KR20230056788A - 화상 표시용 도광판 - Google Patents

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신이치로 가나이
슈이치 구보
다카유키 와타나베
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Abstract

제 1 수지 기재 (1), 제 1 앵커 코트층 (2) 및 제 1 배리어층 (3) 을 이 순서로 구비하는 제 1 적층체 (11) 와, 홀로그램층 (4) 을 갖고, 제 1 배리어층 (3) 이, 규소 산질화물을 주성분으로 하고, X 선 광전 분자광법 (XPS) 에 의해 구해지는 제 1 배리어층 (3) 중의 질소 원소 조성이 0 atm% 초과 25 atm% 이하인, 화상 표시용 도광판.

Description

화상 표시용 도광판
본 발명은 화상 표시용 도광판에 관한 것이다.
본원은 2020년 9월 28일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2020-162090호 및 일본 특허출원 2020-162484호, 2020년 9월 29일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2020-163145호, 2020년 12월 23일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2020-213349호 및 일본 특허출원 2020-213350호, 그리고 2021년 2월 25일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2021-028831호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
표시 장치에 있어서, 화상 표시용 도광판이 사용되는 경우가 있다. 예를 들어, VR (가상 현실, Virtual Reality) 기술 또는 AR (확장 현실, Augmented Reality) 기술을 사용한 표시 장치에 있어서는, 홀로그램층이 투명 기재에 지지된 화상 표시용 도광판이 사용된다. 홀로그램층에는, 여러 가지 광학 기능, 예를 들어, 도파, 반사 및 회절 등의 기능을 갖는 홀로그램이 형성된다.
홀로그램층을 형성하는 홀로그램 재료에 사용되는 재료로는, 라디칼 중합성 모노머, 다가 산 또는 아민 등의 염기 등을 포함하는 감광성 조성물이 많아, 수지 기재를 열화시키는 경우가 있다. 홀로그램 재료는, 흡습에 의해 열화되는 것도 알려져 있다. 이 때문에, 홀로그램층을 수지 기재로 지지하는 표시 장치는, 고온 다습 환경하에서 열화되기 쉽다.
특허문헌 1 에는, 광학적으로 투명한 수지제의 기체 상에, 홀로그램을 형성하는 광감성 재료층을 형성하고, 광감성 재료층을 수성 폴리머 보호 배리어로 피복하는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 1 에는, 수성 폴리머 보호 배리어는, 습기에 의한 어택에 견딜 목적으로 형성되어 있는 것이 시사되어 있다.
일본 공개특허공보 평5-181400호
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 기술에는 이하의 문제가 있다.
특허문헌 1 에 기재된 기술에서는, 광감성 재료층에 있어서 수성 폴리머 보호 배리어와 반대측의 표면에는, 수지제의 기체가 밀착되어 있다.
이 때문에, 고온 환경하에 있어서 광감성 재료가 수지제의 기체를 침식할 우려가 있다.
또한, 수지제의 기체의 내부에는 수분이 포함되기 때문에, 수분이 광감성 재료층과의 밀착면을 통하여, 광감성 재료층에 확산된다. 또한, 기체가 외부에 노출되어 있기 때문에, 기체에는 외부로부터 수분이 계속 침투한다. 이 결과, 광감성 재료층에는 수지제의 기체를 경유하여 수분이 침투하므로, 수성 폴리머 보호 배리어에 의해 수분이 차폐된다고 해도, 기체측으로부터의 수분에 의해 광감성 재료층이 시간 경과적으로 열화되는 것을 억제할 수 없다.
본 발명은, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있는 화상 표시용 도광판의 제공을 목적으로 한다.
<1> 수지 기재, 앵커 코트층 및 배리어층을 이 순서로 구비하는 적층체와, 홀로그램층을 갖고, 상기 배리어층이, 규소 산질화물을 주성분으로 하고, X 선 광전 분자광법 (XPS) 에 의해 구해지는 상기 배리어층 중의 질소 원소 조성이 0 atm% 초과 25 atm% 이하인, 화상 표시용 도광판.
<2> 수지 기재, 앵커 코트층 및 배리어층을 이 순서로 구비하는 적층체와, 홀로그램층이 이 순서로 배치되고, 상기 배리어층의 두께가 150 ㎚ 이하이고, 상기 앵커 코트층과 상기 배리어층의 합계 두께가 300 ㎚ 이하이고, 또한, 상기 앵커 코트층의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도가 80 ℃ 이하인, 화상 표시용 도광판.
<3> 수지 기재, 앵커 코트층 및 배리어층을 이 순서로 구비하는 적층체와, 홀로그램층을 갖고, 상기 앵커 코트층의 두께를 A ㎚ 로 하고, 상기 앵커 코트층의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도를 B ℃ 로 했을 때, A/B 가 3 이하인, 화상 표시용 도광판.
<4> 수지 기재, 앵커 코트층 및 배리어층을 이 순서로 구비하는 적층체와, 홀로그램층을 갖고, 상기 앵커 코트층이, 수산기를 갖는 바인더 수지와, 이소시아네이트 화합물을 함유하는 수지 조성물로 이루어지고, 상기 바인더 수지의 수산기 (OH) 에 대한 상기 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기 (NCO) 의 몰비 NCO/OH 가 0.8 이상인, 화상 표시용 도광판.
<5> 수지 기재 및 보호층을 구비하는 적층체와, 홀로그램층이 이 순서로 배치되고, 상기 보호층의 상기 홀로그램층과 접하는 측의 표면 조도 Sa 가 5.5 ㎚ 미만인 화상 표시용 도광판.
<6> 수지 기재와, 배리어층과, 홀로그램층이 이 순서로 배치되고, 상기 수지 기재 및 상기 배리어층을 포함하는 적층체의 상기 홀로그램층과 접하는 측에 있어서의 입사각 60 도에서의 경면 광택도가 120 % 이상인 화상 표시용 도광판.
본 발명에 의하면, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있는 화상 표시용 도광판을 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 화상 표시용 도광판의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
본 발명에 있어서, 「∼」 를 사용하여 수치 범위를 나타내는 경우, 「∼」 의 양측의 수치는 그 수치 범위에 포함된다.
본 발명에 있어서, 「(메트)아크릴」 은 「아크릴」 및 「메타크릴」 을 포함한다. 예를 들어, 「폴리(메트)아크릴계 수지」 는 「폴리아크릴계 수지」 및 「폴리메타크릴계 수지」 를 포함한다. 또, 동일하게, 「(메트)아크릴레이트」 는 「아크릴레이트」 및 「메타크릴레이트」 를 포함하고, 「(메트)아크릴로일」 은 「아크릴로일」 및 「메타크릴로일」 을 포함하고, 「(메트)아크릴로일옥시」 는 「아크릴로일옥시」 및 「메타크릴로일옥시」 를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 단, 본 발명은 후술하는 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 한 여러 가지 변형이 가능하다.
<<제 1 실시형태>>
본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판은, 수지 기재, 앵커 코트층 및 배리어층을 이 순서로 구비하는 적층체와, 홀로그램층을 갖고, 상기 배리어층이, 규소 산질화물을 주성분으로 하고, X 선 광전 분자광법 (XPS) 에 의해 구해지는 상기 배리어층 중의 질소 원소 조성이 0 atm% 초과 25 atm% 이하이다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 배리어층이 상기 특징을 가짐으로써, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있고, 또한, 양호한 광학 특성을 갖는다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 수지 기재가, 폴리(메트)아크릴계 수지, 에폭시 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지 및 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 수지를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 앵커 코트층이, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 수지를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체가, 상기 수지 기재의 양 표면에 하드 코트층을 가지고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체의 전광선 투과율이 90 % 이상이어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체의 헤이즈가 0.1 % 미만이어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 분광 색채계에 의해 측정되는 상기 적층체의 b* 가 0.5 미만이어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체의 수증기 투과율이 0.01 g/㎡/day 미만이어도 된다.
이하, 본 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판에 대해 상세하게 설명한다.
<화상 표시용 도광판>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 수지 기재, 앵커 코트층 및 배리어층을 구비하는 적층체와, 홀로그램층을 갖는다. 수지 기재, 앵커 코트층, 배리어층 및 홀로그램층은, 두께 방향에 있어서, 이 순서로 배치된다. 적층체는, 홀로그램층의 적어도 일방의 표면에 배치되어 있으면 되지만, 홀로그램층의 양 표면에 배치되어 있어도 된다. 홀로그램층의 양 표면에 적층체가 배치되는 경우, 홀로그램층의 일방의 표면에 배치되는 적층체를 제 1 적층체라고 하고, 홀로그램층의 타방의 표면에 배치되는 적층체를 제 2 적층체라고 한다. 이 경우, 홀로그램층은, 제 1 적층체의 제 1 배리어층과, 제 2 적층체의 제 2 배리어층 사이에 끼워져 있고, 제 1 배리어층의 타방의 면에는 제 1 앵커 코트층 및 제 1 수지 기재가 적층되어 있고, 제 2 배리어층의 타방의 면에는 제 2 앵커 코트층 및 제 2 수지 기재가 적층되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 적층체 및 제 2 적층체를 총칭하여, 이하, 간단히 「적층체」 라고 하는 경우가 있다. 제 1 수지 기재 및 제 2 수지 기재를 총칭하여, 이하, 간단히 「수지 기재」 라고 하는 경우가 있다. 또, 제 1 앵커 코트층 및 제 2 앵커 코트층을 총칭하여, 이하, 간단히 「앵커 코트층」 이라고 하는 경우가 있다. 또한, 제 1 배리어층 및 제 2 배리어층을 총칭하여, 이하, 간단히 「배리어층」 이라고 하는 경우가 있다.
수지 기재와 앵커 코트층 사이, 앵커 코트층과 배리어층 사이, 및 배리어층과 홀로그램층 사이에는, 1 층 이상의 투명층이 배치되어 있어도 된다. 상기 투명층으로는, 예를 들어, 하드 코트층을 들 수 있다.
또, 앵커 코트층, 배리어층 및 투명층은, 수지 기재의 일방의 표면에 배치되어 있으면 되지만, 수지 기재의 양 표면에 배치되어 있어도 된다. 즉, 배리어층, 앵커 코트층, 수지 기재, 앵커 코트층, 배리어층 및 홀로그램층이 두께 방향에 있어서 이 순서로 배치되는 구성, 또는, 배리어층, 앵커 코트층, 투명층, 수지 기재, 투명층, 앵커 코트층, 배리어층 및 홀로그램층이 두께 방향에 있어서 이 순서로 배치되는 구성이어도 된다.
상기 화상 표시용 도광판은, 화상광을 입사하는 입사부와, 화상광에 의한 화상을 표시하는 표시부를 갖는다.
상기 홀로그램층은, 상기 입사부와 상기 표시부 사이에 배치된다. 상기 홀로그램층에는, 적어도 상기 입사부로부터 입사되는 화상광을 상기 표시부에 도파하여, 상기 표시부로부터 출사시키기 위한 회절 격자 패턴이 형성되어 있다.
상기 표시부에 있어서의 상기 회절 격자 패턴은, 상기 화상 표시용 도광판의 외부로부터 입사하는 외광의 적어도 일부를 투과시킨다. 또한, 외광은, 상기 표시부와는 반대측의 면으로부터 입사한다.
상기 입사부에 입사한 화상광은, 상기 홀로그램층 내에 도파되어, 상기 표시부로부터 외부로 출사된다. 한편, 외광도 상기 수지 기재 및 상기 표시부를 투과하는 결과, 상기 표시부의 관찰자는, 화상광 및 외광의 양방을, 그 시야 내에서 관찰할 수 있다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, VR (가상 현실) 기술 또는 AR (확장 현실) 기술을 사용한 표시 장치 등에 사용할 수 있고, 예를 들어, 차재용 디스플레이 또는 옥외에서 사용하는 스포츠 선글라스에 사용할 수 있다.
또, 본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 디스플레이 용도 외에, 자동차 탑재용의 헤드업 디스플레이 (HUD, Head-Up Display) 의 컴바이너 또는 반사형 액정 표시 디바이스용의 반사판으로 대표되는 홀로그램 광학 소자 (HOE, Holographic Optical Element) 등의 장치에 사용할 수 있다.
이하, 도 1 에 나타내는 예에 기초하여, 본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 일례의 상세 구성을 설명한다. 도 1 은, 본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 1 에 나타내는 화상 표시용 도광판 (8) 에서는, 두께 방향에 있어서, 제 1 수지 기재 (1), 제 1 앵커 코트층 (2), 제 1 배리어층 (3), 홀로그램층 (4), 제 2 배리어층 (5), 제 2 앵커 코트층 (6) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 이 순서로 배치된다.
화상 표시용 도광판 (8) 의 평면에서 본 형상은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 화상 표시용 도광판 (8) 은, 사용되는 표시 장치에 장착 가능한 형상으로 정형되어 있어도 된다.
예를 들어, 화상 표시용 도광판 (8) 은, 표시 장치에 장착하는 형상보다 큰 직사각형판이어도 된다. 이 경우, 화상 표시용 도광판 (8) 은, 표시 장치에 조립되기 전에, 표시 장치에 장착 가능한 형상으로 절단되는 등을 하여 성형된다.
화상 표시용 도광판 (8) 은, 평판상이어도 되고, 필요에 따라 만곡 판상이어도 된다.
