KR20230000955A - 광학 적층체 및 표시 장치 - Google Patents

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수미토모 케미칼 컴퍼니 리미티드
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Abstract

(과제) 본 발명은, 표시 장치의 전면(前面)에 배치하여 이용되는 광학 적층체로서, 스타일러스 펜이 이용되어도 오목부가 생기는 것을 억제할 수 있으며, 또한 내굴곡성이나 내충격성이 우수한 광학 적층체를 제공한다.
(해결 수단) 전면판인 제1 광학 부재와, 제1 점착제층과, 제2 광학 부재와, 제2 점착제층이, 이 순으로 접하여 적층된 광학 적층체로서, 하기 식 (1) 및 (2)를 충족시키는, 광학 적층체.
A ≤ 8000 (1)
2115 ＜ B ≤ 9300 (2)

Description

광학 적층체 및 표시 장치{OPTICAL LAMINATE AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 적층체 및 표시 장치에 관한 것이다.
한국 공개특허 제2018-0012913호 공보(특허문헌 1)에는, 내구성이 우수한 표시 장치용 윈도우를 제공하는 것이 기재되어 있다.
한국 공개특허 제2018-0012913호 공보
터치 패널 방식의 표시 장치의 윈도우에 있어서, 스타일러스 펜을 눌러대어, 필기, 조작, 묘화(描畵) 등이 행해지면, 오목부가 생길 경우가 있다는 문제가 있었다. 높은 탄성률의 부재를 이용함으로써 오목부가 생기는 것을 억제할 수 있지만, 이번에는, 내굴곡성이나 내충격성이 저하된다는 문제를 발생시킬 가능성이 있다.
본 발명은, 표시 장치의 전면(前面)에 배치하여 이용되는 광학 적층체로서, 스타일러스 펜이 이용되어도 오목부가 생기는 것을 억제할 수 있으며, 또한 내굴곡성이나 내충격성이 우수한 광학 적층체, 및 상기 광학 적층체를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이하에 예시하는 광학 적층체 및 표시 장치를 제공한다.
〔1〕 전면판인 제1 광학 부재와, 제1 점착제층과, 제2 광학 부재와, 제2 점착제층이, 이 순으로 접하여 적층된 광학 적층체로서,
상기 제1 광학 부재에 대해서, 두께를 a1〔㎛〕, 인장 탄성률을 b1〔㎫〕로 하고,
상기 제1 점착제층에 대해서, 두께를 c1〔㎛〕, 저장 탄성률을 d1〔㎫〕로 하고,
상기 제2 광학 부재에 대해서, 두께를 a2〔㎛〕, 인장 탄성률을 b2〔㎫〕로 하고,
상기 제2 점착제층에 대해서, 두께를 c2〔㎛〕, 저장 탄성률을 d2〔㎫〕로 했을 때에, 하기 식 (a) 및 (b)에서 각각 산출되는 A, B에 대해서, 하기 식 (1) 및 (2)를 충족시키는, 광학 적층체.
A ＝ (a1 × b1 × d1)／c1 (a)
B ＝ (a2 × b2 × d2)／c2 (b)
A ≤ 8000 (1)
2115 ＜ B ≤ 9300 (2)
〔2〕 상기 식 (a)에서 산출되는 A에 대해서, 하기 식 (1a)를 충족시키는, 〔1〕에 기재된 광학 적층체.
A ≤ 5000 (1a)
〔3〕 상기 제2 광학 부재는, 인장 탄성률(b2)이 10000㎫ 이상 90000㎫ 이하인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 광학 적층체.
〔4〕 상기 제2 광학 부재는, 두께(a2)가 20㎛ 이상 100㎛ 이하인, 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
〔5〕 상기 제2 광학 부재는, 유리판인, 〔1〕 내지 〔4〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
〔6〕 상기 제1 광학 부재는, 상기 제1 점착제층 측과는 반대 측의 표면이 하드 코팅층으로 구성되어 있는, 〔1〕 내지 〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
〔7〕 편광판을 갖는, 〔1〕 내지 〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체.
〔8〕 〔1〕 내지 〔7〕 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층체를 포함하는 표시 장치.
본 발명에 의하면, 스타일러스 펜이 이용되어도, 오목부가 생기는 것을 억제할 수 있으며, 또한 내굴곡성이나 내충격성이 우수한 광학 적층체, 및 상기 광학 적층체를 포함하는 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광학 적층체의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 내굴곡성 시험의 평가 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 광학 적층체의 실시형태를 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 이하의 모든 도면에서는, 각 구성 요소를 이해하기 쉽게 하기 위해 축척을 적절히 조정해서 나타내고 있으며, 도면에 나타나는 각 구성 요소의 축척과 실제의 구성 요소의 축척은 반드시 일치하지 않는다.
[광학 적층체]
본 발명에 따른 광학 적층체는, 전면판인 제1 광학 부재와, 제1 점착제층과, 제2 광학 부재와, 제2 점착제층이, 이 순으로 접하여 적층된 광학 적층체이다. 본 발명에 따른 광학 적층체는, 제2 점착제층의 제2 광학 부재에 접하는 측의 표면과는 반대 측의 표면에는, n개(n은 1 이상의 정수)의 광학 부재가 적층되어 있어도 되고, 본 명세서에서는, 이러한 n개의 광학 부재에 대해서, 제2 점착제층에 가까운 측으로부터 제3 광학 부재, 제4 광학 부재, …로 한다. 광학 부재와 광학 부재 사이에는, 점착제층이 적층되어 있는 것이 바람직하고, 본 명세서에서는, 제x 광학 부재(x는 3 이상의 정수)의 전면판 측과는 반대 측에 적층되어 있는 점착제층을, 제x 점착제층으로 한다. n은, 바람직하게는 4 이하의 정수이며, 더 바람직하게는 2 이하의 정수이다.
본 명세서에서는, 단순히 「광학 부재」라고 할 경우에는, 제1 광학 부재, 제2 광학 부재, 제x 광학 부재 모두가 해당되고, 단순히 「점착제층」이라고 할 경우에는, 제1 점착제층, 제2 점착제층, 제x 점착제층 모두가 해당된다.
각 광학 부재는, 하나의 층으로 구성되는 것이어도, 복수의 층으로 구성되는 것이어도 된다. 본 명세서에서, 복수의 층으로 이루어지는 광학 부재에 대해서, 복수의 광학 부재로 할지, 하나의 광학 부재로 할지는, 두께 10㎛ 이상의 점착제층의 유무에 의거하여 판단한다. 본 명세서에서, 두께 10㎛ 이상의 점착제층에 의해 분리되는 두 개의 부분은 서로 다른 광학 부재로 한다. 따라서, 각 광학 부재는, 두께 10㎛ 미만의 점착제층을 포함하는 것이어도 되고, 한편, 두께 10㎛ 이상의 점착제층은 포함하지 않는 것이다.
본 발명에 따른 광학 적층체의 두께는, 광학 적층체에 요구되는 기능 및 광학 적층체의 용도 등에 따라 다르기 때문에 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 20㎛ 이상 4000㎛ 이하이며, 바람직하게는 30㎛ 이상 2000㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 50㎛ 이상 1000㎛ 이하이며, 100㎛ 이상이어도 된다.
광학 적층체의 평면시(平面視) 형상은, 예를 들면 방형 형상이어도 되고, 바람직하게는 장변과 단변을 갖는 방형 형상이며, 보다 바람직하게는 장방형이다. 광학 적층체(1)의 면 방향의 형상이 장방형인 경우, 장변의 길이는, 예를 들면 10㎜ 이상 1400㎜ 이하여도 되고, 바람직하게는 50㎜ 이상 600㎜ 이하이다. 단변의 길이는, 예를 들면 5㎜ 이상 800㎜ 이하이며, 바람직하게는 30㎜ 이상 500㎜ 이하이며, 보다 바람직하게는 50㎜ 이상 300㎜ 이하이다. 광학 적층체(1)를 구성하는 각 층은, 각부(角部)가 R 가공되거나, 단부(端部)가 노치 가공되거나, 홀 가공되어 있어도 된다.
광학 적층체는, 바람직하게는 굴곡 가능하다. 굴곡 가능하다는 것은, 크랙 및 기포를 발생시킬 일 없이 굴곡시킬 수 있는 것을 의미한다. 광학 적층체는, 제1 광학 부재 측을 내측 및 외측의 적어도 어느 일방으로 하여 굴곡 가능해도 되고, 바람직하게는 제1 광학 부재 측을 내측으로 하여 굴곡 가능하며, 보다 바람직하게는 제1 광학 부재 측을 내측으로 하여 굴곡 반경이 1㎜가 되도록 반복 굴곡을 행했을 경우에도 크랙 또는 기포가 발생하기 어려운 경향이 있다. 본 명세서에서, 굴곡에는, 굽힘 부분에 곡면이 형성되는 절곡(折曲)의 형태가 포함된다. 절곡의 형태에 있어서, 절곡한 내면의 곡률 반경은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 굴곡에는, 내면의 굴절각이 0°보다 크고 180° 미만인 굴절의 형태, 및 내면의 곡률 반경이 제로에 근사(近似), 또는 내면의 굴절각이 0°인 폴딩(folding)의 형태가 포함된다.
광학 적층체는, 예를 들면 표시 장치 등에 이용할 수 있다. 표시 장치는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 유기 일렉트로 루미네선스(유기 EL) 표시 장치, 무기 일렉트로 루미네선스(무기 EL) 표시 장치, 액정 표시 장치, 전계 발광 표시 장치 등을 들 수 있다. 광학 적층체(1)는, 특히 굴곡이 가능한 표시 장치에 바람직하다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 적층체의 개략 단면도이다. 도 1에 나타내는 광학 적층체(1)는, 전면판인 제1 광학 부재(10)와, 제1 점착제층(31)과, 제2 광학 부재(22)와, 제2 점착제층(32)이, 이 순으로 접하여 적층되고, 또한 제2 점착제층(32)의 제2 광학 부재(22)에 접하는 측의 표면과는 반대 측의 표면에는, 2개(n ＝ 2)의 광학 부재가 적층되어 있다. 제2 점착제층(32)의 제2 광학 부재(22)에 접하는 측의 표면과는 반대 측의 표면에는, 제3 광학 부재(23), 제3 점착제층(33), 제4 광학 부재(24)가 이 순으로 접하여 적층되어 있다. 제1 ∼ 3 점착제층(31, 32, 33)은, 모두 두께가 10㎛ 이상이다.
