을 포함하는 층의 파장 영역 8200nm 이상 9000nm 이하의 분광 투과율을 측정하였다. 명세서 본문에 기재한 바와 같이, FTIR의 반사로 금속 산화물을 포함하는 층의 각 파장의 흡광도를 측정한 후, 각 파장의 흡광도를 각 파장의 투과율로 변환함으로써, 금속 산화물을 포함하는 층의 파장 영역 8200nm 이상 9000nm 이하의 분광 투과율을 산출하였다.
FIIR 측정기는, Thermo Fisher SCIENTIFIC사제의 품번 「NICOLET iS10」를 사용하였다. 또한, 액세서리로서, 동사제의 「1회 반사형 Ge ATR 액세서리 파운데이션」을 사용하였다. 또한, 측정 조건은, Ge 결정면에 측정면을 향하여 Pressure Tower로 샘플을 압착 고정한 후, 입사 타입 1회, 45°, 스캔 횟수 32회, 분해능 8, 검출기 DTGS KBr, 미러 속도 0.6329, 애퍼처 오픈, 측정 범위 680㎝-1 이상 4000㎝-1 이하의 조건에서 측정하였다. 측정한 흡광도를 투과율로 변환하고, ㎝-1을 nm로 변환함으로써, 파장 영역의 투과율의 평균값을 산출하였다.
1-3. 시감 반사율 Y값
실시예 및 비교예의 광학 적층체의 기재의 금속 산화물을 포함하는 층의 반대측에, 두께 25㎛의 투명 점착제층(파낙사제, 상품명: 파나클린 PD-S1)을 개재시켜 흑색판(구라레사제, 상품명: 코모글래스 DFA2CG 502K(흑색)계, 두께 2mm)을 접합한 샘플을 제작하였다. 상기 샘플에 대하여, 기재를 기준으로 하여 금속 산화물을 포함하는 층측에서 입사각 5도로 광을 입사시킴으로써, 시감 반사율 Y값을 측정하였다.
시감 반사율 Y값은, 분광 광도계(시마즈 세이사쿠쇼사제, 상품명: UV-2450)를 사용하여, 시야각 2도, C 광원, 파장 범위 380nm 이상 780nm 이하의 조건에서 5°정반사율을 측정하고, 그 후 인간이 눈으로 느끼는 명도로서 환산하는 소프트웨어(장치 내장 UVPC 컬러 측정 Version3.12)로 산출되는, 시감 반사율을 나타내는 값을 반사율로서 구하였다.
1-4. 전광선 투과율 및 헤이즈
헤이즈미터(HM-150, 무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠제)를 사용하여, 실시예 및 비교예의 광학 적층체의, JIS K7361-1:1997의 전광선 투과율 및 JIS K7136:2000의 헤이즈를 측정하였다. 광 입사면은 기재측으로 하였다.
1-5. 표면 온도
시판 중인 액정 표시 장치(amazon사제, 상품명 Kindle Fire HDX) 상에, 실시예 및 비교예의 광학 적층체의 기재측이 표시 장치측을 향하도록 배치함으로써, 모의 액정 표시 장치를 제작하였다.
여름철의 자동차의 차내를 상정하여, 모의 액정 표시 장치를 80℃의 오븐에 넣고, 10분 경과한 후에 취출하였다. 모의 액정 표시 장치를 취출한 직후에, IR 카메라(프리어 시스템즈사제, 상품명 FLIR E4)로 표면측에서 온도를 측정하였다. 광학 필름과 IR 카메라의 거리는 30㎝로 하였다. 광학 적층체 상의 최고 온도를 표 1에 나타낸다. 최고 온도 65℃ 이하가 합격 레벨이다. 최고 온도는, 실제로 화상 표시를 취급하는 경우를 생각하면, 60℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 57℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
1-6. 시인성(불균일성)
1-5에서 제작한 모의 액정 표시 장치를 80℃의 오븐에 넣고, 10분 경과한 후에 취출하였다. 모의 액정 표시 장치를 취출한 직후에 상기 액정 표시 장치의 화면을 녹색 1색으로 표시하고, 표시 화면 내에, 밝기 및 색감이 불균일한 개소가 있는지 여부를 눈으로 보고 평가하였다. 평가자는, 시력이 0.7 이상인 10명으로 하였다. 상기 시력은 교정한 시력을 포함한다. 평가자와 상기 액정 표시 장치의 거리는 50㎝로 하였다. 밝기 및 색감이 불균일한 개소가 없다고 대답한 사람이 8명 이상이었던 것을 「A」, 밝기 및 색감이 불균일한 개소가 없다고 대답한 사람이 7명 이하였던 것을 「C」로 하였다.