이하에서는, 화상 표시용 도광판 (8) 이 평면에서 보았을 때 직사각형상의 평판으로 이루어지는 경우의 예로 설명한다.
[제 1 적층체 (11)]
제 1 적층체 (11) 는, 제 1 수지 기재 (1), 제 1 앵커 코트층 (2) 및 제 1 배리어층 (3) 을 이 순서로 구비한다. 화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 적층체 (11) 를 홀로그램층 (4) 의 표면에 배치함으로써, 홀로그램층의 열화를 억제하고, 또한, 양호한 광학 특성을 얻을 수 있다.
(광학 특성)
제 1 적층체 (11) 의 전광선 투과율은, 특별히 한정되지 않지만, 90 % 이상이 바람직하고, 91 % 이상이 보다 바람직하고, 92 % 이상이 더욱 바람직하다. 제 1 적층체 (11) 의 전광선 투과율이 90 % 이상이면, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값이 보다 양호해진다.
또, 동일한 관점에서, 제 1 적층체 (11) 의 헤이즈는 0.1 % 미만이 바람직하고, 0.08 % 미만이 보다 바람직하고, 0.06 % 미만이 더욱 바람직하고, 0.05 % 미만이 보다 더 바람직하다.
분광 색채계에 의해 측정되는 제 1 적층체 (11) 의 b* 의 절대값은 0.8 미만이 바람직하고, 0.6 미만이 보다 바람직하고, 0.5 미만이 더욱 바람직하다. 또한 그 중에서도, 0.4 미만이 보다 바람직하고, 0.3 미만이 더욱 바람직하고, 0.1 미만이 보다 더 바람직하다. 제 1 적층체 (11) 의 b* 의 절대값이 0.8 미만이면, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값 및 선명성이 보다 양호해진다.
(배리어성)
제 1 적층체 (11) 의 수증기 투과율은, 0.01 g/㎡/day 미만이 바람직하고, 0.008 g/㎡/day 미만이 보다 바람직하고, 0.006 g/㎡/day 미만이 더욱 바람직하고, 0.004 g/㎡/day 미만이 보다 더 바람직하다. 제 1 적층체 (11) 의 수증기 투과율이 0.01 g/㎡/day 미만이면, 홀로그램층 (4) 의 열화를 보다 억제할 수 있다.
[제 1 수지 기재 (1)]
제 1 수지 기재 (1) 는, 화상 표시용 도광판 (8) 의 두께 방향의 최외부에 배치된다. 제 1 수지 기재 (1) 는, 화상 표시용 도광판 (8) 에 있어서의 표시 화상 출사측의 표면에 배치된다.
제 1 수지 기재 (1) 는, 화상 표시용 도광판 (8) 의 외형과 동일한 형상을 갖는다.
제 1 수지 기재 (1) 는, 홀로그램층 (4) 으로부터 출사되는 화상광과, 후술하는 제 2 수지 기재 (7) 및 홀로그램층 (4) 을 투과하는 외광을 투과한다.
제 1 수지 기재 (1) 의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.05 ∼ 10 ㎜ 가 바람직하다.
제 1 수지 기재 (1) 의 두께의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 내찰상성을 양호하게 하는 관점에서, 0.1 ㎜ 이상이 바람직하고, 0.2 ㎜ 이상이 보다 바람직하다.
또, 제 1 수지 기재 (1) 의 두께의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 성형 가공성 및 전광선 투과율을 양호하게 하는 관점에서, 5 ㎜ 이하가 바람직하고, 3 ㎜ 이하가 보다 바람직하고, 2 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서 제 1 수지 기재 (1) 의 두께는, 촉침을 사용하는 다이얼 게이지식 또는 마이크로미터 등으로 측정할 수 있다.
제 1 수지 기재 (1) 의 전광선 투과율은, 특별히 한정되지 않지만, 80 % 이상이 바람직하고, 90 % 이상이 보다 바람직하다. 제 1 수지 기재 (1) 의 전광선 투과율이 80 % 이상이면, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값이 보다 양호해진다.
제 1 수지 기재 (1) 는, 광학 특성, 내충격성, 내찰상성 및 성형 가공성을 보다 양호하게 하는 관점에서, 열가소성 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열가소성 수지로는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌 및 부텐 등의 알켄의 단독 중합체 또는 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지 등의 비정질 폴리올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 및 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 등의 폴리에스테르계 수지, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 및 셀로판 등의 셀룰로오스계 수지, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12 및 공중합 나일론 등의 폴리아미드계 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 부분 가수분해물 (EVOH), 폴리이미드계 수지, 폴리에테르이미드계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리비닐부티랄계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 불소계 수지, 폴리(메트)아크릴계 수지, 폴리스티렌 등의 스티렌계 수지, 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 폴리염화비닐, 셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 폴리염화비닐리덴, 폴리페닐렌술파이드, 폴리우레탄, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리노르보르넨, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체 (SIBS), 알릴디글리콜카보네이트, 그리고 생분해성 수지 등의 유기 재료를 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또, 제 1 수지 기재 (1) 는, 상기 열가소성 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 2 종 이상의 재료로 이루어지는 층이 적층된 구성이어도 된다.
본 실시형태에 있어서는, 투명성의 관점에서, 폴리(메트)아크릴계 수지, 에폭시 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지 및 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다.
이들 중에서도, 내찰상성 및 성형 가공성이 우수한 점에서 폴리(메트)아크릴계 수지가 바람직하다.
(폴리(메트)아크릴계 수지)
상기 폴리(메트)아크릴계 수지를 구성하는 단량체로는, 예를 들어, 메타크릴산메틸, 메타크릴산, 아크릴산, 벤질(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, i-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 트리데실(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 노르보르닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트, 아크릴(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 숙신산2-(메트)아크릴로일옥시에틸, 말레산2-(메트)아크릴로일옥시에틸, 프탈산2-(메트)아크릴로일옥시에틸, 헥사하이드로프탈산2-(메트)아크릴로일옥시에틸, 펜타메틸피페리딜(메트)아크릴레이트, 테트라메틸피페리딜(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 및 디에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트를 들 수 있다. 이들 단량체는, 단독으로 중합하여 사용해도 되고, 2 종 이상을 중합하여 사용해도 된다.
또, 상기 폴리(메트)아크릴계 수지를 구성하는 단량체와 공중합 가능한 그 밖의 단량체를 첨가해도 된다. 상기 그 밖의 단량체는, 단관능 단량체, 즉 분자 내에 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 1 개 갖는 화합물이어도 되고, 다관능 단량체, 즉 분자 내에 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 적어도 2 개 갖는 화합물이어도 된다.
상기 단관능 단량체로는, 예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌 및 비닐톨루엔 등의 방향족 알케닐 화합물, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴 등의 알케닐시안 화합물, 아크릴산, 메타크릴산, 무수 말레산, 그리고 N-치환 말레이미드를 들 수 있다.
또, 상기 다관능 단량체로는, 예를 들어, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 부탄디올디메타크릴레이트 및 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 등의 다가 알코올의 폴리 불포화 카르복실산에스테르, 아크릴산알릴, 메타크릴산알릴 및 신남산알릴 등의 불포화 카르복실산의 알케닐에스테르, 프탈산디알릴, 말레산디알릴, 트리알릴시아누레이트 및 트리알릴이소시아누레이트 등의 다염기산의 폴리알케닐에스테르, 그리고 디비닐벤젠 등의 방향족 폴리알케닐 화합물을 들 수 있다.
상기 단관능 단량체 및 상기 다관능 단량체는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 폴리(메트)아크릴계 수지는, 전술한 단량체 성분을, 현탁 중합, 유화 중합 또는 괴상 중합 등의 공지된 방법으로 중합시킴으로써 제조할 수 있다.
[제 1 앵커 코트층 (2)]
제 1 앵커 코트층 (2) 은, 제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 배리어층 (3) 사이에 배치된다.
제 1 앵커 코트층 (2) 을 형성함으로써, 제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 배리어층 (3) 의 밀착성이 향상되어, 배리어성이 양호해진다.
제 1 앵커 코트층 (2) 은, 후술하는 제 1 배리어층 (3) 이 드라이 성막에 의해 형성되는 경우에 생기는 잔류 응력을 완화시키는 역할도 한다. 나아가서는, 습열 환경하 (예를 들어, 40 ℃, 90 %RH) 에 있어서의 제 1 배리어층 (3) 의 변형을 억제하여, 화상 표시용 도광판 (8) 의 헤이즈의 상승을 방지할 수도 있다.
제 1 배리어층 (3) 의 잔류 응력을 충분히 완화시키는 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 두께는, 1 ㎚ 이상이 바람직하고, 3 ㎚ 이상이 보다 바람직하고, 5 ㎚ 이상이 더욱 바람직하다.
한편, 제 1 배리어층 (3) 이 잔류 응력에 의해 지나치게 크게 변형되지 않게 하는 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 두께는, 200 ㎚ 이하가 바람직하고, 150 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 100 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다.
또, 제 1 배리어층 (3) 의 잔류 응력을 충분히 완화시켜, 제 1 배리어층 (3) 이 잔류 응력에 의해 지나치게 크게 변형되지 않게 하는 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 두께는, 1 ∼ 200 ㎚ 가 바람직하고, 3 ∼ 150 ㎚ 가 보다 바람직하고, 5 ∼ 100 ㎚ 가 더욱 바람직하다.
또한, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 두께는, 화상 표시용 도광판 (8) 의 단면을 TEM 관찰함으로써 측정할 수 있다.
제 1 수지 기재 (1) 가 폴리(메트)아크릴계 수지와 같은 흡습성이 높은 수지로 형성되는 경우에는, 습열 환경하에서 제 1 수지 기재 (1) 가 팽창하는 경우가 있다. 이 제 1 수지 기재 (1) 의 습열 환경하에서의 팽창에 추종할 수 있도록 하는 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도는, 80 ℃ 이하가 바람직하고, 75 ℃ 이하가 보다 바람직하다.
한편, 제 1 배리어층 (3) 의 잔류 응력에 의해, 제 1 앵커 코트층 (2) 이 지나치게 크게 변형되지 않게 하는 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도는 10 ℃ 이상이 바람직하고, 15 ℃ 이상이 보다 바람직하고, 20 ℃ 이상이 더욱 바람직하다.
또, 제 1 수지 기재 (1) 의 습열 환경하에서의 팽창에 제 1 앵커 코트층 (2) 을 추종할 수 있도록 하여, 제 1 배리어층 (3) 의 잔류 응력에 의해, 제 1 앵커 코트층 (2) 이 지나치게 크게 변형되지 않게 하는 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도는, 10 ∼ 80 ℃ 가 바람직하고, 15 ∼ 80 ℃ 가 보다 바람직하고, 20 ∼ 75 ℃ 가 더욱 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, tanδ 피크 온도는, 제 1 앵커 코트층 (2) 으로부터 두께 200 ㎛ 의 시트를 제조하고, 동적 점탄성 측정 장치 (DVA-200, 아이티 계측 제어사 제조) 를 사용하여, 주파수 1 Hz, 승온 속도 3 ℃/분, 측정 온도 -50 ∼ 200 ℃ 의 조건으로 점탄성 측정을 실시했을 때의 손실 정접 (tanδ) 의 피크 온도이다.
제 1 앵커 코트층 (2) 의 전광선 투과율은, 특별히 한정되지 않지만, 80 % 이상이 바람직하고, 90 % 이상이 보다 바람직하다. 제 1 앵커 코트층 (2) 의 전광선 투과율이 80 % 이상이면, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값이 양호해진다.
또, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 1 배리어층 (3) 의 평균 굴절률을 n1 로 했을 경우, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 굴절률 n2 는, n1 ± 0.20 의 범위 내가 바람직하고, n1 ± 0.15 의 범위 내가 보다 바람직하고, n1 ± 0.10 의 범위 내가 더욱 바람직하다. 제 1 앵커 코트층 (2) 의 굴절률 n2 가 n1 ± 0.20 의 범위 내이면, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값이 양호해짐과 함께, 색 불균일을 방지할 수 있다.
또한, 굴절률은, 아베 굴절계 (NAR-4T, 아타고사 제조) 로 측정한 굴절률이다.
제 1 앵커 코트층 (2) 의 재료는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 열가소성 수지 또는 경화성 수지를 들 수 있다.
열가소성 수지로는, 예를 들어, 불소계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 시클로올레핀계 수지, 열가소성 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르이미드계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 폴리에테르실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리페닐렌술파이드계 수지를 들 수 있다.
경화성 수지로는, 예를 들어, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지 및 실리콘계 수지를 들 수 있다.
그 중에서도, 수증기 배리어성의 관점에서는 열가소성 수지로서의 아크릴계 수지 또는 폴리에스테르계 수지가 바람직하다.
제 1 앵커 코트층 (2) 을 구성하는 수지 조성물에는, 실란 커플링제, 증감제, 가교제, 자외선 흡수제, 중합 금지제, 계면 활성제, 충전제, 이형제 및 상기 이외의 열가소성 수지를 첨가해도 된다. 이들 첨가물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
그 중에서도, 제 1 앵커 코트층 (2) 은 가교제를 포함하는 것이 바람직하다. 가교제로는, 예를 들어, 이소시아네이트계 가교제, 과산화물계 가교제, 에폭시계 가교제 및 이민계 가교제를 들 수 있고, 이소시아네이트계 가교제가 바람직하다. 가교제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 또는 상기 경화성 수지 100 질량부에 대하여, 0 ∼ 20 질량부가 바람직하고, 5 ∼ 15 질량부가 보다 바람직하다.