광학 적층체(1)에 있어서, 제1 광학 부재(10)는, 기재(基材)(11)를 포함하고, 기재(11)의 제2 광학 부재(22) 측과는 반대 측의 표면에 마련된 하드 코팅층(12)을 더 포함한다. 예를 들면, 광학 적층체(1)에 있어서, 제2 광학 부재(22)는 보호판이며, 제3 광학 부재(23)는 편광판이며, 제4 광학 부재(24)는 터치 센서 패널이다.
<식 (1) 및 식 (2)>
본 발명에 따른 광학 적층체에 있어서,
제1 광학 부재에 대해서, 두께를 a1〔㎛〕, 인장 탄성률을 b1〔㎫〕로 하고,
상기 제1 점착제층에 대해서, 두께를 c1〔㎛〕, 저장 탄성률을 d1〔㎫〕로 하고,
상기 제2 광학 부재에 대해서, 두께를 a2〔㎛〕, 인장 탄성률을 b2〔㎫〕로 하고,
상기 제2 점착제층에 대해서, 두께를 c2〔㎛〕, 저장 탄성률을 d2〔㎫〕로 한다.
본 발명에 따른 광학 적층체는, 하기 식 (a) 및 (b)에서 각각 산출되는 A, B에 대해서, 하기 식 (1) 및 (2)를 충족시킨다.
A ＝ (a1 × b1 × d1)／c1 (a)
B ＝ (a2 × b2 × d2)／c2 (b)
A ≤ 8000 (1)
2115 ＜ B ≤ 9300 (2)
식 (2)를 충족시킴으로써, 스타일러스 펜이 이용되어도 오목부가 생기는 것을 억제할 수 있다. 또한, 식 (2)를 충족시킬 경우에 동시에 식 (1)을 충족시킴으로써, 내굴곡성이나 내충격성이 우수한 것으로 할 수 있다.
본 명세서에서, 광학 부재의 두께 및 인장 탄성률, 점착제층의 두께 및 저장 탄성률은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다. 광학 부재 및 점착제층의 탄성률은, 재료에 따라 다르다. 광학 부재의 인장 탄성률은, 예를 들면, 1000㎫ 이상 100000㎫ 이하이다. 점착제층의 저장 탄성률은, 예를 들면, 0.01㎫ 이상 1.5㎫ 이하이며, 바람직하게는 0.02㎫ 이상 1.0㎫ 이하이다.
식 (2)에 있어서의 B의 값은, 제2 광학 부재의 두께(a2) 및 인장 탄성률(b2), 제2 점착제층의 두께(c2) 및 저장 탄성률(d2)을 적절히 조정함으로써 조정할 수 있다. 식 (1)에 있어서의 A의 값은, 제1 광학 부재의 두께(a1) 및 인장 탄성률(b1), 제1 점착제층의 두께(c1) 및 저장 탄성률(d1)을 적절히 조정함으로써 조정할 수 있다.
본 발명자들은, 제2 광학 부재 및 제2 점착제층에 대해서는, 스타일러스 펜이 이용되어도 오목부가 생기는 것을 억제할 수 있는 기능을 구비할 필요가 있으므로 그들 물성이나 두께를 조정할 수 있는 범위가 식 (2)의 관계를 충족시키는 범위로 한정되어 있는 가운데, 제1 광학 부재와 제1 점착제층의 물성 및 두께를 조정하여, 식 (1)의 관계를 충족시킴으로써, 내굴곡성이나 내충격성이 우수한 구성이 얻어진다는 지견(知見)을 얻었다. 본 명세서에서, 오목부가 생기기 어렵다는 것은, 오목부가 생기기 어려운 것과, 오목부가 생겨도 소멸되기 쉬운 것을 포함한다. 본 발명에 따른 광학 적층체는, 오목부의 생성 곤란성을 더 향상시킬 수 있는 관점에서, 상기 식 (b)에서 산출되는 B에 대해서, 바람직하게는 하기 식 (2a):
3000 ≤ B ≤ 9200 (2a)
의 관계를 충족시킨다.
본 발명에 따른 광학 적층체는, 내굴곡성이나 내충격성을 더 향상시킬 수 있는 관점에서, 상기 식 (a)에서 산출되는 A에 대해서, 바람직하게는 하기 식 (1'):
A ≤ 7000 (1')
을 충족시키고, 더 바람직하게는 하기 식 (1a):
A ≤ 5000 (1a)
의 관계를 충족시킨다.
상기 식 (a)에서 산출되는 A에 대해서, 예를 들면 하기 식 (1b):
50 ≤ A (1b)
의 관계를 충족시키고, 바람직하게는 하기 식 (1c):
100 ≤ A (1c)
의 관계를 충족시킨다.
<제1 광학 부재>
제1 광학 부재는, 전면판이며, 표시 장치의 최표면을 구성할 수 있다. 제1 광학 부재는, 광을 투과 가능한 판상체이면, 재료 및 두께는 한정되지 않는다. 제1 광학 부재는, 기재를 포함하는 것이면, 기재만으로 구성되어 있어도, 기재 및 다른 층으로 구성되어 있어도 된다. 기재 및 다른 층은, 각각 1층만으로 구성되어도 되고, 2층 이상으로 구성되어도 된다. 제1 광학 부재에 포함되는 기재로서는, 수지제의 판상체(예를 들면 수지판, 수지 시트, 수지 필름 등), 유리제의 판상체(예를 들면 유리판, 유리 필름 등), 수지제의 판상체와 유리제의 판상체와의 적층체를 들 수 있다.
제1 광학 부재는, 인장 탄성률(b1)이, 예를 들면 1000㎫ 이상 100000㎫ 이하이며, 우수한 내충격성을 갖는 광학 적층체를 구성하기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 2000㎫ 이상 80000㎫ 이하이다.
제1 광학 부재는, 두께(a1)가, 예를 들면 10㎛ 이상 1000㎛ 이하여도 되고, 바람직하게는 20㎛ 이상 500㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상 100㎛ 이하이며, 50㎛ 이상이어도 된다. 제1 광학 부재의 두께는, 우수한 내충격성을 갖는 광학 적층체를 구성하기 쉬운 관점에서, 35㎛ 이상인 것이 바람직하다.
제1 광학 부재의 기재가 수지제의 판상체인 경우, 하드 코팅층을 갖는 것이어도 된다. 제1 광학 부재가 하드 코팅층을 가질 경우, 하드 코팅층을 적층체의 적어도 일방의 면에 마련함으로써, 경도를 보다 향상시킬 수 있다. 하드 코팅층은, 기재의 일방의 면에 형성되어 있어도 되고, 양방의 면에 형성되어 있어도 된다. 제1 광학 부재는, 제1 점착제층 측과는 반대 측의 표면이 하드 코팅층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 광학 적층체가 배치되는 표시 장치가 터치 패널 방식의 표시 장치인 경우에는, 제1 광학 부재의 표면이 터치면이 되기 때문에, 하드 코팅층을 갖는 제1 광학 부재가 바람직하게 이용된다. 하드 코팅층을 마련함으로써, 경도 및 내스크래치성을 향상시킬 수 있다. 하드 코팅층은, 예를 들면, 자외선 경화형 수지의 경화층이다. 자외선 경화형 수지로서는, 예를 들면 (메타)아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아미드계 수지, 에폭시계 수지 등을 들 수 있다. 하드 코팅층은, 경도를 향상시키기 위해, 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 첨가제는 한정되지 않고, 무기계 미립자, 유기계 미립자, 또는 이들 혼합물을 들 수 있다. 하드 코팅층의 두께는, 예를 들면 0.1㎛ 이상 30㎛ 이하여도 되고, 바람직하게는 1㎛ 이상 20㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상 15㎛ 이하이다.
하드 코팅층의 시인 측에는, 내마모성을 향상시키거나, 피지 등에 의한 오염을 방지하기 위해, 내마모층이 형성되어 있어도 된다. 제1 광학 부재는, 내마모층을 가질 수 있고, 내마모층은, 전면판의 시인 측 표면을 구성하는 층일 수 있다. 내마모층은 불소 화합물 유래의 구조를 포함할 수 있다. 불소 화합물로서는 규소 원자를 갖고, 규소 원자에 알콕시기나 할로겐과 같은 가수분해성의 기를 갖는 화합물이 바람직하다. 가수분해성기가 탈수 축합 반응함으로써 도막(塗膜)을 형성할 수 있고, 또한 기재 표면의 활성 수소와 반응함으로써 내마모층의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또한 불소 화합물은, 퍼플루오로알킬기나 퍼플루오로폴리에테르 구조를 가지면 발수성(撥水性)을 부여할 수 있으므로 바람직하다. 특히 바람직한 것은 퍼플루오로폴리에테르 구조와 탄소수 4 이상인 장쇄의 알킬기를 갖는 함(含)불소 폴리오르가노실록산 화합물이다. 불소 화합물로서는 2종류 이상의 화합물을 이용하는 것도 바람직하다. 더 포함하는 것이 바람직한 불소 화합물로서는, 탄소수 2 이상의 알킬렌기, 및 퍼플루오로알킬렌기를 포함하는 함불소 오르가노실록산 화합물이다.
내마모층의 두께는, 예를 들면 1㎚ 이상 20㎚ 이하이다. 또한, 내마모층은 발수성을 갖고 있으며, 수접촉각이 예를 들면 110 ∼ 125° 정도이다. 활락법(滑落法)으로 측정한 접촉각 히스테리시스 및 활락각은, 각각 3 ∼ 20° 정도, 2 ∼ 55° 정도이다. 또한, 내마모층은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 실라놀 축합 촉매, 산화 방지제, 방청제, 자외선 흡수제, 광안정제, 곰팡이 방지제, 항균제, 생물 부착 방지제, 소취제, 안료, 난연제, 대전 방지제 등, 각종 첨가제를 함유하고 있어도 된다.
내마모층과 하드 코팅층 사이에는 프라이머층을 마련해도 된다. 프라이머제로서, 예를 들면 자외선 경화형, 열경화형, 습기 경화형, 혹은 2액 경화형의 에폭시계 화합물 등의 프라이머제가 있다. 또한, 프라이머제로서, 폴리아믹산을 이용해도 되고, 실란커플링제를 이용하는 것도 바람직하다. 프라이머층의 두께는, 예를 들면 0.001 ∼ 2㎛이다.