2. 광학 적층체의 제작
[실시예 1]
기재(트리아세틸셀룰로오스 필름, 두께 60㎛) 상에, 하기의 하드코트층용 도포액을 도포, 건조, 자외선 조사함으로써, 막 두께 5㎛의 하드코트층을 형성하였다.
다음에, 하드코트층 상에, 하기의 금속 산화물층용 도포액 1을 도포, 건조, 자외선 조사함으로써, 막 두께 350nm의 금속 산화물로서 ITO 입자를 포함하는 층을 형성하였다.
다음에, 금속 산화물을 포함하는 층 상에, 하기의 저굴절률층용 도포액을 도포, 건조, 자외선 조사함으로써, 막 두께 100nm의 저굴절률층을 형성하고, 실시예 1의 광학 적층체를 얻었다.
<하드코트층용 도포액>
이하의 각 성분을 혼합하여, 하드코트층 형성용 조성물을 조제하였다.
ㆍ펜타에리트리톨트리아크릴레이트 46질량부
(닛폰 가야쿠사, 상품명: KAYARAD PET-30)
ㆍ광중합 개시제 4질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명: Omnirad 184)
ㆍ메틸에틸케톤 50질량부
<금속 산화물층용 도포액 1>
이하의 각 성분을 혼합하여, 금속 산화물층용 도포액 1을 조제하였다.
ㆍ펜타에리트리톨트리아크릴레이트 1질량부
(닛폰 가야쿠사, 상품명: KAYARAD PET-30)
ㆍITO 입자 8.5질량부
(평균 입자경 30nm)
ㆍ광중합 개시제 0.4질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명: Omnirad 184)
ㆍ레벨링제 0.03질량부
(DIC 가부시키가이샤제 메가팩 F-477)
ㆍ메틸이소부틸케톤 89질량부
<저굴절률층용 도포액>
이하의 각 성분을 혼합하여, 저굴절률층용 도포액을 조제하였다.
ㆍ펜타에리트리톨트리아크릴레이트 0.4질량부
(닛폰 가야쿠사, 상품명: KAYARAD PET-30)
ㆍ불소 함유 폴리머 0.2질량부(고형분)
(JSR사제 상품명: JN35)
ㆍ불소 함유 모노머 0.7질량부(고형분)
(교에샤 가가쿠사제 상품명: LINC3A)
ㆍ중공 실리카 입자 1.7질량부
(평균 입경 75nm, 굴절률 1.212)
ㆍ중실 실리카 입자 0.6질량부
(평균 입경 15nm)
ㆍ레벨링제 0.06질량부
(신에쓰 실리콘사, 상품명: X-22-164E)
ㆍ광중합 개시제 0.09질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명: Omnirad 127)
ㆍ용제 97질량부
(메틸이소부틸케톤과 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트의 질량비 70:30 혼합 용제, 고형분 2질량％로 두께에 맞추어 조제)
[실시예 2]
금속 산화물을 포함하는 층의 두께를 700nm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 2의 광학 적층체를 얻었다.
[실시예 3]
금속 산화물을 포함하는 층의 두께를 200nm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 3의 광학 적층체를 얻었다.
[실시예 4]
기재(트리아세틸셀룰로오스 필름, 두께 60㎛)를, 두께 100㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 4의 광학 적층체를 얻었다.
[실시예 5]
금속 산화물을 포함하는 층에 대하여, 금속 산화물층용 도포액 1을 하기의 금속 산화물층용 도포액 2로 변경하고, 두께를 900nm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 5의 광학 적층체를 얻었다.