제 1 앵커 코트층 (2) 의 형성 방법으로는, 예를 들어, 제 1 수지 기재 (1) 에 제 1 앵커 코트층 (2) 을 형성하는 수지 조성물을 도포하고, 또한 그 위에 제 1 배리어층 (3) 을 적층하고, 이 적층체를 프레스, 닙 롤, 열 라미네이트 등의 방법으로 처리하여 형성시킬 수 있다. 제 1 앵커 코트층 (2) 이 경화성 수지로 이루어지는 경우에는, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 형성시에, 경화 공정을 포함해도 된다.
[제 1 배리어층 (3)]
제 1 배리어층 (3) 은, 제 1 앵커 코트층 (2) 과 후술하는 홀로그램층 (4) 사이에 배치된다.
제 1 배리어층 (3) 은, 화상 표시용 도광판 (8) 의 외부 및 제 1 수지 기재 (1) 로부터 침투하는, 수증기, 산소 등의 가스가 홀로그램층 (4) 에 침투하여 열화시키는 것을 방지한다.
따라서, 제 1 배리어층 (3) 의 산소 투과율 및 수증기 투과율은, 작으면 작을수록 바람직하다.
제 1 배리어층 (3) 의 산소 투과율은, 1 ㎤/㎡/day/atm 이하가 바람직하다.
또, 제 1 배리어층 (3) 의 수증기 투과율은, 1 g/㎡/day 이하가 바람직하고, 0.5 g/㎡/day 이하가 보다 바람직하고, 0.1 g/㎡/day 이하가 더욱 바람직하다.
여기서, 산소 투과율은, 산소 투과율 측정 장치 (OX-TRAN 2/21, MOCON 사 제조) 를 사용하여 측정한 산소 투과율이다. 또, 수증기 투과율은, 수증기 투과율 측정 장치 (DELTAPERM, Technolox 사 제조) 를 사용하여 측정한 수증기 투과율이다.
제 1 배리어층 (3) 은, 규소 산질화물을 주성분으로 한다. 여기서 「제 1 배리어층 (3) 의 주성분」 이란, 제 1 배리어층 (3) 을 구성하는 전체 성분 중 50 질량% 이상을 차지하는 성분을 말한다. 제 1 배리어층 (3) 의 규소 산질화물의 비율은, 제 1 배리어층의 전체 질량에 대하여, 50 질량% 이상이면 특별히 한정되지 않지만, 60 질량% 이상이 바람직하고, 70 질량% 이상이 보다 바람직하고, 80 질량% 이상이 더욱 바람직하다
X 선 광전 분자광법 (XPS : X-ray Photoelectron Spectroscopy) 에 의해 구해지는 제 1 배리어층 (3) 중의 질소 원소 조성은, 0 atm% 초과 25 atm% 이하이고, 2 atm% 이상 23 atm% 이하가 바람직하고, 5 atm% 이상 20 atm% 이하가 보다 바람직하고, 10 atm% 이상 17 atm% 이하가 더욱 바람직하다. 질소 원소 조성이 상기 범위 내이면, 제 1 배리어층 (3) 의 투명성이 높아지기 때문에, 화상 표시용 도광판 (8) 의 광학 특성이 양호해진다.
제 1 배리어층 (3) 이 드라이 성막에 의해 형성되는 경우, 제 1 배리어층 (3) 을 외측으로 하는 방향으로 컬하는 잔류 응력이 발생하는 경우가 있다. 이 잔류 응력이 지나치게 커지지 않게 하는 관점에서, 제 1 배리어층 (3) 의 두께는, 150 ㎚ 이하가 바람직하고, 130 ㎚ 이하가 보다 바람직하다.
한편, 배리어성을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 배리어층 (3) 의 두께는, 5 ㎚ 이상이 바람직하고, 10 ㎚ 이상이 보다 바람직하다.
또, 제 1 배리어층 (3) 의 잔류 응력에 의한 변형을 방지하는 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 과 제 1 배리어층 (3) 의 합계 두께는, 300 ㎚ 이하가 바람직하고, 250 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 200 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다.
한편, 상기 잔류 응력을 제 1 앵커 코트층 (2) 으로 충분히 완화시켜, 제 1 배리어층 (3) 에 의한 배리어성도 양호하게 하는 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 과 제 1 배리어층 (3) 의 합계 두께는, 30 ㎚ 이상이 바람직하고, 50 ㎚ 이상이 보다 바람직하다.
제 1 배리어층 (3) 은, 제 1 수지 기재 (1) 보다 높은 굴절률을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제 1 수지 기재 (1) 로서 아크릴계 수지를 사용하는 경우에는, 제 1 배리어층 (3) 의 굴절률은 1.48 이상이 바람직하고, 1.48 이상 3.0 이하가 보다 바람직하다. 제 1 배리어층 (3) 이 제 1 수지 기재 (1) 보다 높은 굴절률을 가지고 있으면, 제 1 배리어층 (3) 을 경유하여 제 1 수지 기재 (1) 를 투과하는 광은, 광학적으로 조밀한 제 1 배리어층 (3) 으로부터 광학적으로 성긴 제 1 수지 기재 (1) 에 입사하게 되고, 제 1 배리어층 (3) 으로부터 제 1 수지 기재 (1) 를 향하는 광의 출사각이, 제 1 배리어층 (3) 과 제 1 수지 기재 (1) 의 굴절률차에 따라 커진다. 이로써, 본 화상 표시용 도광판에 있어서의 FOV (Field of View) 를 넓힐 수 있다.
제 1 배리어층 (3) 은, 예를 들어, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 또는 플라즈마 CVD 법 등의 종래 알려져 있는 성막 방법으로 형성할 수 있다. 그 중에서도, 양호한 배리어성이 얻어지고, 화상 표시용 도광판 (8) 의 선명성을 양호하게 하는 관점에서, 성막 방법으로는, 스퍼터링법이 바람직하다.
제 1 앵커 코트층 (2) 과 제 1 배리어층 (3) 의 접착성을 향상시키기 위해서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 표면에 코로나 방전 처리 또는 저온 플라즈마 처리를 실시하거나, 실란 커플링제를 도포하거나, 또는 포화 폴리에스테르와 이소시아네이트의 혼합물을 도포하거나 하는 등의 표면 처리를 실시해도 된다.
제 1 배리어층 (3) 을, 예를 들어, 진공 증착법에 의해 성막하는 경우에는, 증발 물질로서 규소, 일산화규소, 이산화규소, 규소 산질화물 또는 이들 혼합물을 사용하여, 1.0 × 10-3 ∼ 2.0 × 10-1 Pa 의 진공하에서, 전자빔, 저항 가열 또는 고주파 가열 방식으로 가열 증발시킨다.
또, 성막 방법으로는, 예를 들어, 산소 가스 또는 질소 가스를 공급하면서 실시하는 반응 증착법도 채용할 수 있다.
또, 스퍼터링법에 의해 성막하는 경우에는, 예를 들어, 타깃으로서 규소, 일산화규소, 이산화규소, 규소 산질화물 또는 이들 혼합물을 사용하여, 1.0 × 10-2 ∼ 5.0 × 10-1 Pa 의 진공하에서, 성막할 수 있다.
또, 상기 스퍼터링법으로는, 예를 들어, 산소 가스, 질소 가스 또는 아르곤 가스를 공급하면서 실시하는 반응성 스퍼터법도 채용할 수 있다.
제 1 배리어층 (3) 중의 질소 원소 조성은, 성막시의 질소 유량, 전력 및 성막 압력에 의해 조정할 수 있다.
특히 질소 원소 조성을 0 atm% 초과 25 atm% 이하로 하기 위해서, 산소 유량 O2 [sccm] 와 질소 유량 N2 [sccm] 의 비 O2/N2 는 0.10 ∼ 1.5 가 바람직하고, 0.12 ∼ 1.0 이 보다 바람직하고, 0.15 이상이 더욱 바람직하다.
또, 전력은 1000 ∼ 2000 W 가 바람직하다. O2/N2 와 전력은 서로 영향을 미치기 때문에, O2/N2 가 0.10 이상 0.15 미만인 경우에는, 전력을 1000 W 이상 1500 W 미만으로 하는 것이 바람직하고, O2/N2 가 0.15 이상 1.5 이하인 경우에는, 전력을 1500 W 이상 2000 W 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 성막 압력은 1.0 × 10-2 ∼ 2.0 × 10-1 Pa 가 바람직하고, 5.0 × 10-2 ∼ 1.5 × 10-1 Pa 가 바람직하다.
제 1 배리어층 (3) 을 형성하는 규소 산질화물에는, 그 중에 불순물로서 칼슘, 마그네슘 또는 그들의 산화물이 10 질량% 이하 혼입되어 있어도 된다.
또, 제 1 배리어층 (3) 은, 상기 규소 산질화물 이외에, 무기 재료를 포함하고 있어도 된다. 상기 무기 재료로는, 예를 들어, 규소 산화물, 다이아몬드 라이크 카본 (DLC) 및 알루미늄 산화물을 들 수 있다.
[홀로그램층 (4)]
홀로그램층 (4) 은, 제 1 배리어층 (3) 의 표면 중 제 1 앵커 코트층 (2) 이 밀착되어 있는 면과는 반대측의 표면에 배치된다. 홀로그램층 (4) 에는, 화상 표시용 도광판 (8) 이 구비해야 할 기능에 대응하는 회절 격자가 적절히 형성되어 있다.
홀로그램층 (4) 의 재료는 특별히 한정되지 않고, 공지된 홀로그램 형성용 수지 재료를 사용할 수 있다.
홀로그램층 (4) 의 재료로는, 예를 들어, 용매 가용성으로 카티온 중합 가능한 에틸렌옥사이드 고리를 구조 단위 중에 적어도 하나 갖는 열경화성 수지와, 라디칼 중합 가능한 에틸렌성 모노머를 포함하는 홀로그램 기록 재료 (일본 공개특허공보 평9-62169호, 일본 공개특허공보 평11-161141호 및 일본 공개특허공보 2002-310932호를 참조) 를 들 수 있다.
구체적으로는, 홀로그램층 (4) 은, 비스페놀계 에폭시 수지 등의 에폭시 수지와, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트 등의 (메트)아크릴레이트와, 4,4'-비스(tert-부틸페닐)요오도늄헥사플루오로포스페이트 등의 광 중합 개시제와, 3,3'-카르보닐비스(7-디에틸아미노)쿠마린 등의 파장 증감제와, 2-부타논 등의 유기 용제를 포함하는 감광 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
[제 2 적층체 (12)]
제 2 적층체 (12) 는, 제 2 배리어층 (5), 제 2 앵커 코트층 (6) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 이 순서로 구비한다. 제 2 적층체 (12) 의 각종 물성은, 제 1 적층체 (11) 와 상이해도 된다.
[제 2 배리어층 (5)]
제 2 배리어층 (5) 은, 홀로그램층 (4) 을 개재하여 제 1 배리어층 (3) 의 반대측에 적층된다. 제 2 배리어층 (5) 으로는, 제 1 배리어층 (3) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 배리어층 (5) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 배리어층 (3) 과 상이해도 된다.
[제 2 앵커 코트층 (6)]
제 2 앵커 코트층 (6) 은, 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 사이에 배치된다. 제 2 앵커 코트층 (6) 으로는, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 앵커 코트층 (6) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 앵커 코트층 (2) 과 상이해도 된다.
[제 2 수지 기재 (7)]
제 2 수지 기재 (7) 는, 제 2 배리어층 (5) 의 표면에 적층되어 있다. 제 2 수지 기재 (7) 로는, 제 1 수지 기재 (1) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 수지 기재 (7) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 수지 기재 (1) 와 상이해도 된다. 특히, 제 2 수지 기재 (7) 는, 화상 표시용 도광판 (8) 에 있어서의 표시 화상 출사측과 반대에 위치하는 외광 입사측의 표면에 배치되므로, 제 1 수지 기재 (1) 에 비해 표면 경도가 높은 재료가 사용되어도 된다.
[화상 표시용 도광판 (8)]
화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 수지 기재 (1) 와 홀로그램층 (4) 사이 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각 제 1 앵커 코트층 (2) 과 제 1 배리어층 (3), 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 앵커 코트층 (6) 이 배치된다.
화상 표시용 도광판 (8) 의 외부의 가스는, 어느 정도, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나, 내부에 축적되거나 한다. 이 때, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 에는, 특히 수분이 축적되기 쉽다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 외부로부터 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 에 침투한 수분을 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 으로 차폐할 수 있으므로, 홀로그램층 (4) 으로의 수증기의 침투가 억제되어, 홀로그램층 (4) 의 열화를 방지할 수 있다.
또, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내약품성은, 수지 재료의 종류에 따라 정도의 차는 있지만, 유리에 비하면 현격히 낮다. 이 때문에, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 는, 유리보다 보다 낮은 내용제성 및 내홀로그램 재료성을 가지고 있다.
제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램층 (4) 과 접촉하고 있는 경우, 홀로그램층 (4) 의 구성 성분인 홀로그램제가 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내부에 홀로그램제가 축적되거나 하기 쉽다. 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램제에 노출되면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 열화되어, FOV (Field of View) 의 저하 및 선명도의 저하가 일어나기 쉬워진다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 을 형성함으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 로의 홀로그램제의 침투가 억제됨으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 열화도 방지할 수 있다.