내마모층과 하드 코팅층을 포함하는 적층체를 얻는 방법으로서는, 하드 코팅층 상에, 필요에 따라 프라이머제를 도포, 건조, 경화시켜 프라이머층을 형성시킨 후, 불소 화합물을 포함하는 조성물(내마모층 코팅용 조성물)을 도포, 건조함으로써 형성할 수 있다. 도포하는 방법으로서는, 예를 들면 딥 코팅법, 롤 코팅법, 바 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법, 다이 코팅법, 그라비아 코터법 등을 들 수 있다. 또한, 프라이머제, 또는, 내마모층 코팅용 조성물을 도포하기 전에, 도포면을 플라스마 처리, 코로나 처리, 또는 자외선 처리 등의 친수화 처리를 실시하는 것도 바람직하다.
기재로서 이용되는 수지 필름으로서는, 광을 투과 가능한 수지 필름이면 한정되지 않는다. 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스, 아세틸프로피오닐셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리(메타)아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리설폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드이미드 등의 고분자로 형성된 필름을 들 수 있다. 이들 고분자는, 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다. 광학 적층체를 플렉서블 디스플레이에 이용할 경우에는, 우수한 가요성을 갖고, 높은 강도 및 높은 투명성을 갖도록 구성 가능한, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드 등의 고분자로 형성된 수지 필름이 바람직하게 이용된다. 상기 식 (1)을 충족시키는 구성을 용이하게 얻기 쉬운 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 형성된 수지 필름이 바람직하게 이용된다. 또, 본 명세서에서 「(메타)아크릴」이란, 아크릴 또는 메타크릴 중 어느 것이어도 되는 것을 의미한다. (메타)아크릴레이트 등의 「(메타)」도 마찬가지의 의미이다. 수지 필름의 두께는, 예를 들면 10㎛ 이상 500㎛ 이하이며, 바람직하게는 20㎛ 이상 100㎛ 이하이다.
제1 광학 부재의 기재가 유리판인 경우, 유리판은, 디스플레이용 강화 유리가 바람직하게 이용된다. 유리판의 두께는, 예를 들면 10㎛ 이상 1000㎛ 이하여도 되고, 20㎛ 이상 100㎛ 이하여도 되고, 20㎛ 이상 50㎛ 이하여도 된다. 유리판을 이용함으로써, 우수한 기계적 강도 및 표면 경도를 갖는 전면판을 구성할 수 있다.
디스플레이용 강화 유리로서는, 강도 및 투광성이 우수한 화학 강화 유리를 이용하는 것이 바람직하다. 화학 강화 유리를 이용함으로써, 가요성(플렉서빌리티)을 유지하면서도, 반사 방지체의 내충격성을 향상시킬 수 있다. 화학 강화 유리는, 유리의 화학적 이온 교환 처리에 의해 얻을 수 있다. 화학적 이온 교환 처리에 의해, 유리 표면의 나트륨 이온이나 리튬 이온을 이온 반경이 보다 큰 칼륨 이온으로 부분적으로 치환함으로써, 유리 표면의 강도를 향상시킬 수 있다. 얇은 압축 응력층의 형성에 의해, 표면 강도가 향상한다. 화학 강화 유리에 사용되는 유리로서는, 예를 들면, 알루미노실리케이트 유리, 소다 라임 유리, 보로실리케이트 유리, 납 유리, 알칼리바륨 유리, 및 알루미노보로실리케이트 유리 등을 들 수 있다.
화학적 이온 교환 처리는, 상기 유리를 융점 이상으로 가열한 이온 치환 용액에 침지 또는 페이스트상의 이온 치환 용액을 유리에 직접 도포함으로써 행할 수 있다. 이온 치환 용액으로서는, 질산칼륨, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨, 인산칼륨, 황산칼륨 및 수산화칼륨 베이스인 것 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 질산칼륨(330℃)은, 유리의 융점(통상 500℃ 이상 600℃ 이하)보다 융점이 낮고, 취급이 용이하므로 바람직하다.
화학적 이온 교환 처리 전에 에칭 처리를 행하여, 유리의 박막화를 행해도 된다. 에칭 처리는, 화학 처리 용액으로서 불산 또는 이것과 불화암모늄 수용액 및 유기산, 예를 들면, 포름산, 아세트산, 프로피온산 등을 혼합한 것을 이용하여 행할 수도 있다. 이들을 사용하여, 분사, 디핑 등에 의해 에칭을 행할 수 있다. 에칭 처리는, 에칭 가스로서 불소를 포함한 불활성 가스, 예를 들면, CF4, C3F8, C2F6, XeF2 등을 적어도 1종 포함하는 He 가스 또는 Ar 가스를 이용하여 행해도 된다. 구체적으로는, He 가스 또는 Ar 가스로 희석한 불소를 포함하는 불활성 가스를 대기압 하에서 플라스마화하고, 불화탄소로부터 불소를 유리(遊離)시킴으로써 에칭을 행할 수 있다.
광학 적층체가 표시 장치에 이용될 경우, 제1 광학 부재는, 표시 장치의 전면(화면)을 보호하는 기능(윈도우 필름으로서의 기능)을 가질 뿐만 아니고, 터치 센서로서의 기능, 블루 라이트 컷 기능, 시야각 조정 기능 등을 갖는 것이어도 된다.
<제2 광학 부재>
제2 광학 부재는, 광을 투과 가능한 판상체이면, 재료 및 두께는 한정되지 않는다. 제2 광학 부재는, 기재를 포함하는 것이면, 기재만으로 구성되어 있어도, 기재 및 다른 층으로 구성되어 있어도 된다. 기재 및 다른 층은, 각각 1층만으로 구성되어도 되고, 2층 이상으로 구성되어도 된다. 제2 광학 부재에 포함되는 기재로서는, 수지제의 판상체(예를 들면 수지판, 수지 시트, 수지 필름 등), 유리제의 판상체(예를 들면 유리판, 유리 필름 등), 수지제의 판상체와 유리제의 판상체와의 적층체를 들 수 있다.
제2 광학 부재는, 인장 탄성률(b2)이, 예를 들면 1000㎫ 이상 100000㎫ 이하이며, 오목부를 억제하기 쉽고, 식 (2)를 충족시키는 구성을 실현하기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 10000㎫ 이상 90000㎫ 이하이다.
제2 광학 부재는, 두께(a2)가, 예를 들면 10㎛ 이상 1000㎛ 이하여도 되고, 바람직하게는 20㎛ 이상 500㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상 100㎛ 이하이며, 80㎛ 이하여도 된다. 제2 광학 부재의 두께는, 우수한 내굴곡성을 갖는 광학 적층체를 구성하기 쉬운 관점에서 70㎛ 이하인 것이 바람직하고, 우수한 내충격성을 갖는 광학 적층체를 구성하기 쉬운 관점에서 25㎛ 이상인 것이 바람직하다.
제2 광학 부재의 기재로서 이용되는 수지 필름은, 제1 광학 부재에 있어서의 기재로서 이용할 수 있는 수지 필름의 설명과 같다.
제2 광학 부재의 기재로서 이용되는 유리판의 예시는, 제1 광학 부재에 있어서의 기재로서 이용할 수 있는 유리판의 설명과 같다. 상기 식 (2)를 충족시키는 구성을 용이하게 얻기 쉬운 관점에서, 제2 광학 부재의 기재로서 유리판이 바람직하게 이용된다.
제2 광학 부재로서는, 두께가 100㎛ 이하인 유리판이 바람직하게 이용된다. 유리판의 두께는, 광학 적층체의 굴곡성 및 투광성을 향상시키는 관점에서 바람직하게는 90㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 80㎛ 이하이며, 더 바람직하게는 70㎛ 이하이며, 특히 바람직하게는 60㎛ 이하이며, 보다 특히 바람직하게는 50㎛ 이하이다. 유리판의 두께는, 통상 10㎛ 이상이며, 광학 적층체의 내충격성을 향상시키는 관점에서 바람직하게는 20㎛ 이상, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상이다.
<점착제층>
제1 점착제층은, 제1 광학 부재와 제2 광학 부재 사이에 개재하여, 이들을 첩합(貼合)한다. 제2 점착제층은, 제2 광학 부재의 제1 광학 부재 측(전면판 측)과는 반대 측의 표면에 적층되어 있다. 제x 점착제층은, 제x 광학 부재의 제1 광학 부재 측(전면판 측)과는 반대 측의 표면에 적층되어 있다. 점착제층은, 두께가 10㎛ 이상이면, 1층으로 이루어지는 것이어도 되고, 2층 이상으로 이루어지는 것이어도 되지만, 바람직하게는 1층으로 이루어지는 것이다. 각 점착제층은, 점착제 조성물의 조성 및 배합 성분, 두께 등에 있어서, 같아도 되고, 달라도 된다.
점착제층의 두께는 10㎛ 이상이며, 바람직하게는 12㎛ 이상이며, 또한, 바람직하게는 100㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 50㎛ 이하이다.
제1 점착제층은, 스타일러스 펜의 눌러댐에 의해 생기는 오목부를 억제할 수 있다는 관점에서, 두께(c1)가, 바람직하게는 12㎛ 이상 80㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상 70㎛ 이하이다.
제1 점착제층은, 하부에 영향을 주는 충격을 흡수한다는 관점에서, 저장 탄성률(d1)이, 바람직하게는 0.01㎫ 이상 1.5㎫ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.02㎫ 이상 1.0㎫ 이하이며, 0.07㎫ 이하여도 된다.
제2 점착제층은, 스타일러스 펜의 눌러댐에 의해 생기는 오목부를 억제할 수 있다는 관점에서, 두께(c2)가, 바람직하게는 12㎛ 이상 80㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상 70㎛ 이하이다.
제2 점착제층은, 하부에 영향을 주는 충격을 흡수한다는 관점에서, 저장 탄성률(d2)이, 바람직하게는 0.01㎫ 이상 1.5㎫ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.02㎫ 이상 1.0㎫ 이하이다.
점착제층은, (메타)아크릴계 수지, 고무계 수지, 우레탄계 수지, 에스테르계 수지, 실리콘계 수지, 폴리비닐에테르계 수지를 주성분(베이스 폴리머)으로 하는 점착제 조성물로 구성할 수 있다. 점착제층을 구성하는 점착제 조성물로서는, 투명성, 내후성(耐候性), 내열성 등이 우수한 (메타)아크릴계 수지를 베이스 폴리머로 하는 점착제 조성물이 바람직하다. 점착제 조성물은, 활성 에너지선 경화형 또는 열경화형이어도 된다.