<금속 산화물층용 도포액 2>
ㆍ펜타에리트리톨트리아크릴레이트 1질량부
(닛폰 가야쿠사, 상품명: KAYARAD PET-30)
ㆍAl 도프 ZnO 입자 9.6질량부
ㆍ광중합 개시제 0.4질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명: Omnirad 184)
ㆍ레벨링제 0.03질량부
(DIC 가부시키가이샤제 메가팩 F-477)
ㆍ메틸이소부틸케톤 89질량부
[실시예 6]
금속 산화물층용 도포액 1을 하기의 금속 산화물층용 도포액 3으로 변경하고, 금속 산화물을 포함하는 층의 두께를 900nm로 변경하였다. 또한, 금속 산화물층용 도포액을 도포, 건조, 자외선 조사한 후, 100℃에서 60분 가열하는 공정을 추가하였다. 전술한 변경점 및 추가점 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 6의 광학 적층체를 얻었다.
[실시예 7]
기재(시클로올레핀 폴리머 필름, 두께 47㎛) 상에, 상기 하드코트층용 도포액을 도포, 건조, 자외선 조사함으로써, 막 두께 5㎛의 하드코트층을 형성하였다.
다음에, 하드코트층 상에, 하기의 금속 산화물층용 도포액 3을 도포, 건조, 자외선 조사하여, 막 두께 900nm의 금속 산화물로서 ITO 입자를 포함하는 층을 형성한 후, 150℃에서 60분 가열하였다.
다음에, 금속 산화물을 포함하는 층 상에, 상기 저굴절률층용 도포액을 도포, 건조, 자외선 조사함으로써, 막 두께 100nm의 저굴절률층을 형성하고, 실시예 7의 광학 적층체를 얻었다.
<금속 산화물층용 도포액 3>
이하의 각 성분을 혼합하여, 금속 산화물층용 도포액 3을 조제하였다.
ㆍ펜타에리트리톨트리아크릴레이트 0.5질량부
(닛폰 가야쿠사, 상품명: KAYARAD PET-30)
ㆍITO 입자 9질량부
(평균 입자경 30nm)
ㆍ광중합 개시제 0.4질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명: Omnirad 184)
ㆍ레벨링제 0.03질량부
(DIC 가부시키가이샤제 메가팩 F-477)
ㆍ메틸이소부틸케톤 89질량부
[실시예 8]
기재(두께 100㎛의 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름) 상에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 하드코트층을 형성하였다.
다음에, 산소 가스를 혼합한 아르곤을 도입하면서, ITO 타깃을 사용하여 스퍼터링을 행함으로써, 하드코트층 상에, 막 두께 130nm의 금속 산화물막을 형성하였다. 상기 ITO 타깃은, 인듐과 주석의 질량비가 90:10이다. 상기 금속 산화물막은 ITO의 아몰퍼스막이다.
다음에, 금속 산화물막측의 면에 코로나 방전 처리를 행한 후, 금속 산화물막 상에, 실시예 1과 마찬가지의 저굴절률층을 형성하고, 실시예 8의 광학 적층체를 얻었다.
[비교예 1]
산소 가스를 혼합한 아르곤을 도입하면서, ITO 타깃을 사용하여 스퍼터링을 행함으로써, 두께 0.7mm의 유리 기재에, 막 두께 140nm의 금속 산화물막을 형성하였다. 상기 ITO 타깃은, 인듐과 주석의 질량비가 90:10이다. 다음에, 200℃에서 30분 가열하여 어닐링 처리함으로써, 유리 기재에 두께 140nm의 ITO의 결정막을 갖는, 비교예 1의 광학 적층체를 얻었다.
[비교예 2]
기재(트리아세틸셀룰로오스 필름, 두께 60㎛) 상에, 하기의 방열층용 도포액을 도포, 건조, 자외선 조사하여, 막 두께 1㎛의 방열층을 형성함으로써, 비교예 2의 광학 적층체를 얻었다.
<방열층용 도포액>
이하의 각 성분을 혼합하여, 방열층용 도포액을 조제하였다.