[하드 코트층]
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 수지 기재의 표면의 연필 경도를 높일 목적으로, 또는, 배리어층의 표면 조도 Sa 를 작게 할 목적으로, 수지 기재의, 일방의 표면 또는 양방의 표면에, 하드 코트층을 가지고 있어도 된다.
상기 하드 코트층은 경화성 수지 조성물로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 경화성 수지 조성물은, 특별히 한정되지 않지만, 전자선, 방사선 혹은 자외선 등의 에너지선을 조사함으로써 경화되는 것 또는 가열에 의해 경화되는 것이 바람직하고, 성형 시간 및 생산성의 관점에서, 자외선 경화성 수지 조성물이 보다 바람직하다.
상기 경화성 수지 조성물을 구성하는 경화성 수지로서 예를 들어, 아크릴레이트 화합물, 우레탄아크릴레이트 화합물, 에폭시아크릴레이트 화합물, 카르복실기 변성 에폭시아크릴레이트 화합물, 폴리에스테르아크릴레이트 화합물, 공중합계 아크릴레이트, 지환식 에폭시 수지, 글리시딜에테르에폭시 수지, 비닐에테르 화합물 및 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다. 상기 경화성 수지는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이들 경화성 수지 중에서도, 상기 하드 코트층에 우수한 표면 경도를 부여할 수 있는 점에서, 다관능 아크릴레이트 화합물, 다관능 우레탄아크릴레이트 화합물 혹은 다관능 에폭시아크릴레이트 화합물 등의 라디칼 중합계의 경화성 화합물, 또는 알콕시실란 혹은 알킬알콕시실란 등의 열중합계의 경화성 화합물이 바람직하다.
상기 하드 코트층을 형성하는 경화성 수지 조성물은, 표면 조정 성분으로서 레벨링제를 포함해도 된다. 상기 레벨링제로는, 예를 들어, 불소계 레벨링제, 실리콘계 레벨링제 및 아크릴계 레벨링제를 들 수 있다. 이들 레벨링제 중에서도, 상기 하드 코트층의 표면에 배리어층을 적층했을 때, 우수한 밀착성을 확보할 수 있는 점에서, 아크릴계 레벨링제가 바람직하다.
상기 경화성 수지 조성물을 자외선으로 경화시키는 경우에는, 광 중합 개시제를 사용한다. 상기 광 중합 개시제로는, 예를 들어, 벤질, 벤조페논 및 그 유도체, 티오크산톤류, 벤질디메틸케탈류, α-하이드록시알킬페논류, 하이드록시케톤류, 아미노알킬페논류 그리고 아실포스핀옥사이드류를 들 수 있다. 상기 광 중합 개시제의 첨가량은, 통상, 상기 경화성 수지 조성물 100 질량부에 대하여, 0.1 ∼ 8 질량부이다.
상기 하드 코트층을 형성하는 경화성 수지 조성물은, 굴절률 조정 성분을 포함해도 된다. 상기 굴절률 조정 성분으로는, 예를 들어, 산화아연, 산화지르코늄 혹은 산화티탄 등의 고굴절률 금속 화합물의 미립자 또는 불화마그네슘 등의 저굴절률 금속 화합물의 미립자 등의 굴절률 조정 성분의 미립자를 들 수 있다. 여기서, 상기 굴절률 조정 성분의 미립자의 사이즈가 5 ∼ 50 ㎚ 이면, 상기 하드 코트층의 투명성 및 전광선 투과율을 저해하는 일이 없기 때문에 바람직하다. 또, 상기 굴절률 조정 성분의 미립자를, 미리 상기 경화성 수지 조성물과의 혼합물로 해 둔 것을, 상기 하드 코트층을 형성하는 경화성 수지 조성물에 혼합하여, 포함시켜도 된다. 또, 상기 굴절률 조정 성분의 미립자를, 미리 상기 경화성 수지 조성물과의 혼합물로 해 둔 것을 그대로, 상기 하드 코트층을 형성하는 경화성 수지 조성물로 해도 된다. 상기 굴절률 조정 성분의 미립자를, 미리 상기 경화성 수지 조성물과의 혼합물로 한 것으로는, 시판품이 존재한다. 이와 같은 시판품으로는, 예를 들어, 리오듀라스 TYZ, 리오듀라스 TYT 및 리오듀라스 TYM (이상, 토요켐사 제조) 을 들 수 있다.
하드 코트층을 형성하는 경화성 수지 조성물은, 상기 서술한 성분 외에, 예를 들어, 규소계 화합물, 불소계 화합물 또는 이들 혼합 화합물 등의 활제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 실리콘계 화합물 등의 난연제, 필러, 유리 섬유 및 실리카 등의 첨가제를 포함해도 된다. 이들 첨가제는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
하드 코트층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 1 ∼ 20 ㎛ 가 바람직하다. 하드 코트층의 두께가 1 ㎛ 이상이면, 수지 기재의 표면에 보다 충분한 경도를 부여할 수 있다. 또, 하드 코트층의 두께가 20 ㎛ 이하이면, 수지 기재에 성형 가공성 및 재단성을 더욱 확보할 수 있다. 또한, 하드 코트층의 경화 수축이 더욱 억제되고, 수지 기재의 휨 및 굴곡을 발생시키지 않는 점에서도 바람직하다.
수지 기재의 굴절률을 na 로 했을 경우, 하드 코트층의 굴절률 nb 는, na ± 0.20 의 범위 내가 바람직하고, na ± 0.15 의 범위 내가 보다 바람직하고, na ± 0.10 의 범위 내가 더욱 바람직하다. 하드 코트층의 굴절률 nb 가 na ± 0.20 의 범위 내이면, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값이 보다 양호해짐과 함께, 색 불균일을 더욱 방지할 수 있다.
하드 코트층의 형성 방법으로는, 예를 들어, 경화성 수지 조성물의 도료로서 수지 기재의 표면에 도공한 후, 경화막으로 함으로써, 수지 기재의 표면에 형성, 적층하는 방법을 들 수 있지만, 이 방법에 한정되지 않는다.
수지 기재와의 적층 방법으로는, 공지된 방법이 사용된다. 상기 공지된 방법으로는, 예를 들어, 딥 코트법, 내추럴 코트법, 리버스 코트법, 콤마 코터법, 롤 코트법, 스핀 코트법, 와이어 바법, 익스트루전법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법 및 그라비어 코트법을 들 수 있다. 그 밖에, 예를 들어, 이형층에 하드 코트층이 형성된 전사 시트를 사용하여, 하드 코트층을 수지 기재에 적층하는 방법을 채용해도 된다.
또한, 하드 코트층과 수지 기재의 밀착성을 향상시킬 목적으로, 수지 기재의 표면에 미리 하지막 (프라이머층) 을 형성해 두어도 된다.
<화상 표시용 도광판의 제조 방법>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 제조 방법의 일례로서, 도 1 에 나타내는 화상 표시용 도광판 (8) 의 제조 방법에 대해 설명한다.
제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 준비되고 ([기재 준비 공정]), 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 표면에, 제 1 앵커 코트층 (2) 및 제 2 앵커 코트층 (6) 을 개재하여 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 이 각각 형성된다 ([배리어층 형성 공정]). 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 의 제조 방법으로는, 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 의 재료에 따라 적절한 제조 방법이 선택된다.
예를 들어, 제 1 배리어층 (3) 이 형성된 제 1 수지 기재 (1) 에 있어서의 제 1 배리어층 (3) 의 표면에, 홀로그램 형성용의 감광 재료가 도포된다. 이 때, 제 1 배리어층 (3) 의 외주부에는, 홀로그램층 (4) 과 동 두께의 투명한 시일층이 형성되어도 된다. 시일층은, 감광 재료로 홀로그램층 (4) 이 형성된 후에 홀로그램층 (4) 의 외주부를 시일한다. 시일층은, 투명 재료로 이루어지고, 예를 들어, 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 엔·티올 수지 등이 사용된다.
이 후, 감광 재료 상에, 제 2 배리어층 (5) 이 형성된 제 2 수지 기재 (7) 가, 제 2 배리어층 (5) 을 감광 재료쪽을 향해진 상태로 재치 (載置) 된다 ([도광판 제조 공정]).
단, 상기 서술한 제조 순서는 일례이다. 예를 들어, 제 2 배리어층 (5) 이 형성된 제 2 수지 기재 (7) 에 감광 재료가 도포되고 나서, 제 1 배리어층 (3) 이 형성된 제 1 수지 기재 (1) 가 홀로그램층 (4) 상에 재치되어도 된다.
이 후, 감압 프레스에 의해, 제 1 수지 기재 (1), 제 1 앵커 코트층 (2), 제 1 배리어층 (3), 홀로그램층 (4), 제 2 배리어층 (5), 제 2 앵커 코트층 (6) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 각 층이 첩합 (貼合) 되어, 화상 표시용 도광판 (8) 이 얻어진다.
이 후, 감광 재료에 회절 패턴에 대응한 간섭 무늬를 형성하고, 감광 재료 중에, 회절 격자를 형성한다.
<<제 2 실시형태>>
본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판은, 수지 기재, 앵커 코트층 및 배리어층을 이 순서로 구비하는 적층체와, 홀로그램층이 이 순서로 배치되고, 상기 배리어층의 두께가 150 ㎚ 이하이고, 상기 앵커 코트층과 상기 배리어층의 합계 두께가 300 ㎚ 이하이고, 또한, 상기 앵커 코트층의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도가 80 ℃ 이하이다.
배리어층의 두께가 150 ㎚ 이하이면, 배리어층의 잔류 응력이 지나치게 커지지 않기 때문에, 배리어층에 크랙이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또, 앵커 코트층과 배리어층의 합계 두께가 300 ㎚ 이하이면, 배리어층이 잔류 응력에 의해 지나치게 크게 변형되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 앵커 코트층의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도가 80 ℃ 이하이면, 수지 기재가 습열 환경하에서 팽창해도, 앵커 코트층이 추종하기 때문에, 크랙이 발생하기 어렵다.
따라서, 상기 구성을 구비함으로써, 배리어층의 잔류 응력에서 기인하는 크랙이나 변형, 나아가서는 수지 기재의 습열 환경하에서의 팽창에서 기인하는 크랙을 방지할 수 있기 때문에, 배리어성이 양호해져, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 수지 기재가, 폴리(메트)아크릴계 수지, 에폭시 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지 및 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 수지를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 배리어층이 무기 재료를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 배리어층이, 규소 산화물, 규소 산질화물, 다이아몬드 라이크 카본 및 알루미늄 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 무기 재료를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 앵커 코트층이, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 수지를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체가, 상기 수지 기재의 양 표면에 하드 코트층을 가지고 있어도 된다.
이하, 본 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판에 대해 설명한다.
<화상 표시용 도광판>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 적층 구성의 개요는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판과 동일하다.
[제 1 적층체 (11)]
제 1 적층체 (11) 는, 제 1 수지 기재 (1), 제 1 앵커 코트층 (2) 및 제 1 배리어층 (3) 을 이 순서로 구비한다. 화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 적층체 (11) 를 홀로그램층 (4) 의 표면에 배치함으로써, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있다.
(배리어성)
제 1 적층체 (11) 의 수증기 투과율은, 0.1 g/㎡/day 미만이 바람직하고, 0.08 g/㎡/day 미만이 보다 바람직하고, 0.05 g/㎡/day 미만이 더욱 바람직하고, 0.03 g/㎡/day 미만이 보다 더 바람직하고, 0.01 g/㎡/day 미만이 한층 바람직하고, 0.005 g/㎡/day 미만이 보다 한층 바람직하다.
제 1 적층체 (11) 의 수증기 투과율이 상기 범위 내이면, 홀로그램층 (4) 의 열화를 보다 억제할 수 있다.
[제 1 수지 기재 (1)]
제 1 수지 기재 (1) 의 바람직한 두께, 전광선 투과율 및 재료는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 수지 기재 (1) 와 동일하다.
제 1 수지 기재 (1) 의 표면 조도 Sa 는, 특별히 한정되지 않지만, 0 ㎚ 를 하한으로 하여, 10 ㎚ 이하가 바람직하고, 8 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 6 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다. 표면 조도 Sa 가 10 ㎚ 이하이면, 제 1 적층체 (11) 의 표면 조도 Sa 를 작게 할 수 있고, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값이 양호해진다.
또한, 본 명세서에 있어서, 표면 조도 Sa 는, 백색 간섭계 (버트스캔 (VertScan), 료카 시스템사 제조) 를 사용하여 측정한 표면 조도이다.
[제 1 앵커 코트층 (2)]
제 1 앵커 코트층 (2) 의 바람직한 두께, tanδ 피크 온도, 전광선 투과율, 굴절률 및 재료와 형성 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 앵커 코트층 (2) 과 동일하다.
[제 1 배리어층 (3)]
제 1 배리어층 (3) 의 바람직한 산소 투과율, 수증기 투과율, 두께, 굴절률은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 배리어층 (3) 과 동일하다.