점착제 조성물에 이용되는 (메타)아크릴계 수지로서는, (메타)아크릴산부틸, (메타)아크릴산에틸, (메타)아크릴산이소옥틸, (메타)아크릴산2-에틸헥실 등의 (메타)아크릴산에스테르의 1종 또는 2종 이상을 모노머로 하는 중합체 또는 공중합체가 바람직하게 이용된다. 베이스 폴리머에는, 극성 모노머를 공중합시키는 것이 바람직하다. 극성 모노머로서는, (메타)아크릴산 화합물, (메타)아크릴산2-히드록시프로필 화합물, (메타)아크릴산히드록시에틸 화합물, (메타)아크릴아미드 화합물, N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 화합물, 글리시딜(메타)아크릴레이트 화합물 등의, 카르복시기, 수산기, 아미드기, 아미노기, 에폭시기 등을 갖는 모노머를 들 수 있다.
점착제 조성물은, 상기 베이스 폴리머만을 포함하는 것이어도 되지만, 통상은 가교제를 더 함유한다. 가교제로서는, 2가 이상의 금속 이온으로서, 카르복시기와의 사이에서 카르복시산 금속염을 형성하는 금속 이온, 카르복시기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 폴리아민 화합물, 카르복시기와의 사이에서 에스테르 결합을 형성하는 폴리에폭시 화합물 또는 폴리올, 카르복시기와의 사이에서 아미드 결합을 형성하는 폴리이소시아네이트 화합물이 예시된다. 가교제는, 바람직하게는 폴리이소시아네이트 화합물이다.
활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은, 자외선이나 전자선과 같은 활성 에너지선의 조사를 받아 경화되는 성질을 갖고 있으며, 활성 에너지선 조사 전에 있어서도 점착성을 가져 필름 등의 피착체에 밀착시킬 수 있고, 활성 에너지선의 조사에 의해 경화되어 밀착력의 조정을 할 수 있는 성질을 갖는다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은, 자외선 경화형인 것이 바람직하다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물은, 베이스 폴리머, 가교제에 더하여, 활성 에너지선 중합성 화합물을 더 함유한다. 필요에 따라, 광중합개시제, 광증감제 등을 함유시켜도 된다.
활성 에너지선 중합성 화합물로서는, 예를 들면 분자 내에 적어도 1개의 (메타)아크릴로일옥시기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머; 관능기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻어지고, 분자 내에 적어도 2개의 (메타)아크릴로일옥시기를 갖는 (메타)아크릴레이트올리고머 등의 (메타)아크릴로일옥시기 함유 화합물 등의 (메타)아크릴계 화합물, 분자 내에 적어도 2개의 벤조일페닐메타아크릴로일기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 점착제 조성물은, 활성 에너지선 중합성 화합물을, 점착제 조성물의 고형분 100질량부에 대하여 0.1질량부 이상 포함할 수 있고, 10질량부 이하, 5질량부 이하 또는 2질량부 이하 포함할 수 있다.
벤조일페닐메타아크릴로일기는, 이하의 구조로 표시되는 기를 의미한다. *는 결합수(結合手)를 나타낸다. 활성 에너지선 중합성 화합물이 분자 내에 갖는 벤조일페닐메타아크릴로일기의 수는, 5 이하일 수 있고, 4 이하일 수 있다.
[화 1]
Figure pat00001
분자 내에 적어도 2개의 벤조일페닐메타아크릴로일기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 다음의 화합물을 들 수 있다.
[화 2]
Figure pat00002
광중합개시제로서는, 예를 들면 벤조페논, 벤질디메틸케탈, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등을 들 수 있다. 광중합개시제는, 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. 점착제 조성물이 광중합개시제를 포함할 때, 그 전체 함유량은, 예를 들면 점착제 조성물의 고형분 100질량부에 대해 0.01질량부 이상 3.0질량부 이하여도 된다.
점착제 조성물은, 광산란성을 부여하기 위한 미립자, 비드(수지 비드, 유리 비드 등), 유리 섬유, 베이스 폴리머 이외의 수지, 점착성 부여제, 충전제(금속분이나 그 외의 무기 분말 등), 산화 방지제, 자외선 흡수제, 염료, 안료, 착색제, 소포제, 부식 방지제, 광중합개시제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
점착제층은, 상기 점착제 조성물의 유기 용제 희석액을 기재 상에 도포하고, 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 점착제층은, 점착제 조성물을 이용하여 형성된 점착 시트를 이용하여 형성할 수도 있다. 활성 에너지선 경화형 점착제 조성물을 이용했을 경우에는, 형성된 점착제층에, 활성 에너지선을 조사함으로써 원하는 경화도를 갖는 점착제층으로 할 수 있다.
<광학 부재>
광학 적층체에 있어서의 광학 부재로서는, 예를 들면, 전면판(제1 광학 부재), 보호판(제2 광학 부재), 편광판, 터치 센서 패널 등, 그 외에, 배면판 등이 예시된다. 배면판으로서는, 터치 센서 패널, 유기 EL 표시 소자 등을 들 수 있다. 광학 부재가 복수의 층으로 구성될 경우에는, 두 개의 층을 첩합하기 위한 첩합층을 포함할 수 있다. 광학 적층체에 있어서의 광학 부재의 적층 순서로서는, 예를 들면, 전면판(제1 광학 부재)／보호판／편광판／터치 센서 패널, 전면판(제1 광학 부재)／보호판／편광판／터치 센서 패널／유기 EL 표시 소자, 전면판(제1 광학 부재)／보호판／터치 센서 패널／편광판, 전면판(제1 광학 부재)／보호판／터치 센서 패널／편광판／유기 EL 표시 소자 등을 들 수 있다. 여기에서 나타낸 적층 순서에 있어서의 편광판은, 광학 적층체에 반사 방지 필름으로서의 기능을 부여할 수 있는 점에서, 원 편광판인 것이 바람직하다. 여기에서 나타낸 적층 순서에 있어서의 보호판은, 포함되어 있지 않아도 되고, 제2 광학 부재로서 보호판을 이용함으로써, 식 (2)를 충족시키는 구성을 용이하게 조정하는 것이 용이하다는 관점에서는 포함되어 있는 것이 바람직하다.
≪편광판≫
편광판은, 예를 들면 직선 편광판, 원 편광판(타원 편광판을 포함함) 등이어도 된다. 원 편광판은, 직선 편광판 및 위상차층을 구비한다. 원 편광판은, 화상 표시 장치 중에서 반사된 외광을 흡수할 수 있기 때문에, 광학 적층체에 반사 방지 필름으로서의 기능을 부여할 수 있다.
편광판의 두께는, 통상 5㎛ 이상이며, 20㎛ 이상이어도 되고, 25㎛ 이상이어도 되고, 30㎛ 이상이어도 된다. 또한, 편광판의 두께는, 80㎛ 이하인 것이 바람직하고, 60㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
≪직선 편광판≫
직선 편광판은, 자연광 등의 비편광인 광선으로부터, 어느 일방향의 직선 편광을 선택적으로 투과시키는 기능을 갖는다. 직선 편광판은, 이색성 색소를 흡착시킨 연신 필름 또는 연신층, 중합성 액정 화합물의 경화물 및 이색성 색소를 포함하고, 이색성 색소가 중합성 액정 화합물의 경화물 중으로 분산하며, 배향하고 있는 액정층 등을 편광자층으로서 구비할 수 있다. 이색성 색소는, 분자의 장축 방향에서의 흡광도와 단축 방향에서의 흡광도가 서로 다른 성질을 갖는 색소를 말한다. 액정층을 편광자층으로서 이용한 직선 편광판은, 이색성 색소를 흡착시킨 연신 필름 또는 연신층에 비해, 굴곡 방향으로 제한이 없기 때문에 바람직하다.
(이색성 색소를 흡착시킨 연신 필름 또는 연신층인 편광자층)
이색성 색소를 흡착시킨 연신 필름인 편광자층은, 통상, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드 등의 이색성 색소로 염색함으로써, 그 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세(水洗)하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다.
편광자층의 두께는, 통상 30㎛ 이하이며, 바람직하게는 18㎛ 이하, 보다 바람직하게는 15㎛ 이하이다. 편광자층의 두께를 얇게 하는 것은, 편광판의 박막화에 유리하다. 편광자층의 두께는, 통상 1㎛ 이상이며, 예를 들면 5㎛ 이상이어도 된다.
폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외, 아세트산비닐과 그것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체가 이용된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 불포화 카르복시산계 화합물, 올레핀계 화합물, 비닐에테르계 화합물, 불포화설폰계 화합물, 암모늄기를 갖는 (메타)아크릴아미드계 화합물을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 통상 85몰％ 이상 100몰％ 이하 정도이며, 바람직하게는 98몰％ 이상이다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 되고, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상 1000 이상 10000 이하이며, 바람직하게는 1500 이상 5000 이하이다.
이색성 색소를 흡착시킨 연신층인 편광자층은, 통상, 상기 폴리비닐알코올계 수지를 포함하는 도포액을 기재 필름 상에 도포하는 공정, 얻어진 적층 필름을 일축 연신하는 공정, 일축 연신된 적층 필름의 폴리비닐알코올계 수지층을 이색성 색소로 염색함으로써, 그 이색성 색소를 흡착시켜 편광자층으로 하는 공정, 이색성 색소가 흡착된 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 편광자층을 형성하기 위해 이용하는 기재 필름은, 편광자층의 보호층으로서 이용해도 된다. 필요에 따라, 기재 필름을 편광자층으로부터 박리 제거해도 된다. 기재 필름의 재료 및 두께는, 후술하는 열가소성 수지 필름의 재료 및 두께와 마찬가지여도 된다.
이색성 색소를 흡착시킨 연신 필름 또는 연신층인 편광자층은, 그대로 직선 편광판으로서 이용해도 되고, 그 편면 또는 양면에 보호층을 형성하여 직선 편광판으로서 이용해도 된다. 보호층으로서는, 후술하는 열가소성 수지 필름을 이용할 수 있다. 얻어지는 직선 편광판의 두께는, 바람직하게는 2㎛ 이상 40㎛ 이하이다.
열가소성 수지 필름은, 예를 들면 시클로폴리올레핀계 수지 필름; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 등의 수지로 이루어지는 아세트산셀룰로오스계 수지 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 수지로 이루어지는 폴리에스테르계 수지 필름; 폴리카보네이트계 수지 필름; (메타)아크릴계 수지 필름; 폴리프로필렌계 수지 필름 등, 당분야에 있어서 공지된 필름을 들 수 있다. 편광자층과 보호층은, 후술하는 첩합층을 개재하여 적층할 수 있다.