ㆍ펜타에리트리톨트리아크릴레이트 3.2질량부
(닛폰 가야쿠사, 상품명: KAYARAD PET-30)
ㆍ질화붕소 입자 6.4질량부
(평균 입자경 700nm)
ㆍ광중합 개시제 0.4질량부
(IGM Resins B.V.사, 상품명: Omnirad 184)
ㆍ메틸에틸케톤 90질량부
Figure pct00001
표 1의 결과로부터, 본 개시의 광학 적층체는, 고온 환경 하에 있어서 시인성의 저하를 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 8의 광학 적층체에 대하여, JIS K5600-5-1:1999에 준거한 맨드릴 시험을 실시하였다. 구체적으로는, 실시예 1 내지 8의 광학 적층체로부터 100mm×25mm의 시험편을 잘라내고, 상기 시험편의 짧은 변이 맨드릴 막대에 평행으로 되도록 하여, 맨드릴 막대에 감았다. 시험편은 외측 굽힘으로 맨드릴 막대에 감았다. 맨드릴 막대로서 φ10mm 및 φ6mm를 사용하였다.
상기 맨드릴 시험의 결과, 실시예 1 내지 8의 광학 적층체는, φ10mm에 있어서, 금속 산화물을 포함하는 층 및 저굴절률층에 균열을 확인할 수 없었다. 또한, 실시예 1 내지 3, 5 내지 7의 광학 적층체는, φ6mm에 있어서도, 금속 산화물을 포함하는 층 및 저굴절률층에 균열을 확인할 수 없었다. 이들 결과로부터, 실시예 1 내지 8의 광학 적층체는, 내굴곡성이 양호하며, 폴더블 타입의 화상 표시 장치, 롤러블 타입의 화상 표시 장치에 적용하기 쉬운 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 중에서도, 실시예 1 내지 3, 5 내지 7의 광학 적층체는, 내굴곡성이 매우 양호한 것을 알 수 있다.
10: 플라스틱 필름
20: 기능층 α
21: 하드코트층
30: 금속 산화물을 포함하는 층
40: 기능층 β
41: 저굴절률층
100: 광학 적층체

Claims (13)

  1. 광학 적층체로서,
    상기 광학 적층체는, 플라스틱 필름 상에 금속 산화물을 포함하는 층을 갖고,
    상기 플라스틱 필름을 기준으로 하여 상기 금속 산화물을 포함하는 층측에서 측정한, 상기 광학 적층체의 파장 영역 2000nm 이상 22000nm 이하의 광에 대한 방사율이 0.27 이상 0.75 이하인, 광학 적층체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속 산화물을 포함하는 층의 파장 영역 8200nm 이상 9000nm 이하의 분광 투과율의 평균이 80％ 이하인, 광학 적층체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 산화물을 포함하는 층이, 상기 금속 산화물로서의 금속 산화물 입자와, 바인더 수지를 포함하는, 광학 적층체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 금속 산화물 입자가 산화인듐주석 입자를 포함하는, 광학 적층체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱 필름과 상기 금속 산화물을 포함하는 층 사이에 1 이상의 기능층 α를 갖는, 광학 적층체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기능층 α로서 하드코트층을 갖는, 광학 적층체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 산화물을 포함하는 층의 상기 플라스틱 필름과는 반대측에 1 이상의 기능층 β를 갖는, 광학 적층체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 1 이상의 기능층 β의 총 두께가 1000nm 이하인, 광학 적층체.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 기능층 β로서 저굴절률층을 포함하는, 광학 적층체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱 필름을 기준으로 하여 상기 금속 산화물을 포함하는 층측에서 측정한, 상기 광학 적층체의 시감 반사율 Y값이 2.0％ 이하인, 광학 적층체.
  11. 편광자와, 상기 편광자의 한쪽의 측에 배치되어 이루어지는 제1 투명 보호판과, 상기 편광자의 다른 쪽의 측에 배치되어 이루어지는 제2 투명 보호판을 갖는 편광판으로서, 상기 제1 투명 보호판 및 상기 제2 투명 보호판 중 적어도 한쪽이, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체인, 편광판.
  12. 수지판 또는 유리판 상에, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 접합한, 화상 표시 장치용의 표면판.
  13. 표시 소자의 광 출사면측에, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 갖는, 화상 표시 장치.
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