제 1 배리어층 (3) 은, 무기 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 규소 산화물, 규소 산질화물, 다이아몬드 라이크 카본 (DLC) 및 알루미늄 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 전광선 투과율 및 배리어성을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 배리어층 (3) 은, 규소 산화물 또는 규소 산질화물을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
제 1 배리어층 (3) 이 규소 산화물 또는 규소 산질화물로 이루어지는 경우, 제 1 배리어층 (3) 은, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 또는 플라즈마 CVD 법 등의 종래 알려져 있는 방법으로 형성할 수 있다. 그 중에서도, 양호한 배리어성이 얻어지고, 화상 표시용 도광판 (8) 의 선명성을 양호하게 하는 관점에서, 스퍼터링법이 바람직하다.
제 1 앵커 코트층 (2) 과 제 1 배리어층 (3) 의 접착성을 향상시키기 위해서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 표면에 코로나 방전 처리 또는 저온 플라즈마 처리를 실시하거나, 실란 커플링제를 도포하거나, 포화 폴리에스테르와 이소시아네이트의 혼합물을 도포하거나 하는 등의 표면 처리를 실시해도 된다.
예를 들어, 진공 증착법에 의해 성막하는 경우에는, 증발 물질로서 규소, 일산화규소, 이산화규소, 규소 산질화물 또는 이들의 혼합물을 사용하여, 1.0 × 10-3 ∼ 2.0 × 10-1 Pa 의 진공하에서, 전자빔, 저항 가열 또는 고주파 가열 방식으로 가열 증발시킨다.
또, 산소 가스, 질소 가스를 공급하면서 실시하는 반응 증착법도 채용할 수 있다.
또, 예를 들어, 스퍼터링법에 의해 성막하는 경우에는, 타깃으로서 규소, 일산화규소, 이산화규소, 규소 산질화물 또는 이들의 혼합물을 사용하여, 1.0 × 10-2 ∼ 5.0 × 10-1 Pa 의 진공하에서, 성막할 수 있다.
또, 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스를 공급하면서 실시하는 반응성 스퍼터법도 채용할 수 있다.
제 1 배리어층 (3) 을 형성하는 규소 산화물 또는 규소 산질화물에는, 10 질량% 이하이면, 그 중에 불순물로서 칼슘, 마그네슘 또는 그들의 산화물이 혼입되어 있어도 된다.
다이아몬드 라이크 카본 (DLC) 은, 일반적으로는 다이아몬드상의 구조와, 그라파이트상의 구조와, 수소 원자를 구조에 포함하는 폴리에틸렌형의 고분자 구조의 삼원계의 구조로 이루어지는 비정질 탄소 재료이다. DLC 의 생성에 있어서, 탄소원으로서 에틸렌, 아세틸렌 또는 벤젠 등의 탄화수소를 사용한 경우에는, 통상, 수소를 포함하는 기본적으로 삼원계의 구조가 된다.
DLC 는, 경질성, 윤활성, 내마모성, 화학적 안정성, 내열성 및 표면 평활성이 우수하다. DLC 는, 상기 서술한 치밀한 고분자 구조를 형성하기 때문에, 가스 배리어성 및 수증기 배리어성도 우수하다.
DLC 에 의해 제 1 배리어층 (3) 을 형성하는 경우에는, 예를 들어, 플라즈마 CVD 법, 이온 플레이팅법 또는 이온 빔 스퍼터링법 등의 물리 증착법 등, 주지의 적절히 코팅 방법을 사용할 수 있다.
제 1 배리어층 (3) 이 알루미늄 산화물로 이루어지는 경우, 제 1 배리어층 (3) 은, 예를 들어, Al2O3 만으로 형성되어도 되고, Al, AlO 및 Al2O3 으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 종 이상이 서로 섞여 형성되어도 된다. 알루미늄 산화물층에 있어서의 Al : O 의 원자수비는, 알루미늄 산화물층의 제조 조건에 따라 상이하다. 제 1 배리어층 (3) 으로서 사용할 수 있는 알루미늄 산화물층은, 배리어성능이 저해되지 않는 범위에서 미량 (전체 성분에 대해 기껏해야 3 % 까지) 의 다른 성분이 포함되어도 된다.
알루미늄 산화물에 의해 제 1 배리어층 (3) 을 형성하는 경우에는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 배리어층 (3) 을 형성하는 방법으로서, 진공 증착법, 스퍼터법 혹은 이온 플레이팅 등의 PVD 법 (물리 증착법) 또는 CVD 법 (화학 증착법) 이 사용되어도 된다.
예를 들어, 진공 증착법에 있어서는, 증착원 재료로서 Al, Al2O3 등이 사용되고, 증착원의 가열 방식으로는, 저항 가열, 고주파 유도 가열, 전자빔 가열 등이 사용되어도 된다. 진공 증착법에 있어서는, 반응성 가스로서, 산소, 질소 또는 수증기 등을 도입하거나, 오존 첨가 또는 이온 어시스트 등의 수단을 사용한 반응성 증착을 사용하거나 해도 된다. 또한, 성막면에 바이어스를 더하거나, 성막면의 온도를 상승시키거나, 냉각시키거나 해도 된다. 스퍼터법 그 밖의 진공 증착법 이외의 PVD 법 및 CVD 법 등의 다른 성막 방법에 있어서도 동일하다.
[홀로그램층 (4)]
홀로그램층 (4) 의 바람직한 재료는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 홀로그램층 (4) 과 동일하다.
[제 2 적층체 (12)]
제 2 적층체 (12) 는, 제 2 배리어층 (5), 제 2 앵커 코트층 (6) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 이 순서로 구비한다. 제 2 적층체 (12) 의 각종 물성은, 제 1 적층체 (11) 와 상이해도 된다.
[제 2 배리어층 (5)]
제 2 배리어층 (5) 은, 홀로그램층 (4) 을 개재하여 제 1 배리어층 (3) 의 반대측에 적층된다. 제 2 배리어층 (5) 으로는, 제 1 배리어층 (3) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 배리어층 (5) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 배리어층 (3) 과 상이해도 된다.
[제 2 앵커 코트층 (6)]
제 2 앵커 코트층 (6) 은, 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 사이에 배치된다. 제 2 앵커 코트층 (6) 으로는, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 앵커 코트층 (6) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 앵커 코트층 (2) 과 상이해도 된다.
[제 2 수지 기재 (7)]
제 2 수지 기재 (7) 는, 제 2 배리어층 (5) 의 표면에 적층되어 있다. 제 2 수지 기재 (7) 로는, 제 1 수지 기재 (1) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 수지 기재 (7) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 수지 기재 (1) 와 상이해도 된다. 특히, 제 2 수지 기재 (7) 는, 화상 표시용 도광판 (8) 에 있어서의 표시 화상 출사측과 반대에 위치하는 외광 입사측의 표면에 배치되므로, 제 1 수지 기재 (1) 에 비해 표면 경도가 높은 재료가 사용되어도 된다.
[화상 표시용 도광판 (8)]
화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 수지 기재 (1) 와 홀로그램층 (4) 사이 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각 제 1 앵커 코트층 (2) 과 제 1 배리어층 (3), 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 앵커 코트층 (6) 이 배치된다.
화상 표시용 도광판 (8) 의 외부의 가스는, 어느 정도, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나, 내부에 축적되거나 한다. 이 때, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 에는, 특히 수분이 축적되기 쉽다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 외부로부터 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 에 침투한 수분을 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 으로 차폐할 수 있으므로, 홀로그램층 (4) 으로의 수증기의 침투가 억제되어, 홀로그램층 (4) 의 열화를 방지할 수 있다.
또, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내약품성은, 수지 재료의 종류에 따라 정도의 차는 있지만, 유리에 비하면 현격히 낮다. 이 때문에, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 는, 유리보다 보다 낮은 내용제성 및 내홀로그램 재료성을 가지고 있다.
제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램층 (4) 과 접촉하고 있는 경우, 홀로그램층 (4) 의 구성 성분인 홀로그램제가 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내부에 홀로그램제가 축적되거나 하기 쉽다. 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램제에 노출되면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 열화되어, FOV (Field of View) 의 저하나, 선명도의 저하 등이 일어나기 쉬워진다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 을 형성함으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 로의 홀로그램제의 침투가 억제됨으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 열화도 방지할 수 있다.
[하드 코트층]
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 수지 기재의 표면의 연필 경도를 높일 목적으로, 또는, 배리어층의 표면 조도 Sa 를 작게 할 목적으로, 수지 기재의, 일방의 표면 또는 양방의 표면에, 하드 코트층을 가지고 있어도 된다.
하드 코트층의 바람직한 재료, 두께 및 굴절률과 형성 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 하드 코트층과 동일하다.
<화상 표시용 도광판의 제조 방법>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 제조 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판의 제조 방법과 동일하다.
<<제 3 실시형태>>
본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판은, 수지 기재, 앵커 코트층 및 배리어층을 이 순서로 구비하는 적층체와, 홀로그램층을 갖고, 상기 앵커 코트층의 두께를 A ㎚ 로 하고, 상기 앵커 코트층의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도를 B ℃ 로 했을 때, A/B 가 3 이하이다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 구성을 구비함으로써, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있는 데다가, 습열 환경하에서 배리어층의 잔류 응력에 의한 변형이 일어나기 어렵기 때문에, 습열 환경하에 있어서도 광학 특성이 변화하기 어렵다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 앵커 코트층의 두께가 1 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하여도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 앵커 코트층의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도가 10 ℃ 이상 80 ℃ 이하여도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 수지 기재가, 폴리(메트)아크릴계 수지, 에폭시 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지 및 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 수지를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 앵커 코트층이, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 수지를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 배리어층이 무기 재료를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 배리어층이, 규소 산화물, 규소 산질화물, 다이아몬드 라이크 카본 및 알루미늄 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 무기 재료를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체가, 상기 수지 기재의 양 표면에 하드 코트층을 가지고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체의 수증기 투과율이 0.01 g/㎡/day 미만이어도 된다.
이하, 본 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판에 대해 설명한다.
<화상 표시용 도광판>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 적층 구성의 개요는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판과 동일하다.
[제 1 적층체 (11)]
제 1 적층체 (11) 는, 제 1 수지 기재 (1), 제 1 앵커 코트층 (2) 및 제 1 배리어층 (3) 을 이 순서로 구비한다. 화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 적층체 (11) 를 홀로그램층 (4) 의 표면에 배치함으로써, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있다.
제 1 적층체 (11) 의 바람직한 수증기 투과율은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 적층체 (11) 와 동일하다.
(광학 특성)
제 1 적층체 (11) 의 헤이즈는 0.1 % 미만이 바람직하고, 0.08 % 미만이 보다 바람직하고, 0.06 % 미만이 더욱 바람직하고, 0.05 % 미만이 보다 더 바람직하다. 제 1 적층체 (11) 의 헤이즈가 0.1 % 미만이면, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값이 보다 양호해진다.
또, 제 1 적층체 (11) 를 40 ℃ 90 % 로 10 일 보관한 후의 헤이즈는 2 % 미만이 바람직하고, 1 % 미만이 보다 바람직하고, 0.5 % 미만이 더욱 바람직하고, 0.2 % 미만이 보다 더 바람직하고, 0.1 % 미만이 특히 바람직하다.
[제 1 수지 기재 (1)]
제 1 수지 기재 (1) 의 바람직한 두께, 전광선 투과율 및 재료는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 수지 기재 (1) 와 동일하다.
[제 1 앵커 코트층 (2)]
제 1 앵커 코트층 (2) 의 바람직한 두께, tanδ 피크 온도, 전광선 투과율, 굴절률 및 재료와 형성 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 앵커 코트층 (2) 과 동일하다.
제 1 앵커 코트층 (2) 의 tanδ 피크 온도가 환경 온도보다 낮은 경우, 화상 표시용 도광판 (8) 을 습열 환경하에 두면, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 탄성률이 낮아진다. 그리고, 제 1 앵커 코트층 (2) 이 부드러워지면, 제 1 배리어층 (3) 의 잔류 응력을 억제할 수 없게 되기 때문에, 제 1 배리어층 (3) 이 변형되어, 헤이즈가 상승하기 쉬워진다. 제 1 앵커 코트층 (2) 이 두꺼운 경우도, 습열 환경하에서 제 1 배리어층 (3) 의 잔류 응력에 의해 크게 변형되기 쉬워지기 때문에, 헤이즈가 상승하기 쉬워진다.
한편, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 tanδ 피크 온도가 환경 온도보다 높은 경우에는, 습열 환경하에서도 탄성률이 저하되기 어렵기 때문에, 제 1 배리어층 (3) 의 잔류 응력에 의한 변형이 일어나기 어려워, 헤이즈의 상승이 억제된다. 제 1 앵커 코트층 (2) 이 얇은 경우도, 제 1 배리어층 (3) 의 잔류 응력에 의한 변형이 일어나기 어렵기 때문에, 헤이즈의 상승이 억제된다.
이상의 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 두께를 A [㎚] 로 하고, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도를 B [℃] 로 했을 때, A/B 는 3 이하이고, 2.5 이하가 바람직하고, 2 이하가 보다 바람직하다.
[제 1 배리어층 (3)]
제 1 배리어층 (3) 의 바람직한 산소 투과율, 수증기 투과율, 두께, 굴절률은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 배리어층 (3) 과 동일하다.
또, 제 1 배리어층 (3) 의 바람직한 재료와 형성 방법은 상기 제 2 실시형태에 관련된 제 1 배리어층 (3) 과 동일하다.