열가소성 수지 필름의 두께는, 박형화의 관점에서, 통상 100㎛ 이하이며, 바람직하게는 80㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 60㎛ 이하이며, 더 바람직하게는 40㎛ 이하이며, 더욱 더 바람직하게는 30㎛ 이하이며, 또한, 통상 5㎛ 이상이며, 바람직하게는 10㎛ 이상이다.
열가소성 수지 필름 상에 하드 코팅층이 형성되어 있어도 된다. 하드 코팅층은, 열가소성 수지 필름의 일방의 면에 형성되어 있어도 되고, 양면에 형성되어 있어도 된다. 하드 코팅층을 마련함으로써, 경도 및 스크래치성을 향상시킨 열가소성 수지 필름으로 할 수 있다. 하드 코팅층은, 상술한 수지 필름에 형성되는 하드 코팅층과 마찬가지로 하여 형성할 수 있다.
(액정층인 편광자층)
액정층을 형성하기 위해 이용하는 중합성 액정 화합물은, 중합성 반응기를 가지며, 또한, 액정성을 나타내는 화합물이다. 중합성 반응기는, 중합 반응에 관여하는 기이며, 광중합성 반응기인 것이 바람직하다. 광중합성 반응기는, 광중합개시제로부터 발생한 활성 라디칼이나 산 등에 의해 중합 반응에 관여할 수 있는 기를 말한다. 광중합성 관능기로서는, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다. 중합성 액정 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않고, 봉상(棒狀) 액정 화합물, 원반상 액정 화합물, 및 이들 혼합물을 이용할 수 있다. 중합성 액정 화합물의 액정성은, 서모트로픽성 액정이어도 리오트로픽성 액정이어도 되고, 상질서 구조로서는 네마틱 액정이어도 스멕틱 액정이어도 된다.
액정층인 편광자층에 이용되는 이색성 색소로서는, 300 ∼ 700㎚의 범위에 흡수 극대 파장(λMAX)을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 이색성 색소로서는, 예를 들면, 아크리딘 색소, 옥사진 색소, 시아닌 색소, 나프탈렌 색소, 아조 색소, 및 안트라퀴논 색소 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 아조 색소가 바람직하다. 아조 색소로서는, 모노아조 색소, 비스아조 색소, 트리스아조 색소, 테트라키스아조 색소, 및 스틸벤아조 색소 등을 들 수 있고, 바람직하게는 비스아조 색소, 및 트리스아조 색소이다. 이색성 색소는 단독으로도, 2종 이상을 조합해도 되지만, 3종 이상을 조합하는 것이 바람직하다. 특히, 3종 이상의 아조 화합물을 조합하는 것이보다 바람직하다. 이색성 색소의 일부가 반응성기를 갖고 있어도 되고, 또한 액정성을 갖고 있어도 된다.
액정층인 편광자층은, 예를 들면 기재 필름 상에 형성한 배향막 상에, 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 편광자층 형성용 조성물을 도포하고, 중합성 액정 화합물을 중합하여 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 기재 필름 상에, 편광자층 형성용 조성물을 도포하여 도막을 형성하고, 이 도막을 기재 필름과 함께 연신함으로써, 편광자층을 형성해도 된다. 편광자층을 형성하기 위해 이용하는 기재 필름은, 편광자층의 보호층으로서 이용해도 된다. 기재 필름의 재료 및 두께는, 상술한 열가소성 수지 필름의 재료 및 두께와 마찬가지여도 된다.
중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 포함하는 편광자층 형성용 조성물, 및 이 조성물을 이용한 편광자층의 제조 방법으로서는, 일본 특허공개 2013-37353호 공보, 일본 특허공개 2013-33249호 공보, 일본 특허공개 2017-83843호 공보 등에 기재된 것을 예시할 수 있다. 편광자층 형성용 조성물은, 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소에 더하여, 용매, 중합개시제, 가교제, 레벨링제, 산화 방지제, 가소제, 증감제 등의 첨가제를 더 포함하고 있어도 된다. 이들 성분은, 각각 1종만을 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 된다.
편광자층 형성용 조성물이 함유하고 있어도 되는 중합개시제는, 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 개시할 수 있는 화합물이며, 보다 저온 조건 하에서, 중합 반응을 개시할 수 있는 점에서, 광중합성 개시제가 바람직하다. 구체적으로는, 광의 작용에 의해 활성 라디칼 또는 산을 발생할 수 있는 광중합개시제를 들 수 있고, 그 중에서도, 광의 작용에 의해 라디칼을 발생하는 광중합개시제가 바람직하다. 중합개시제의 함유량은, 중합성 액정 화합물의 총량 100중량부에 대하여, 바람직하게는 1질량부 이상 10질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 3질량부 이상 8질량부 이하이다. 이 범위 내이면, 중합성기의 반응이 충분히 진행되며, 또한, 액정 화합물의 배향 상태를 안정화시키기 쉽다.
액정층인 편광자층의 두께는, 통상 10㎛ 이하이며, 바람직하게는 0.5㎛ 이상 8㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상 5㎛ 이하이다.
액정층인 편광자층은, 기재 필름을 박리 제거하지 않고 직선 편광판으로서 이용해도 되고, 기재 필름을 편광자층으로부터 박리 제거하여 직선 편광판으로 해도 된다. 액정층인 편광자층은, 그 편면 또는 양면에 보호층을 형성하여 직선 편광판으로서 이용해도 된다. 보호층으로서는, 상술하는 열가소성 수지 필름을 이용할 수 있다.
액정층인 편광자층은, 편광자층의 보호 등을 목적으로 하여, 편광자층의 편면 또는 양면에 오버 코팅층을 갖고 있어도 된다. 오버 코팅층은, 예를 들면 편광자층 상에 오버 코팅층을 형성하기 위한 재료(조성물)를 도포함으로써 형성할 수 있다. 오버 코팅층을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 광경화성 수지, 수용성 폴리머 등을 들 수 있다. 오버 코팅층을 구성하는 재료로서는, (메타)아크릴계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 등을 이용할 수 있다.
(위상차층)
편광판에 포함되는 위상차층은, 1층이어도 되고 2층 이상이어도 된다. 위상차층은, 편광자층의 전면판 측과는 반대 측의 표면 상에 적층되어 있는 것이 바람직하다. 위상차층은, 그 표면을 보호하는 오버 코팅층, 위상차층을 지지하는 기재 필름 등을 갖고 있어도 된다. 위상차층은, λ／4층을 포함하고, 또한 λ／2층 또는 포지티브 C층 중 적어도 어느 것을 포함하고 있어도 된다. 위상차층이 λ／2층을 포함할 경우, 직선 편광판 측으로부터 순서대로 λ／2층 및 λ／4층을 적층한다. 위상차층이 포지티브 C층을 포함할 경우, 직선 편광판 측으로부터 순서대로 λ／4층 및 포지티브 C층을 적층해도 되고, 직선 편광판 측으로부터 순서대로 포지티브 C층 및 λ／4층을 적층해도 된다. 위상차층의 두께는, 예를 들면 0.1㎛ 이상 10㎛ 이하이며, 바람직하게는 0.5㎛ 이상 8㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상 6㎛ 이하이다.
위상차층은, 보호층의 재료로서 예시한 수지 필름으로 형성해도 되고, 중합성 액정 화합물이 경화된 층으로 형성해도 된다. 위상차층은, 배향막을 더 포함해도 된다. 위상차층은, λ／4층과, λ／2층 및 포지티브 C층을 첩합하기 위한 첩합층을 갖고 있어도 된다.
중합성 액정 화합물을 경화하여 위상차층을 형성할 경우, 위상차층은, 중합성 액정 화합물을 포함하는 조성물을 기재 필름에 도포하고 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 기재 필름과 도포층 사이에 배향층을 형성해도 된다. 기재 필름의 재료 및 두께는, 상기 열가소성 수지 필름의 재료 및 두께와 같아도 된다. 중합성 액정 화합물을 경화하여 이루어지는 층으로 위상차층을 형성할 경우, 위상차층은, 배향층 및 기재 필름을 갖는 형태로 광학 적층체에 편성되어도 된다. 위상차층은, 첩합층을 개재하여 직선 편광판과 첩합할 수 있다.
≪터치 센서 패널≫
터치 센서 패널로서는, 전면에서 터치된 위치를 검출 가능한 센서이며, 또는 전면에서 스타일러스 펜에 의해 행해진 조작이나 필기 등의 눌러댐을 검출 가능한 센서이며, 투명 도전층을 갖는 구성일 수 있다. 터치 센서 패널은, 투명 도전층에 더해, 이것을 지지하는 기재를 가질 수 있다. 검출 방식은 한정되지 않고, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 광센서 방식, 초음파 방식, 전자 유도 결합 방식, 표면 탄성파 방식 등의 터치 센서 패널이 예시된다. 그 중에서도, 저비용, 빠른 반응 속도, 박막화의 면에서, 정전 용량 방식의 터치 센서 패널이 바람직하게 이용된다. 터치 센서 패널은, 투명 도전층과 이것을 지지하는 기재 사이에, 접착층, 분리층, 보호층 등을 구비해도 된다. 접착층으로서는, 접착제층, 점착제층을 들 수 있다. 투명 도전층을 지지하는 기재로서, 일방의 표면에 투명 도전층이 증착 형성되어 있는 기재, 접착층을 개재하여 투명 도전층이 전사(轉寫)된 기재 등을 들 수 있다.
정전 용량 방식의 터치 센서 패널의 일례는, 기재와, 기재의 표면에 마련된 위치 검출용의 투명 도전층과, 터치 위치 검지 회로에 의해 구성되어 있다. 정전 용량 방식의 터치 센서 패널을 갖는 광학 적층체를 마련한 표시 장치에 있어서는, 전면판의 표면이 터치되면, 터치된 점에서 인체의 정전 용량을 통해 투명 도전층이 접지된다. 터치 위치 검지 회로가, 투명 도전층의 접지를 검지하여, 터치된 위치가 검출된다. 서로 이간(離間)한 복수의 투명 도전층을 가짐으로써, 보다 상세한 위치의 검출이 가능해진다.
투명 도전층은, ITO 등의 금속 산화물로 이루어지는 투명 도전층이어도 되고, 알루미늄이나 구리, 은, 금, 또는 이들 합금 등의 금속으로 이루어지는 금속층이어도 된다.