[홀로그램층 (4)]
홀로그램층 (4) 의 바람직한 재료는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 홀로그램층 (4) 과 동일하다.
[제 2 적층체 (12)]
제 2 적층체 (12) 는, 제 2 배리어층 (5), 제 2 앵커 코트층 (6) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 이 순서로 구비한다. 제 2 적층체 (12) 의 각종 물성은, 제 1 적층체 (11) 와 상이해도 된다.
[제 2 배리어층 (5)]
제 2 배리어층 (5) 은, 홀로그램층 (4) 을 개재하여 제 1 배리어층 (3) 의 반대측에 적층된다. 제 2 배리어층 (5) 으로는, 제 1 배리어층 (3) 의 설명에 있어서 예시돤 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 배리어층 (5) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 배리어층 (3) 과 상이해도 된다.
[제 2 앵커 코트층 (6)]
제 2 앵커 코트층 (6) 은, 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 사이에 배치된다. 제 2 앵커 코트층 (6) 으로는, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 앵커 코트층 (6) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 앵커 코트층 (2) 과 상이해도 된다.
[제 2 수지 기재 (7)]
제 2 수지 기재 (7) 는, 제 2 배리어층 (5) 의 표면에 적층되어 있다. 제 2 수지 기재 (7) 로는, 제 1 수지 기재 (1) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 수지 기재 (7) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 수지 기재 (1) 와 상이해도 된다. 특히, 제 2 수지 기재 (7) 는, 화상 표시용 도광판 (8) 에 있어서의 표시 화상 출사측과 반대에 위치하는 외광 입사측의 표면에 배치되므로, 제 1 수지 기재 (1) 에 비해 표면 경도가 높은 재료가 사용되어도 된다.
[화상 표시용 도광판 (8)]
화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 수지 기재 (1) 와 홀로그램층 (4) 사이 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각 제 1 앵커 코트층 (2) 과 제 1 배리어층 (3), 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 앵커 코트층 (6) 이 배치된다.
화상 표시용 도광판 (8) 의 외부의 가스는, 어느 정도, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나. 내부에 축적되거나 한다. 이 때, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 에는, 특히 수분이 축적되기 쉽다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 외부로부터 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 에 침투한 수분을 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 으로 차폐할 수 있으므로, 홀로그램층 (4) 으로의 수증기의 침투가 억제되어, 홀로그램층 (4) 의 열화를 방지할 수 있다.
또, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내약품성은, 수지 재료의 종류에 따라 정도의 차는 있지만, 유리에 비하면 현격히 낮다. 이 때문에, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 는, 유리보다 보다 낮은 내용제성 및 내홀로그램 재료성을 가지고 있다.
제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램층 (4) 과 접촉하고 있는 경우, 홀로그램층 (4) 의 구성 성분인 홀로그램제가 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내부에 홀로그램제가 축적되거나 하기 쉽다. 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램제에 노출되면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 열화되어, FOV (Field of View) 의 저하나, 선명도의 저하 등이 일어나기 쉬워진다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 을 형성함으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 로의 홀로그램제의 침투가 억제됨으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 열화도 방지할 수 있다.
[하드 코트층]
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 수지 기재의 표면의 연필 경도를 높일 목적으로, 또는, 배리어층의 표면 조도 Sa 를 작게 할 목적으로, 수지 기재의, 일방의 표면 또는 양방의 표면에, 하드 코트층을 가지고 있어도 된다.
하드 코트층의 바람직한 재료, 두께 및 굴절률과 형성 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 하드 코트층과 동일하다.
<화상 표시용 도광판의 제조 방법>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 제조 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판의 제조 방법과 동일하다.
<<제 4 실시형태>>
본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판은, 수지 기재, 앵커 코트층 및 배리어층을 이 순서로 구비하는 적층체와, 홀로그램층을 갖고, 상기 앵커 코트층이, 수산기를 갖는 바인더 수지와, 이소시아네이트 화합물을 함유하는 수지 조성물로 이루어지고, 상기 바인더 수지의 수산기 (OH) 에 대한 상기 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기 (NCO) 의 몰비 NCO/OH 가 0.8 이상이다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 앵커 코트층이 상기 특징을 가짐으로써, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있는 데다가, 양호한 내용제성을 갖는다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 수지 기재가, 폴리(메트)아크릴계 수지, 에폭시 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지 및 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 수지를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 앵커 코트층이, 상기 바인더 수지로서 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 수지를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 배리어층이 무기 재료를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 배리어층이, 규소 산화물, 규소 산질화물, 다이아몬드 라이크 카본 및 알루미늄 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 무기 재료를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 배리어층이, 규소 산질화물을 주성분으로 하고, X 선 광전 분자광법 (XPS) 에 의해 구해지는 상기 배리어층 중의 질소 원소 조성이 7 atm% 이상이어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체가, 상기 수지 기재의 양 표면에 하드 코트층을 가지고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체의 수증기 투과율이 0.01 g/㎡/day 미만이어도 된다.
이하, 본 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판에 대해 설명한다.
<화상 표시용 도광판>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 적층 구성의 개요는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판과 동일하다.
[제 1 적층체 (11)]
제 1 적층체 (11) 는, 제 1 수지 기재 (1), 제 1 앵커 코트층 (2) 및 제 1 배리어층 (3) 을 이 순서로 구비한다. 화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 적층체 (11) 를 홀로그램층 (4) 의 표면에 배치함으로써, 홀로그램층의 열화를 억제하고, 또한, 양호한 내용제성을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 「내용제성」 이란, 제 1 배리어층 (3) 측의 표면에 이소프로필알코올 등의 용제를 적하하고, 와이프로 닦아냈을 때, 제 1 배리어층 (3) 이 제 1 수지 기재 (1) 로부터 박리되지 않는 것을 말한다. 보다 구체적으로는, 실시예에 기재된 방법으로 평가된다.
제 1 적층체 (11) 의 바람직한 전광선 투과율 및 수증기 투과율은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 적층체 (11) 와 동일하다.
[제 1 수지 기재 (1)]
제 1 수지 기재 (1) 의 바람직한 두께, 전광선 투과율 및 재료는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 수지 기재 (1) 와 동일하다.
[제 1 앵커 코트층 (2)]
제 1 앵커 코트층 (2) 의 바람직한 두께, 전광선 투과율, 굴절률과 형성 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 앵커 코트층 (2) 과 동일하다.
제 1 앵커 코트층 (2) 은, 수산기를 갖는 바인더 수지와, 이소시아네이트 화합물을 포함하는 수지 조성물로 이루어진다. 바인더 수지가 이소시아네이트 화합물에 의해 가교됨으로써, 내용제성이 양호해진다.
수산기를 갖는 바인더 수지로는, 특별히 한정되지 않지만, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에테르계 수지 및 폴리에스테르계 수지를 들 수 있고, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다. 바인더 수지는, 1 분자 중에 수산기를 2 개 이상 갖는 폴리올이 바람직하다.
바인더 수지의 수산기가는, 가교 밀도를 높게 하는 관점에서, 0.1 ∼ 300 mgKOH/g 이 바람직하고, 1 ∼ 200 mgKOH/g 이 보다 바람직하고, 5 ∼ 150 mgKOH/g 이 더욱 바람직하다.
이소시아네이트 화합물은, 방향족 또는 지방족 디이소시아네이트 혹은 3 가 이상의 폴리이소시아네이트가 바람직하다. 이소시아네이트 화합물로는, 예를 들어, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 수소화디페닐메탄디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 수소화자일릴렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 시클로헥산디이소시아네이트, 디시클로헥실디이소시아네이트, 또는 이들의 3 량체를 들 수 있다.
바인더 수지의 수산기 (OH) 에 대한 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기 (NCO) 의 몰비 NCO/OH 는 0.8 이상이고, 0.9 이상이 바람직하고, 1 이상이 보다 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 10 이하가 바람직하다.
이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기가 바인더 수지의 수산기보다 많이 포함되면, 이소시아네이트 화합물의 일부가 제 1 수지 기재 (1) 표면의 관능기와도 반응하여 결합을 형성하기 때문에, 제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 앵커 코트층 (2) 의 밀착성이 양호해진다.
제 1 앵커 코트층 (2) 을 구성하는 수지 조성물에는, 상기 수산기를 갖는 바인더 수지 이외의 수지, 실란 커플링제, 증감제, 이소시아네이트 화합물 이외의 가교제, 자외선 흡수제, 중합 금지제, 계면 활성제, 충전제, 이형제 및 상기 이외의 열가소성 수지를 첨가해도 된다. 이들 첨가물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 수산기를 갖는 바인더 수지 이외의 수지로는, 예를 들어, 불소계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 실리콘계 수지, 시클로올레핀계 수지, 열가소성 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르이미드계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 폴리에테르실리콘계 수지 및 폴리페닐렌술파이드계 수지를 들 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물 이외의 가교제로는, 예를 들어, 과산화물계 가교제, 에폭시계 가교제 및 이민계 가교제를 들 수 있다.
[제 1 배리어층 (3)]
제 1 배리어층 (3) 의 바람직한 산소 투과율, 수증기 투과율, 두께, 굴절률은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 배리어층 (3) 과 동일하다.
또, 제 1 배리어층 (3) 의 바람직한 재료와 형성 방법은 상기 제 2 실시형태에 관련된 제 1 배리어층 (3) 과 동일하다.
그 중에서도, 배리어성 및 내용제성의 관점에서, 제 1 배리어층 (3) 은 규소 산질화물을 주성분으로서 포함하는 것이 바람직하다.
제 1 배리어층 (3) 이 규소 산질화물을 포함하는 경우, X 선 광전 분자광법 (XPS : X-ray Photoelectron Spectroscopy) 에 의해 구해지는 제 1 배리어층 (3) 중의 질소 원소 조성은, 7 atm% 이상이 바람직하고, 8 atm% 이상이 보다 바람직하고, 9 atm% 이상이 더욱 바람직하고, 10 atm% 이상이 보다 더 바람직하다. 질소 원소 조성이 7 atm% 이상이면, 제 1 배리어층 (3) 의 내용제성이 양호해진다.
또, 제 1 배리어층 (3) 중의 질소 원소 조성은, 광학 특성의 관점에서, 40 atm% 이하가 바람직하고, 30 atm% 이하가 보다 바람직하고, 25 atm% 이하가 더욱 바람직하다.
제 1 배리어층 (3) 중의 질소 원소 조성은, 성막시의 질소 유량, 전력 및 성막 압력에 의해 조정할 수 있다.
특히 질소 원소 조성을 7 atm% 이상으로 하기 위해서, 산소 유량 O2 [sccm] 와 질소 유량 N2 [sccm] 의 비 O2/N2 는 0.10 ∼ 1.5 가 바람직하고, 0.12 ∼ 1.0 이 보다 바람직하고, 0.15 ∼ 1.0 이상이 더욱 바람직하다.
또, 전력은 1000 ∼ 2000 W 가 바람직하다. O2/N2 와 전력은 서로 영향을 미치기 때문에, O2/N2 가 0.10 이상 0.15 미만인 경우에는, 전력을 1000 W 이상 1500 W 미만으로 하는 것이 바람직하고, O2/N2 가 0.15 이상 1.5 이하인 경우에는, 전력을 1500 W 이상 2000 W 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 성막 압력은 1.0 × 10-2 ∼ 2.0 × 10-1 Pa 가 바람직하고, 5.0 × 10-2 ∼ 1.5 × 10-1 Pa 가 바람직하다.
[홀로그램층 (4)]
홀로그램층 (4) 의 바람직한 재료는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 홀로그램층 (4) 과 동일하다.
[제 2 적층체 (12)]
제 2 적층체 (12) 는, 제 2 배리어층 (5), 제 2 앵커 코트층 (6) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 이 순서로 구비한다. 제 2 적층체 (12) 의 각종 물성은, 제 1 적층체 (11) 와 상이해도 된다.
[제 2 배리어층 (5)]
제 2 배리어층 (5) 은, 홀로그램층 (4) 을 개재하여 제 1 배리어층 (3) 의 반대측에 적층된다. 제 2 배리어층 (5) 으로는, 제 1 배리어층 (3) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 배리어층 (5) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 배리어층 (3) 과 상이해도 된다.
[제 2 앵커 코트층 (6)]
제 2 앵커 코트층 (6) 은, 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 사이에 배치된다. 제 2 앵커 코트층 (6) 으로는, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 앵커 코트층 (6) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 앵커 코트층 (2) 과 상이해도 된다.
[제 2 수지 기재 (7)]
제 2 수지 기재 (7) 는, 제 2 배리어층 (5) 의 표면에 적층되어 있다. 제 2 수지 기재 (7) 로는, 제 1 수지 기재 (1) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 수지 기재 (7) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 수지 기재 (1) 와 상이해도 된다. 특히, 제 2 수지 기재 (7) 는, 화상 표시용 도광판 (8) 에 있어서의 표시 화상 출사측과 반대에 위치하는 외광 입사측의 표면에 배치되므로, 제 1 수지 기재 (1) 에 비해 표면 경도가 높은 재료가 사용되어도 된다.
[화상 표시용 도광판 (8)]
화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 수지 기재 (1) 와 홀로그램층 (4) 사이 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각 제 1 앵커 코트층 (2) 과 제 1 배리어층 (3), 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 앵커 코트층 (6) 이 배치된다.
화상 표시용 도광판 (8) 의 외부의 가스는, 어느 정도, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나, 내부에 축적되거나 한다. 이 때, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 에는, 특히 수분이 축적되기 쉽다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 외부로부터 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 에 침투한 수분을 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 으로 차폐할 수 있으므로, 홀로그램층 (4) 으로의 수증기의 침투가 억제되어, 홀로그램층 (4) 의 열화를 방지할 수 있다.
또, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내약품성은, 수지 재료의 종류에 따라 정도의 차는 있지만, 유리에 비하면 현격히 낮다. 이 때문에, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 는, 유리보다 보다 낮은 내용제성 및 내홀로그램 재료성을 가지고 있다.
제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램층 (4) 과 접촉하고 있는 경우, 홀로그램층 (4) 의 구성 성분인 홀로그램제가 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내부에 홀로그램제가 축적되거나 하기 쉽다. 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램제에 노출되면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 열화되어, FOV (Field of View) 의 저하나, 선명도의 저하 등이 일어나기 쉬워진다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 을 형성함으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 로의 홀로그램제의 침투가 억제됨으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 열화도 방지할 수 있다.
[하드 코트층]
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 수지 기재의 표면의 연필 경도를 높일 목적으로, 또는, 배리어층의 표면 조도 Sa 를 작게 할 목적으로, 수지 기재의, 일방의 표면 또는 양방의 표면에, 하드 코트층을 가지고 있어도 된다.
하드 코트층의 바람직한 재료, 두께 및 굴절률과 형성 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 하드 코트층과 동일하다.
<화상 표시용 도광판의 제조 방법>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 제조 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판의 제조 방법과 동일하다.
<<제 5 실시형태>>
본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판은, 수지 기재 및 보호층을 이 순서로 구비하는 적층체와, 홀로그램층이 이 순서로 배치되고, 상기 보호층의 상기 홀로그램층과 접하는 측의 표면 조도 Sa 가 5.5 ㎚ 미만이다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 보호층이 상기 구성을 구비함으로써, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 수지 기재가, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 수지를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 수지 기재가, 매트릭스 중에 경질성의 분산상을 갖는 경질 수지 (a) 를 포함하는 수지층 (A) 를 구비하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 수지 기재가, 상기 수지층 (A) 와, 상기 수지층 (A) 와는 주성분이 상이한 수지층 (B) 를 적층하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 수지 기재의 두께가 0.05 ∼ 5 ㎜ 여도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 수지 기재의 상기 보호층과 대향하는 측의 면과는 반대측의 표면에 있어서의 연필 경도가 3 H 이상이어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체가, 상기 수지 기재와 상기 보호층 사이에 접착층을 가지고 있어도 된다.
이하, 본 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판에 대해 설명한다.
<화상 표시용 도광판>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 수지 기재 및 보호층을 구비하는 적층체와, 홀로그램층을 적어도 갖는다. 수지 기재, 보호층 및 홀로그램층은, 두께 방향에 있어서, 이 순서로 배치된다. 수지 기재 및 보호층은, 홀로그램층의 적어도 일방의 표면에 배치되어 있으면 되지만, 홀로그램층의 양 표면에 배치되어 있어도 된다. 홀로그램층의 양 표면에 적층체가 배치되는 경우, 홀로그램층의 일방의 표면에 배치되는 적층체를 제 1 적층체라고 하고, 홀로그램층의 타방의 표면에 배치되는 적층체를 제 2 적층체라고 한다. 이 경우, 홀로그램층은, 제 1 적층체의 제 1 보호층과, 제 2 적층체의 제 2 보호층 사이에 끼워져 있고, 제 1 보호층의 타방의 면에는 제 1 수지 기재가 적층되어 있고, 제 2 보호층의 타방의 면에는 제 2 수지 기재가 적층되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 적층체 및 제 2 적층체를 총칭하여, 이하, 간단히 「적층체」 라고 하는 경우가 있다. 제 1 수지 기재 및 제 2 수지 기재를 총칭하여, 이하, 간단히 「수지 기재」 라고 하는 경우가 있다. 또, 제 1 보호층 및 제 2 보호층을 총칭하여, 이하, 간단히 「보호층」 이라고 하는 경우가 있다.
수지 기재와 보호층 사이, 및 보호층과 홀로그램층 사이에는 1 층 이상의 투명층이 배치되어 있어도 된다. 투명층으로는, 예를 들어, 접착층, 하드 코트층 등을 들 수 있다.
또, 보호층 및 투명층은, 수지 기재의 일방의 표면에 배치되어 있으면 되지만, 수지 기재의 양 표면에 배치되어 있어도 된다. 즉, 보호층, 수지 기재, 보호층 및 홀로그램층이 두께 방향에 있어서 이 순서로 배치되는 구성, 또는, 보호층, 투명층, 수지 기재, 투명층, 보호층 및 홀로그램층이 두께 방향에 있어서 이 순서로 배치되는 구성이어도 된다.
[제 1 적층체 (11)]
제 1 적층체 (11) 는, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 1 보호층 (3) 을 이 순서로 구비한다. 제 1 적층체 (11) 는, 제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 보호층 (3) 사이에 제 1 접착층 (2) 을 가져도 된다. 화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 적층체 (11) 를 홀로그램층 (4) 의 표면에 배치함으로써, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있다.
(배리어성)
제 1 적층체 (11) 의 수증기 투과율은, 1 g/㎡/day 미만이 바람직하고, 0.5 g/㎡/day 미만이 보다 바람직하고, 0.3 g/㎡/day 미만이 더욱 바람직하고, 0.1 g/㎡/day 미만이 보다 더 바람직하고, 0.08 g/㎡/day 미만이 한층 바람직하고, 0.05 g/㎡/day 미만이 보다 한층 바람직하다.
제 1 적층체 (11) 의 수증기 투과율이 상기 범위 내이면, 홀로그램층 (4) 의 열화를 보다 억제할 수 있다.
[제 1 수지 기재 (1)]
제 1 수지 기재 (1) 의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.05 ∼ 5 ㎜ 가 바람직하다.
제 1 수지 기재 (1) 의 두께의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 내찰상성을 양호하게 하는 관점에서, 0.1 ㎜ 이상이 바람직하고, 0.2 ㎜ 이상이 보다 바람직하다.
또, 제 1 수지 기재 (1) 의 두께의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 성형 가공성 및 전광선 투과율을 양호하게 하는 관점에서, 3 ㎜ 이하가 바람직하고, 2 ㎜ 이하가 보다 바람직하다.
제 1 수지 기재 (1) 의, 제 1 보호층 (3) 과 대향하는 측과 반대측의 표면의 연필 경도 (이하, 간단히 「제 1 수지 기재 (1) 의 표면의 연필 경도」 라고도 한다.) 는, 특별히 한정되지 않지만, 3 H 이상이 바람직하고, 4 H 이상이 보다 바람직하고, 5 H 이상이 더욱 바람직하다. 제 1 수지 기재 (1) 의 표면의 연필 경도가 높음 (고경도이다) 으로써, 화상 표시용 도광판 (8) 에 우수한 내찰상성을 부여할 수 있다.
또, 제 1 수지 기재 (1) 의, 제 1 보호층 (3) 과 대향하는 측의 표면 조도 Sa (이하, 간단히 「제 1 수지 기재 (1) 의 표면 조도 Sa」 라고도 한다.) 는, 특별히 한정되지 않지만, 5.5 ㎚ 미만이 바람직하다. 제 1 수지 기재 (1) 의 표면 조도 Sa 가 작음으로써, 후술하는 제 1 보호층 (3) 이 보다 균일하게 형성되기 쉬워져, 제 1 보호층 (3) 의 표면 조도 Sa 도 보다 작아진다. 이로써, 제 1 보호층 (3) 의 수증기 배리어성이 보다 양호해져, 홀로그램층 (4) 의 열화를 억제할 수 있다. 이러한 관점에서, 제 1 수지 기재 (1) 의 표면 조도 Sa 는, 0 ㎚ 를 하한으로 하여, 5.5 ㎚ 미만이 바람직하고, 5.0 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 4.5 ㎚ 이하가 더욱 바람직하고, 4.0 ㎚ 이하가 한층 바람직하고, 3.0 ㎚ 이하가 보다 한층 바람직하고, 2.5 ㎚ 이하가 더욱 한층 바람직하고, 2.0 ㎚ 이하가 또 한층 바람직하고, 1.5 ㎚ 이하가 특히 바람직하다.
제 1 수지 기재 (1) 의 전광선 투과율은, 특별히 한정되지 않지만, 80 % 이상이 바람직하고, 90 % 이상이 보다 바람직하다. 제 1 수지 기재 (1) 의 전광선 투과율이 80 % 이상이면, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값이 보다 양호해진다.
제 1 수지 기재 (1) 는, 광학 특성, 내충격성, 내찰상성 및 성형 가공성을 보다 양호하게 하는 관점에서, 열가소성 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
열가소성 수지는, 용융 압출에 의해 필름, 시트 또는 플레이트를 형성할 수 있는 열가소성 수지이면 특별히 한정되지 않는다. 열가소성 수지의 바람직한 예로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 등의 방향족 폴리에스테르 ; 폴리락트산계 중합체 등의 지방족 폴리에스테르로 대표되는 폴리에스테르계 수지 ; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로올레핀계 수지 등의 폴리올레핀계 수지 ; 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리페닐렌술파이드계 수지, 폴리에스테르아미드계 수지, 폴리에테르에스테르계 수지, 염화비닐계 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 변성 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르이미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리이미드계 수지 및 이들의 공중합체를 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또, 제 1 수지 기재 (1) 는, 상기 열가소성 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 2 종 이상의 재료로 이루어지는 층이 적층된 구성이어도 된다.
본 발명에 있어서는, 가시광선역에 있어서의 흡수가 거의 없는 등의 관점에서, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상이 바람직하다.
이들 중에서도, 투명성, 내찰상성 및 성형 가공성이 우수한 관점에서, 아크릴계 수지가 바람직하다.
또, 투명성, 내충격성 및 성형 가공성이 우수한 관점에서, 폴리카보네이트 수지가 바람직하다.
(아크릴계 수지)
상기 아크릴계 수지를 구성하는 바람직한 단량체는, 제 1 실시형태에 관련된 폴리(메트)아크릴계 수지를 구성하는 단량체와 동일하다.
또, 상기 아크릴계 수지를 구성하는 단량체와 공중합 가능한 그 밖의 단량체를 첨가해도 된다. 그 밖의 단량체로서 바람직한 화합물은, 제 1 실시형태에 관련된 단관능 단량체 및 다관능 단량체와 동일하다.
상기 아크릴계 수지로는, 내환경성 (흡습에 의한 휨) 이 양호해지는 관점에서, 메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체가 바람직하다.
메틸메타크릴레이트-스티렌 공중합체 수지는, 전체 단량체 단위를 기준으로 하여, 메틸메타크릴레이트 단위를 30 ∼ 95 질량%, 스티렌 단위를 5 ∼ 70 질량% 갖는 것이 바람직하고, 메틸메타크릴레이트 단위를 40 ∼ 95 질량%, 스티렌 단위를 5 ∼ 60 질량% 갖는 것이 보다 바람직하고, 메틸메타크릴레이트 단위를 50 ∼ 90 질량%, 스티렌 단위를 10 ∼ 50 질량% 갖는 것이 더욱 바람직하다. 메틸메타크릴레이트 단위의 비율이 상기 하한 이상임으로써, 제 1 수지 기재 (1) 의 강도 및 표면 경도가 양호해져, 내찰상성이 양호한 화상 표시용 도광판이 얻어진다. 한편, 메틸메타크릴레이트 단위의 비율이 상기 상한 이하임으로써, 내환경성이 양호해진다.
상기 아크릴계 수지는, 전술한 단량체 성분을, 현탁 중합, 유화 중합 또는 괴상 중합 등의 공지된 방법으로 중합시킴으로써 제조할 수 있다.
(폴리카보네이트계 수지)
상기 폴리카보네이트계 수지로는, 특별히 제한은 없고, 방향족 폴리카보네이트, 지방족 폴리카보네이트 또는 지환족 폴리카보네이트를 사용할 수 있다.
상기 방향족 폴리카보네이트로는, 예를 들어, i) 2 가 페놀과 카르보닐화제를 계면 중축합법 또는 용융 에스테르 교환법 등으로 반응시켜 얻어지는 것, ii) 카보네이트 프레폴리머를 고상 에스테르 교환법 등으로 중합시켜 얻어지는 것, iii) 고리형 카보네이트 화합물을 개환 중합법으로 중합시켜 얻어지는 것 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, i) 2 가 페놀과 카르보닐화제를 계면 중축합법 또는 용융 에스테르 교환법 등으로 반응시켜 얻어지는 것이, 생산성의 점에서 바람직하다.