분리층은, 유리 등의 기판 상에 형성되어, 분리층 상에 형성된 투명 도전층을 분리층과 함께, 기판으로부터 분리하기 위한 층일 수 있다. 분리층은, 무기물층 또는 유기물층인 것이 바람직하다. 무기물층을 형성하는 재료로서는, 예를 들면 실리콘 산화물을 들 수 있다. 유기물층을 형성하는 재료로서는, 예를 들면 (메타)아크릴계 수지 조성물, 에폭시계 수지 조성물, 폴리이미드계 수지 조성물 등을 이용할 수 있다.
보호층은, 투명 도전층에 접하여 도전층을 보호하기 위해 마련할 수 있다. 보호층은 유기 절연막 및 무기 절연막 중 적어도 하나를 포함하고, 이들 막은, 스핀 코팅법, 스퍼터링법, 증착법 등에 의해 형성할 수 있다.
터치 센서 패널은 예를 들면, 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 제1 방법으로는, 우선 유리 기판에 접착층을 개재하여 기재를 적층한다. 기재 상에, 포토리소그래피에 의해 패턴화된 투명 도전층을 형성한다. 온도를 제어함으로써, 유리 기판과 기재를 분리하여, 투명 도전층과 기재로 이루어지는 터치 센서 패널이 얻어진다.
제2 방법으로는, 우선 유리 기판 상에 분리층을 형성하고, 필요에 따라, 분리층 상에 보호층을 형성한다. 분리층(또는 보호층) 상에, 포토리소그래피에 의해 패턴화된 투명 도전층을 형성한다. 투명 도전층 상에, 박리 가능한 보호 필름을 적층하고, 투명 도전층부터 분리층까지를 전사하여, 유리 기판을 분리한다. 접착층을 개재하여 기재와 분리층을 첩합하고, 박리 가능한 보호 필름을 박리함으로써, 투명 도전층과 분리층과 접착층과 기재를 이 순으로 갖는 터치 센서 패널이 얻어진다.
터치 센서 패널의 기재로서는, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 시클로올레핀폴리머, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리올레핀, 폴리시클로올레핀, 폴리카보네이트, 폴리에테르설폰, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리노르보르넨 등의 수지 필름을 들 수 있다. 원하는 터프니스를 갖는 기재층을 구성하기 쉬운 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하게 이용된다.
터치 센서 패널은, 우수한 내충격성을 갖는 광학 적층체를 구성하기 쉬운 관점에서, 두께가 30㎛ 이상인 것이 바람직하다. 터치 센서 패널의 두께는, 예를 들면 100㎛ 이하이다.
≪배면판≫
배면판으로서는, 광을 투과 가능한 판상체나 통상의 표시 장치에 이용되는 구성 요소 등을 이용할 수 있다.
배면판의 두께는, 예를 들면 5㎛ 이상 2000㎛ 이하여도 되고, 바람직하게는 10㎛ 이상 1000㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 15㎛ 이상 500㎛ 이하이다.
배면판에 이용되는 판상체로서는, 1층만으로 구성되어도 되고, 2층 이상으로 구성된 것이어도 되고, 전면판에 있어서 기술한 판 상태에 대해서 예시한 것을 이용할 수 있다.
배면판에 이용하는 통상의 표시 장치에 이용되는 구성 요소로서는, 예를 들면 상술한 터치 센서 패널, 유기 EL 표시 소자 등을 들 수 있다.
(첩합층)
광학 부재는, 2개의 층을 접합하기 위한 첩합층을 포함할 수 있다. 첩합층은, 점착제 또는 접착제로 구성되는 층이다. 첩합층이 점착제층인 경우, 그 두께는 10㎛ 미만이다. 첩합층의 재료가 되는 점착제는, 상술한 제x 점착제층에서 설명한 점착제 조성물을 이용할 수 있다.
첩합층의 재료가 되는 접착제로서는, 예를 들면 수계 접착제, 활성 에너지선 경화형 접착제 등 중 1종 또는 2종 이상을 조합해서 형성할 수 있다. 수계 접착제로서는, 예를 들면 폴리비닐알코올계 수지 수용액, 수계 이액형 우레탄계 에멀젼 접착제 등을 들 수 있다. 활성 에너지선 경화형 접착제는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 경화되는 접착제이며, 예를 들면 중합성 화합물 및 광중합성 개시제를 포함하는 접착제, 광반응성 수지를 포함하는 접착제, 바인더 수지 및 광반응성 가교제를 포함하는 접착제 등을 들 수 있다. 상기 중합성 화합물로서는, 광경화성 에폭시계 모노머, 광경화성 아크릴계 모노머, 광경화성 우레탄계 모노머 등의 광중합성 모노머, 및 이들 모노머에 유래하는 올리고머 등을 들 수 있다. 상기 광중합개시제로서는, 자외선 등의 활성 에너지선을 조사하여 중성 라디칼, 음이온 라디칼, 양이온 라디칼과 같은 활성종을 발생하는 물질을 포함하는 화합물을 들 수 있다.
첩합층의 두께는, 예를 들면 1㎛ 이상이어도 되고, 바람직하게는 1㎛ 이상 10㎛ 미만, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상 10㎛ 미만, 더 바람직하게는 2.5㎛ 이상 5㎛ 이하이다.
첩합층을 개재하여 첩합되는 대향하는 두 개의 표면은, 미리 코로나 처리, 플라스마 처리, 화염 처리 등을 행해도 되고, 프라이머층 등을 갖고 있어도 된다.
[광학 적층체의 제조 방법]
광학 적층체는, 점착제층을 개재하여, 광학 부재를 첩합하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 광학 부재의 점착제층과 접하는 표면은, 밀착력을 조정하는 목적으로, 코로나 처리 등의 표면 활성화 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 코로나 처리의 조건은 적절히 설정할 수 있고, 첩합면의 일방의 면과 다른 면에서 조건이 서로 달라도 된다. 또, 첩합면이 터치 센서 패널의 투명 도전층인 경우에는, 코로나 처리는 행하지 않는 것이 바람직하다.
<표시 장치>
본 발명에 따른 표시 장치는 본 발명에 따른 광학 적층체를 포함한다. 표시 장치는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 유기 EL 표시 장치, 무기 EL 표시 장치, 액정 표시 장치, 전계 발광 표시 장치 등의 화상 표시 장치를 들 수 있다. 본 발명의 광학 적층체를 포함하는 표시 장치는, 우수한 내충격성을 갖고, 굴곡 또는 권회(卷回) 등이 가능한 플렉서블 디스플레이로서 이용할 수도 있다.
표시 장치에 있어서, 광학 적층체는, 제1 광학 부재(전면판)를 외측(표시 소자 측과는 반대 측, 즉 시인 측)을 향하여 표시 장치가 갖는 표시 소자의 시인 측에 배치된다. 표시 장치는, 제1 광학 부재(전면판) 측을 내측으로 하여 굴곡 가능한 것이 바람직하다. 표시 장치는, 제1 광학 부재(전면판) 측을 외측으로 하여 굴곡 가능해도 된다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 터치 패널 방식의 표시 장치로서 바람직하며, 스타일러스 펜으로의 입력 가능한 표시 장치로서 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 스마트폰, 태블릿 등의 모바일 기기, 텔레비전, 디지털 포토 프레임, 전자 간판, 측정기나 계기류, 사무용 기기, 의료 기기, 전산 기기 등으로서 이용할 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[두께의 측정]
광학 적층체를 이루는 각 층의 두께는, 접촉식 막두께 측정 장치(Nikon Corporation 제조 「MS-5C」)를 이용하여 측정했다.
[광학 부재의 인장 탄성률의 측정]
인장 시험기(AG-1S, Shimadzu Corporation 제조)를 이용하여, 온도 23℃ 상대 습도 55％의 조건으로, 인장 탄성률을 측정했다. 측정 대상의 광학 부재가 면 내에 위상차를 가질 경우, 지상축(遲相軸) 방향의 인장 탄성률을 측정하고, 인장 탄성률로 했다.
광학 부재에 대해서, 기재와 하드 코팅층으로 이루어지는 광학 부재의 인장 탄성률은, 하드 코팅층의 두께가 20㎛ 이하인 경우에는, 기재의 인장 탄성률을 광학 부재의 인장 탄성률로 간주하는 것으로 한다.
[점착제층의 저장 탄성률의 측정]
점착제층의 저장 탄성률은, 점탄성 측정 장치(Anton Paar사 제조 「MCR-301」)를 사용하여 측정했다. 점착제층을 폭 20㎜ × 길이 20㎜로 재단하고, 두께가 150㎛가 되도록 복수매 적층했다. 적층된 점착제층을 유리판에 접합했다. 점착제층과 측정 칩이 접착한 상태에서, -20℃ 내지 100℃의 온도 영역에서, 주파수 1.0㎐, 변형량 1％, 승온 속도 5℃／분의 조건 하에서 측정을 행하고, 온도 25℃에서의 저장 탄성률을 측정했다.
[점착제층의 준비]
(점착 시트 1a의 제작)
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반기를 구비한 반응기에, 아세트산에틸 80질량부, 아크릴산n-부틸 70질량부, 아크릴산메틸 20질량부, 아크릴산 1.0질량부의 혼합 용액을 투입하고, 질소 가스로 장치 내의 공기를 치환하여 산소를 포함하지 않으면서, 내온을 55℃로 올렸다. 그 후, 라디칼 중합개시제(2,2'-아조비스이소부티로니트릴) 0.2질량부를 아세톤 10질량부에 녹인 용액을 전량 첨가했다. 개시제 첨가 1시간 후에, 단량체를 제외한 아크릴 수지의 농도가 35％가 되도록, 첨가 속도 17.3부／시로 아세톤을 연속적으로 반응기에 첨가하면서, 내온 54 ∼ 56℃에서 12시간 보온하고, 마지막에 아세트산에틸을 첨가하여, 아크릴 수지의 농도가 20％가 되도록 조절했다. 얻어진 아크릴 수지는, 중량 평균 분자량 Mw가 15만, Mw／Mn이 5.0이었다. 얻어진 아크릴 수지에, 가교제(TOSOH CORPORATION 제조 「콜로네이트 L」) 0.3질량부, 실란커플링제(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조 「X-12-981」) 0.5질량부를 혼합하고, 전체 고형분 농도가 10％가 되도록 아세트산에틸을 첨가하여, 점착제 조성물을 얻었다.
얻어진 점착제 조성물의 도포 용액을 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(박리 필름 B)의 이형 처리면에, 어플리케이터를 이용하여 건조 후의 두께가 50㎛가 되도록 도포했다. 도포층을 100℃에서 1분간 건조하여, 점착제층을 구비하는 필름을 얻었다. 그 후, 점착제층의 노출면 상에, 다른 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(박리 필름 A)을 첩합했다. 그 후, 온도 23℃, 상대 습도 50％RH의 조건으로 7일간 양생(養生)시켰다. 이와 같이 하여, 박리 필름 B／점착제층(두께 50㎛)／박리 필름 A의 구성으로 이루어지는 점착 시트 1a를 제작했다. 점착 시트 1a의 점착제층을 점착제층 1a로 한다. 점착제층 1a의 온도 25℃에서의 저장 탄성률은, 0.047㎫이었다.
(점착 시트 1b ∼ 1f의 제작)
점착 시트 1b ∼ 1f에 대해서, 점착제 조성물의 도포 용액을 건조 후의 두께가, 각각 15㎛, 25㎛, 30㎛, 40㎛, 60㎛가 되도록 도포한 것 이외에는, 점착 시트 1a의 제작과 마찬가지로 하여, 박리 필름 B／점착제층(두께: 15㎛, 25㎛, 30㎛, 40㎛, 60㎛)／박리 필름 A의 구성으로 이루어지는 점착 시트 1b ∼ 1f를 제작했다. 점착 시트 1b ∼ 1f의 점착제층을 점착제층 1b ∼ 1f로 한다. 점착제층 1b ∼ 1f의 온도 25℃에서의 저장 탄성률은, 점착제층 1a의 온도 25℃에서의 저장 탄성률과 같은 0.047㎫로 간주할 수 있다.
(점착 시트 2a의 제작)
아크릴산n-부틸 98.4질량부, 아크릴산2-에틸헥실 1질량부 및 아크릴산4-히드록시부틸 10질량부를 공중합시켜, 아크릴 수지를 조제했다. 이 아크릴 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 28만이었다. 상기 공정에서 얻어진 아크릴 수지 100질량부(고형분 환산치; 이하 같음)와, 가교제(TOSOH CORPORATION 제조 「콜로네이트 L」) 0.5질량부, 실란커플링제(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조 「X-12-981」) 0.5질량부를 혼합하고, 전체 고형분 농도가 10％가 되도록 아세트산에틸을 첨가하여, 점착제 조성물을 얻었다.
상기 점착제 조성물을 이용한 것 이외에는, 점착 시트 1a의 제작과 마찬가지로 하여, 박리 필름 B／점착제층(두께 50㎛)／박리 필름 A의 구성으로 이루어지는 점착 시트 2a를 제작했다. 점착 시트 2a의 점착제층을 점착제층 2a로 한다. 점착제층 2a의 온도 25℃에서의 저장 탄성률은, 0.08㎫이었다.
(점착 시트 2b의 제작)
점착 시트 2b에 대해서, 점착제 조성물의 도포 용액을 건조 후의 두께가, 20㎛가 되도록 도포한 것 이외에는, 점착 시트 2a의 제작과 마찬가지로 하여, 박리 필름 B／점착제층(두께 20㎛)／박리 필름 A의 구성으로 이루어지는 점착 시트 2b를 제작했다. 점착 시트 2b의 점착제층을 점착제층 2b로 한다. 점착제층 2b의 온도 25℃에서의 저장 탄성률은, 점착제층 2a의 온도 25℃에서의 저장 탄성률과 같은 0.08㎫로 간주할 수 있다.
(점착 시트 3a의 제작)
아크릴산n-부틸 45질량부, 아크릴산2-에틸헥실 45질량부 및 아크릴산4-히드록시부틸 10질량부를 공중합시켜, 아크릴 수지를 조제했다. 이 아크릴 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 15만이었다. 상기 공정에서 얻어진 아크릴 수지 100질량부(고형분 환산치; 이하 같음)와, 열가교제로서의 트리메틸올프로판 변성 자일릴렌 디이소시아네이트(Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 제조, 제품명 「TD-75」) 0.02질량부, 및 실란커플링제로서의 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조, 제품명 「KBM403」) 0.2질량부를 혼합하고, 충분히 교반하여, 메틸에틸케톤으로 희석함으로써, 점착제 조성물의 도포 용액을 얻었다.
상기 점착제 조성물을 이용한 것, 및 도포층을 90℃에서 1분간 건조한 것 이외에는, 점착 시트 1a의 제작과 마찬가지로 하여, 박리 필름 B／점착제층(두께 50㎛)／박리 필름 A의 구성으로 이루어지는 점착 시트 3a를 제작했다. 점착 시트 3a의 점착제층을 점착제층 3a로 한다. 점착제층 3a의 온도 25℃에서의 저장 탄성률은, 1.5㎫이었다.
[제1 광학 부재(전면판) 및 제2 광학 부재(보호판)의 제작]
<기재 1 ∼ 3(PET 필름)의 준비>
기재 1 ∼ 3으로서, 두께가 각각 40㎛, 60㎛, 100㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(SK사 제조)을 준비했다.
<기재 4 ∼ 10(유리판)의 준비>
기재 4 ∼ 6으로서, 두께가 각각 25㎛, 30㎛, 70㎛인 유리판(상품명: CG3, Corning사 제조)을 준비했다. 기재 7 ∼ 9로서, 두께가 각각 50㎛, 70㎛, 90㎛인 유리판(상품명: Glanova, NSG사 제조)을 준비했다. 기재 10으로서, 두께가 30㎛인 유리판(상품명: Willow, Corning사 제조)을 준비했다. 유리판의 준비는, 보다 구체적으로는, 두께가 약 500㎛인 유리판을 에칭하여 두께를 조정하고, 또한 화학적 이온 교환 처리에 의해 유리 표면의 강도를 향상시킨 것을 준비했다.
<기재 11, 12(PI 필름)의 제작＞
질소 분위기 하, 교반 날개를 구비한 1L 세퍼러블 플라스크에, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)벤지딘(TFMB) 52g(162.38mmol) 및 수분량을 500ppm으로 조정한 N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 673.93g을 더해, 실온에서 교반하면서 TFMB를 DMAc 중에 용해시켰다. 다음으로, 플라스크에 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산이무수물(6FDA) 28.90g(65.05mmol)을 첨가하고, 실온에서 3시간 교반했다. 그 후, 테레프탈로일 클로라이드(TPC) 19.81g(97.57mmol)을 플라스크에 더해, 실온에서 1시간 교반했다. 그 다음에, 플라스크에 피리딘 7.49g(94.65mmol)과 무수 아세트산 14.61g(143.11mmol)을 더해, 실온에서 30분간 교반한 후, 오일 배스를 이용하여 70℃로 승온하고, 5시간 더 교반하여, 반응액을 얻었다.
얻어진 반응액을 실온까지 냉각하고, 대량의 메탄올 중에 사상(絲狀)으로 투입하고, 석출한 침전물을 취출하여, 메탄올 중에 6시간 침지 후, 메탄올로 세정했다. 다음으로, 100℃에서 침전물의 감압 건조를 행하여, 폴리아미드이미드 수지를 얻었다.
얻어진 폴리아미드이미드 수지에, 농도가 15질량％가 되도록 DMAc를 더해, 폴리아미드이미드 바니시를 제작했다. 얻어진 폴리아미드이미드 바니시를 폴리에스테르 기재(TOYOBO CO., LTD. 제조, 상품명 「A4100」)의 평활면 상에 자립막의 막두께가 55㎛가 되도록 어플리케이터를 이용하여 도공하고, 50℃ 30분간, 그 다음에 140℃ 15분간 건조하여, 자립막을 얻었다. 자립막을 금 프레임에 고정하고, 또한 대기 하에서 230℃ 30분간 건조하여, 막두께 50㎛의 폴리아미드이미드(PI) 필름을 얻었다. 이러한 PI 필름을 기재 11로 했다.
기재 12의 제작은, 기재 11의 제작과는, 폴리아미드이미드 바니시를 막두께 70㎛가 되도록 도공한 점만이 다르다. 이와 같이 하여, 막두께 70㎛의 PI 필름을 얻었다. 이러한 PI 필름을 기재 12로 했다.
<제1 광학 부재의 제작>
(하드 코팅층 조성물)
하드 코팅층용 조성물은, 다기능 아크릴레이트(Miwon Specialty Chemical Co., Ltd(한국), MIRAMER M340) 30중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르에 분산한 나노 실리카졸(평균 입경 12㎚, 고형분 40％) 50중량부, 에틸아세테이트 17중량부, 광중합개시제(Ciba사, I184) 2.7중량부, 불소계 첨가제(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KY1203) 0.3중량부를 교반기를 이용하여 배합하고, 폴리프로필렌(PP) 재질의 필터를 이용하여 여과함으로써 하드 코팅층용 조성물을 제조했다.
(제1 광학 부재의 제작)
기재 1 ∼ 3, 기재 5, 기재 10에, 하드 코팅층 조성물을 건조 후의 막두께가 5㎛ 또는 10㎛가 되도록 도포하고 건조시켰다.
<제2 광학 부재의 준비>
미리 준비한 기재 1 ∼ 10을 그대로 제2 광학 부재로서 이용했다.
[제3 광학 부재(원 편광판)의 제작]
(원 편광판의 준비)
평균 중합도 약 2,400, 비누화도 99.9몰％ 이상, 두께 20㎛의 폴리비닐알코올(PVA) 필름을 준비했다. PVA 필름을 30℃의 순수(純水)에 침지한 후, 요오드／요오드화칼륨／물의 질량비가 0.02／2／100인 수용액에 30℃에서 침지하여 요오드 염색을 행했다(요오드 염색 공정). 요오드 염색 공정을 거친 PVA 필름을, 요오드화칼륨／붕산／물의 질량비가 12／5／100인 수용액에, 56.5℃에서 침지하여 붕산 처리를 행했다(붕산 처리 공정). 붕산 처리 공정을 거친 PVA 필름을 8℃의 순수로 세정한 후, 65℃에서 건조하여, 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향하고 있는 편광자를 얻었다. PVA 필름의 연신은, 요오드 염색 공정과 붕산 처리 공정에서 행했다. PVA 필름의 총 연신 배율은 5.3배였다. 얻어진 편광자의 두께는 7㎛였다.
상기에서 얻어진 편광자와, 두께 13㎛의 시클로올레핀폴리머(COP) 필름(ZF-14, Zeon Corporation 제조, 파장 550㎚에서의 면 내 위상차치가 1㎚)을 수계 접착제를 통해 니프 롤로 첩합했다. 얻어진 첩합물의 장력을 430N／m로 유지하면서, 60℃에서 2분간 건조하여, 편면에 COP 필름을 갖는 직선 편광판을 얻었다. 또, 수계 접착제는 물 100부에, 카르복시기 변성 폴리비닐알코올(「Kuraray Poval KL318」, KURARAY CO., LTD 제조) 3부와, 수용성 폴리아미드에폭시 수지(「스미레즈 레진 650」(고형분 농도 30％의 수용액), Taoka Chemical Company, Limited 제조) 1.5부를 첨가하여 조제했다.
직선 편광판의 편광자 측과 위상차층을, 두께가 5㎛인 아크릴계 점착제층을 개재하여 첩합했다. 위상차층은, 두께가 5㎛이며, 층 구성이 액정 화합물이 경화된 층을 포함하는 λ／2층(두께 2㎛)／UV 경화형 접착제층(두께 2㎛)／액정 화합물이 경화된 층을 포함하는 λ／4층(두께 1㎛)이었다. 이와 같이 하여 원 편광판(두께 30㎛, 층 구성: COP 필름／편광자／위상차층)을 제작했다.
[제4 광학 부재(터치 센서층)의 준비]
아크릴계 수지를 유리판에 코팅하여 분리층을 형성했다. 그 다음에 분리층 상에 투광성 전극층을 형성하고, 투광성 전극층과 분리층으로 이루어지는 터치 센서층(두께 7㎛)을 제작했다. 그 후, 투광성 전극층의 분리층 측과는 반대 측에 박리 필름 A를 적층했다. 유리판을 제거한 면에 박리 필름 B를 적층하여, 박리 필름 A／터치 센서층／박리 필름 B의 층 구성을 갖는 터치 센서 적층체를 제작했다.
[유기 EL 패널의 대용품의 준비]
유색 폴리이미드 필름(두께 35㎛)의 일방의 면에 점착제층으로 이루어지는 접합층(두께 25㎛)을 개재하여 유색 폴리이미드 필름(두께 50㎛)을 적층하여, 유기 EL 패널의 대용품(두께 110㎛)을 제작했다.
[측정]
<점착제층의 저장 탄성률>
각 점착제층에 대해서, 온도 25℃에서의 저장 탄성률을 측정했다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure pat00003
<기재의 인장 탄성률>
기재 1 ∼ 12에 대해서, 온도 25℃에서의 인장 탄성률을 측정했다. 측정 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure pat00004
[실시예 1 ∼ 5, 비교예 1 ∼ 7]
표 3에 기재된 각 부재(제1 광학 부재, 제1 점착제층, 제2 광학 부재, 제2 점착제층)와 상기에 기재된 각 부재를 적층함으로써, 실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 ∼ 7의 광학 적층체를 제작했다. 이 광학 적층체는, 제1 광학 부재(전면판)／제1 점착제층／제2 광학 부재(보호판)／제2 점착제층／제3 광학 부재(원 편광판)／점착제층으로 이루어지는 접합층(두께 25㎛)／제4 광학 부재(터치 센서층)／점착제층으로 이루어지는 접합층(두께 25㎛)／유기 EL 패널의 대용품(두께 110㎛)을 이 순으로 포함한다. 각 부재를 첩합할 때에는, 첩합면에 코로나 처리를 실시했다. 또, 제1 점착제층은, 전면판의 하드 코팅층이 형성되어 있는 표면과는 반대 측의 표면에 접하도록 적층했다.
[평가]
<누름 깊이의 측정 시험>
각 실시예 및 각 비교예에서 얻어진 광학 적층체에 대해서, 장변 110㎜ × 단변 20㎜의 장방형에 슈퍼 커터를 이용하여 잘라내어 시험용 적층체를 얻었다.
시험용 적층체에 대해서, 제1 광학 부재(전면판)의 표면에, 테스트용 펜(Samsung Galaxy Note 10의 Digitiger S-pen, 질량: 5.7g, 선단(先端)의 재질: 폴리옥시메틸렌, 선단의 직경: 0.7㎜)이 90도의 각도로 하중 500g이 되도록 접하며 또한 고정하고, 테스트용 펜을 500㎜／분의 속도로 50㎜의 직선 상을 일왕복시켰다. 그리고, 2시간 방치한 후에, 누름 깊이를 2차원 측정기(DEKTAK 6M; Veeco사 제조)를 이용하여 측정했다. 누름 깊이는, 시험용 적층체의 제1 광학 부재(전면판)의 표면에 있어서의, 테스트용 펜을 일왕복시킨 직선 상의 깊이(주위로부터의 오목부)의 최대치로 하고, 이하의 기준으로 평가를 행했다. 표 3에 평가 결과를 나타낸다.
A: 누름 깊이가 1㎛ 미만이었다,
B: 누름 깊이가 1㎛ 이상 3㎛ 미만이었다,
C: 누름 깊이가 3㎛ 이상이었다.
<내충격성 시험>
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 적층체에 대해서, 장변 150㎜ × 단변 70㎜의 장방형에 슈퍼 커터를 이용하여 잘라내어 시험용 적층체를 얻었다.
온도 23℃, 상대 습도 55％RH의 환경 하에서, 평가용 펜을, 시험용 적층체의 제1 광학 부재(전면판)의 최표면으로부터 10㎝의 높이에 펜촉이 위치하며 또한 펜촉이 아래로 향해지도록 유지하고, 그 위치에서 평가용 펜을 낙하시켰다. 평가용 펜으로서, 질량이 5.7g이며, 펜촉의 직경이 0.75㎜인 펜을 이용했다. 평가용 펜을 낙하시킨 후의 시험용 적층체에 대해서, 광학 현미경(Keyence사 제조, VK9500)으로, 20배의 접안 렌즈를 이용하여 관찰을 행하고 이하의 기준으로 평가를 행했다. 표 3에 평가 결과를 나타낸다.
A: 제1 광학 부재(전면판) 및 제2 광학 부재(보호판)에 크랙 없음.
B: 제1 광학 부재(전면판)에 크랙 없음, 제2 광학 부재(보호판)에 크랙 있음.
C: 제1 광학 부재(전면판) 및 제2 광학 부재(보호판)에 크랙 있음.
<내굴곡성 시험>
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 적층체에 대해서, 굴곡 평가 설비(Science Town사 제조, STS-VRT-500)를 이용하여, 굽힘에 대한 내구성을 확인하는 평가 시험을 행했다. 도 2는, 본 평가 시험의 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 개별적으로 이동 가능한 두 개의 재치대(501, 502)를, 간극(間隙)(C)이 2.0㎜(1R)가 되도록 배치하고, 간극(C)의 중심에 폭 방향의 중심이 위치하도록 광학 적층체(100)를 고정하여 배치했다(도 2의 (a)). 이때, 전면판(제1 광학 부재(10))이 상방이 되도록 광학 적층체(100)를 배치했다. 그리고, 두 개의 재치대(501, 502)를 위치(P1) 및 위치(P2)를 회전축의 중심으로 하여 상방으로 90도 회전시켜, 재치대의 간극(C)에 대응하는 광학 적층체(100)의 영역에 굽힘력을 부가했다(도 2의 (b)). 그 후, 두 개의 재치대(501, 502)를 원래의 위치로 되돌렸다(도 2의 (a)). 이상의 일련의 조작을 완료하여, 굽힘력의 부가 횟수를 1회로 카운트했다. 굽힘력의 부가 횟수를 겹쳐쌓아, 재치대(501, 502)의 간극(C)에 대응하는 광학 적층체(100)의 영역에서의 기포 또는 크랙의 발생의 유무를 확인하여, 기포 또는 크랙이 발생한 시점에서 굽힘력의 부가를 정지하고, 이하의 기준으로 평가를 행했다. 표 3에 평가 결과를 나타낸다. 재치대(501, 502)의 이동 속도, 굽힘력의 부가의 페이스는, 어느 광학 적층체에 대한 평가 시험에 있어서도 동일한 조건으로 했다.
A: 굽힘력의 부가 횟수가 20만에 도달해도 기포 및 크랙이 발생하지 않았다,
B: 굽힘력의 부가 횟수가 10만 이상 20만 미만에서 기포 또는 크랙이 발생했다,
C: 굽힘력의 부가 횟수가 10만 미만에서 기포 또는 크랙이 발생했다.
[표 3]
Figure pat00005
1: 광학 적층체
10: 전면판(제1 광학 부재)
11: 기재
12: 하드 코팅층
22: 제2 광학 부재
23: 제3 광학 부재
24: 제4 광학 부재
31: 제1 점착제층
32: 제2 점착제층
33: 제3 점착제층
100: 광학 적층체
501, 502: 재치대

Claims (8)

  1. 전면판인 제1 광학 부재와, 제1 점착제층과, 제2 광학 부재와, 제2 점착제층이, 이 순으로 접하여 적층된 광학 적층체로서,
    상기 제1 광학 부재에 대해서, 두께를 a1〔㎛〕, 인장 탄성률을 b1〔㎫〕로 하고,
    상기 제1 점착제층에 대해서, 두께를 c1〔㎛〕, 저장 탄성률을 d1〔㎫〕로 하고,
    상기 제2 광학 부재에 대해서, 두께를 a2〔㎛〕, 인장 탄성률을 b2〔㎫〕로 하고,
    상기 제2 점착제층에 대해서, 두께를 c2〔㎛〕, 저장 탄성률을 d2〔㎫〕로 했을 때에, 하기 식 (a) 및 (b)에서 각각 산출되는 A, B에 대해서, 하기 식 (1) 및 (2)를 충족시키는, 광학 적층체.
    A ＝ (a1 × b1 × d1)／c1 (a)
    B ＝ (a2 × b2 × d2)／c2 (b)
    A ≤ 8000 (1)
    2115 ＜ B ≤ 9300 (2)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식 (a)에서 산출되는 A에 대해서, 하기 식 (1a)를 충족시키는, 광학 적층체.
    A ≤ 5000 (1a)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 광학 부재는, 인장 탄성률(b2)이 10000㎫ 이상 90000㎫ 이하인, 광학 적층체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 광학 부재는, 두께(a2)가 20㎛ 이상 100㎛ 이하인, 광학 적층체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 광학 부재는, 유리판인, 광학 적층체.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 광학 부재는, 상기 제1 점착제층 측과는 반대 측의 표면이 하드 코팅층으로 구성되어 있는, 광학 적층체.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    편광판을 갖는, 광학 적층체.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 적층체를 포함하는, 표시 장치.
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