상기 i) 에 있어서의 2 가 페놀로는, 예를 들어, 하이드로퀴논, 레조르시놀, 4,4'디하이드록시디페닐, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 비스{(4-하이드록시-3,5-디메틸)페닐}메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 (통칭 : 비스페놀 A), 2,2-비스{(4-하이드록시-3-메틸)페닐}프로판, 2,2-비스{(4-하이드록시-3,5-디메틸)페닐}프로판, 2,2-비스{(4-하이드록시-3,5-디브로모)페닐}프로판, 2,2-비스{(3-이소프로필-4-하이드록시)페닐}프로판, 2,2-비스{(4-하이드록시-3-페닐)페닐}프로판, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-3-메틸부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-3,3-디메틸부탄, 2,4-비스(4-하이드록시페닐)-2-메틸부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)펜탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-4-메틸펜탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-4-이소프로필시클로헥산, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌, 9,9-비스{(4-하이드록시-3-메틸)페닐}플루오렌, α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-o-디이소프로필벤젠, α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-m-디이소프로필벤젠, α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-p-디이소프로필벤젠, 1,3-비스(4-하이드록시페닐)-5,7-디메틸아다만탄, 4,4'-디하이드록시디페닐술폰, 4,4'-디하이드록시디페닐술폭사이드, 4,4'-디하이드록시디페닐술파이드, 4,4'-디하이드록시디페닐케톤, 4,4'-디하이드록시디페닐에테르, 4,4'-디하이드록시디페닐에스테르 등을 들 수 있다. 이들 2 가 페놀은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 2 가 페놀로는, 상기 서술한 것 중에서도, 비스페놀 A, 2,2-비스{(4-하이드록시-3-메틸)페닐}프로판, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-3-메틸부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)-3,3-디메틸부탄, 2,2-비스(4하이드록시페닐)-4-메틸펜탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 및 α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-m-디이소프로필벤젠으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가 페놀을 단독으로 또는 2 종 이상 사용하는 것이 바람직하다.
이들 중에서도, 비스페놀 A 의 단독 사용, 또는 1,1-비스(4하이드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산과, 비스페놀 A, 2,2-비스{(4-하이드록시-3-메틸)페닐}프로판 및 α,α'-비스(4-하이드록시페닐)-m-디이소프로필벤젠으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 2 가 페놀과의 병용이 바람직하다.
상기 i) 에 있어서의 카르보닐화제로는, 예를 들어, 포스겐 등의 카르보닐할라이드, 디페닐카보네이트 등의 카보네이트에스테르, 2 가 페놀의 디할로포르메이트 등의 할로포르메이트를 들 수 있다. 이들 카르보닐화제는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
[제 1 수지 기재 (1) 의 바람직한 실시형태]
제 1 수지 기재 (1) 에 있어서의 제 1 바람직한 실시형태는, 매트릭스 중에 경질성의 분산상을 갖는 경질 수지 (a) 를 포함하는 수지층 (A) 로 이루어진다.
제 1 수지 기재 (1) 에 있어서의 제 2 바람직한 실시형태는, 매트릭스 중에 경질성의 분산상을 갖는 경질 수지 (a) 를 포함하는 수지층 (A) 와, 수지층 (A) 와는 주성분이 상이한 수지층 (B) 를 적층하여 이루어진다.
(수지층 (A))
수지층 (A) 를 형성하는 경질 수지 (a) 는, 매트릭스 수지와, 경질성의 분산상 (이하 「경질 분산상」 이라고도 한다.) 을 포함한다.
수지층 (A) 가 상기 경질 수지 (a) 로 형성됨으로써, 제 1 수지 기재 (1) 의 내찰상성을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 경질 수지 (a) 로 형성됨으로써, 수지층 (A) 의 표면 조도를 작게 할 수 있다. 따라서, 후술하는 제 1 보호층 (3) 의 표면 조도 Sa 가 작아지기 때문에, 수증기 배리어성이 양호해져, 홀로그램층 (4) 의 열화를 억제할 수 있다.
수지층 (A) 의 매트릭스 수지로는, 상기 서술한 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상이 바람직하다.
이들 중에서도, 투명성, 내찰상성 및 성형 가공성이 우수한 점에서, 아크릴계 수지가 바람직하다.
수지층 (A) 를 형성하는 경질 수지 (a) 에 포함되는 경질 분산상으로는, 상기 아크릴계 수지보다 내열성 및 내찰상성의 적어도 일방이 우수한 것이면 되고, 그 중에서도 열경화성 수지가 바람직하다.
열경화성 수지로는, 예를 들어, 페놀 수지, 아미노계 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 열경화성 폴리이미드계 수지, 열경화성 폴리우레탄계 수지 등의 중축합 또는 부가 축합계 수지 외에, 열경화성 아크릴계 수지, 비닐에스테르계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 디알릴프탈레이트계 수지 등의 불포화 모노머의 라디칼 중합으로 얻어지는 부가 중합계 수지를 들 수 있다. 이들 열경화성 수지는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이들 중에서도 불포화 모노머가 다관능성의 것이면, 중합 가교에 의해 단단한 재료의 특성 (아크릴계 수지에 불용, 높은 유리 전이 온도) 이 얻어지기 때문에 바람직하다. 불포화 모노머의 예로는, 폴리올과 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 폴리에스테르, 나아가서는, 이들 폴리올의 폴리아릴 및 폴리비닐에테르 등의 가교성 모노머를 들 수 있다.
불포화 모노머로는, 구체적으로는, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 트리메틸올프로판에톡실레이트 (디-, 트리-) 아크릴레이트, 트리메틸올프로판디알릴에테르, 펜타에리트리톨트리알릴에테르, 펜타에리트리톨테트라알릴에테르, 디(트리메틸올프로판)테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 에톡실화트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 에톡실화펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 불포화 모노머로는, 아크릴계 수지와의 친화성을 고려하면, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 (TMPTA), 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 (TMPTMA) 가 바람직하다.
제 1 수지 기재 (1) 의 내찰상성을 향상시키는 관점에서, 수지층 (A) 를 형성하는 경질 수지 (a) 의 연필 경도는, 3 H 이상이 바람직하고, 4 H 이상이 보다 바람직하고, 5 H 이상이 더욱 바람직하다.
상기 경질 수지 (a) 의 연필 경도를 3 H 이상으로 하는 방법으로는, 경질 수지 (a) 의 매트릭스 중에 경질성의 분산상 (이하 「경질 분산상」 이라고도 한다.) 을 포함시키는 방법을 들 수 있다.
경질 분산상의 형상으로는, 입자상, 구상, 선상 또는 섬유상 등을 들 수 있고, 경질 수지 (a) 의 매트릭스 중에 균등하게 분산시키기 쉬운 관점에서, 구상이 바람직하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
경질 분산상의 입경은, 적절히 설정되지만, 0.1 ∼ 1000 ㎛ 가 바람직하다.
경질 분산상의 입경이 0.1 ㎛ 이상이면, 경질 수지 (a) 에 경도를 부여할 수 있다. 이러한 관점에서, 경질 분산상의 입경은 0.5 ㎛ 이상이 보다 바람직하고, 1 ㎛ 이상이 더욱 바람직하다.
또, 입경이 1000 ㎛ 이하이면, 경질 수지 (a) 로 형성되는 수지층 (A) 의 표면 조도를 작게 할 수 있다. 따라서, 후술하는 제 1 보호층 (3) 의 표면 조도 Sa 가 작아지기 때문에, 수증기 배리어성이 양호해져, 홀로그램층 (4) 의 열화를 억제할 수 있다. 이러한 관점에서, 경질 분산상의 입경은 500 ㎛ 이하가 보다 바람직하고, 100 ㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 50 ㎛ 이하가 한층 바람직하다.
또한, 경질 분산상의 입경은, 예를 들어, SEM 화상으로부터의 판독이나 화상 해석법에 의해 측정할 수 있다.
또, 경질 분산상의 경질 수지 (a) 중에 있어서의 배합량은, 경질 수지 (a) 의 전체 질량의 0.1 ∼ 60 질량% 가 바람직하다.
경질 분산상의 배합량이, 경질 수지 (a) 의 전체 질량의 0.1 질량% 이상이면, 경질 수지 (a) 에 경도를 부여할 수 있다. 이러한 관점에서, 경질 분산상의 배합량은, 경질 수지 (a) 의 전체 질량의 0.5 질량% 이상이 보다 바람직하고, 1 질량% 이상이 더욱 바람직하다.
또, 경질 분산상의 배합량이, 경질 수지 (a) 의 전체 질량의 60 질량% 이하이면, 경질 수지 (a) 로 형성되는 수지층 (A) 의 표면 조도를 작게 할 수 있다. 이러한 관점에서, 경질 분산상의 배합량은, 경질 수지 (a) 의 전체 질량의 50 질량% 이하가 보다 바람직하다.
경질 수지 (a) 중에 경질 분산상을 포함시키는 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 다음의 방법을 들 수 있다.
a) 경질 수지 (a) 의 매트릭스 수지 재료에 경질 분산상을 구성하는 재료를 첨가한다.
b) 다음으로, 매트릭스 수지 재료를 용융 혼련하여 소정 형상으로 성형할 때, 경질 분산상을 구성하는 재료를 상분리 및 가교시킴으로써, 경질 수지 (a) 의 매트릭스 중에 경질 분산상을 형성시킨다.
또는, 경질 분산상을 구성하는 재료를 미리 입자상 등으로 가교 성형해 둔 것을, 매트릭스 수지 재료 중에 첨가하고, 용융 혼련하여 소정 형상으로 성형함으로써, 경질 수지 (a) 의 매트릭스 중에 경질 분산상을 분산시키는 방법이어도 된다.
수지층 (A) 를 형성하는 경질 수지 (a) 는, 상기 매트릭스 수지 및 상기 경질 분산상 이외에, 예를 들어, 가소제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 활제, 실리콘계 화합물 등의 난연제, 필러, 유리 섬유, 내충격성 개질제 등의 각종 첨가제를, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 포함해도 된다.
수지층 (A) 의 형성 방법은, 필름, 시트 또는 플레이트를 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 용융 압출 성형법, 프레스 성형법, 사출 성형법, 캘린더 성형법 등을 들 수 있다.
제 1 수지 기재 (1) 를 형성하는 수지층 (A) 의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.05 ∼ 5 ㎜ 가 바람직하다.
수지층 (A) 의 두께가 0.05 ㎜ 이상이면, 내찰상성의 향상 효과가 얻어진다. 이러한 관점에서, 수지층 (A) 의 두께는, 0.1 ㎜ 이상이 보다 바람직하고, 0.2 ㎜ 이상이 더욱 바람직하다.
또, 수지층 (A) 의 두께가 5 ㎜ 이하이면, 성형 가공성이 양호해진다. 이러한 관점에서, 수지층 (A) 의 두께는 3 ㎜ 이하가 보다 바람직하고, 2 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다.
(수지층 (B))
수지층 (B) 는, 수지층 (A) 와는 주성분이 상이하다. 수지층 (A) 와 수지층 (B) 를 적층함으로써, 제 1 수지 기재 (1) 의 내충격성 및 타발성 등의 이차 가공성이 양호해진다.
수지층 (B) 로는, 상기 서술한 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상이 바람직하다.
이들 중에서도, 투명성, 내충격성 및 성형 가공성이 우수한 점에서, 폴리카보네이트 수지가 바람직하다.
수지층 (B) 는, 수지층 (A) 와 적층함으로써 제 1 수지 기재 (1) 에 우수한 내충격성 및 타발성 등의 이차 가공성을 부여하는 역할을 한다. 이러한 관점에서, 수지층 (B) 의 두께는, 수지층 (A) 의 두께와의 비 (수지층 (A) 가 2 층 이상 있는 경우에는 그 합계 두께와의 비) 를 기초로 설정하는 것이 바람직하다.
수지층 (B) 의 두께와 수지층 (A) 의 합계 두께의 비 (수지층 (B) 의 두께/수지층 (A) 의 합계 두께) (이하, 간단히 「두께비」 라고도 한다.) 는, 특별히 한정되지 않지만, 2 이상이 바람직하고, 4 이상이 보다 바람직하다. 두께비가 2 이상이면, 제 1 수지 기재 (1) 에 우수한 내충격성 및 타발성 등의 이차 가공성을 부여할 수 있다.
또, 두께비는 40 이하가 바람직하고, 20 이하가 보다 바람직하다. 두께비가 40 이하이면, 사용 환경하에 있어서, 제 1 수지 기재 (1) 의 변형 및 휨을 억제할 수 있다.
수지층 (A) 및 수지층 (B) 의 적층 구성은 특별히 한정되지 않지만, 수지층 (B) 의 양면에 수지층 (A) 가 적층된 구성이 바람직하다.
수지층 (A) 및 수지층 (B) 의 적층 구성을 수지층 (B) 의 양면에 수지층 (A) 가 적층된 구성으로 하면, 내찰상성이 양호한 수지층 (A) 가 제 1 수지 기재 (1) 의 표면에 배치되므로, 제 1 수지 기재 (1) 의 내찰상성이 양호해진다. 또, 수지층 (B) 의 양면에 수지층 (A) 가 적층된 구성으로 하면, 제 1 수지 기재 (1) 가 고온하 또는 고온 고습하에 장시간 노출되었을 경우에도, 그 휨 및 변형이 억제되기 쉬워지므로 바람직하다.
[제 1 접착층 (2)]
제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 보호층 (3) 의 밀착성을 향상시켜, 수증기 배리어성을 보다 양호하게 하는 관점에서, 제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 보호층 (3) 사이에 제 1 접착층 (2) 을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 보호층 (3) 의 밀착성이 양호하면, 제 1 접착층 (2) 은 필수는 아니다.
제 1 접착층 (2) 의 바람직한 재료, 전광선 투과율 및 굴절률과 형성 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 앵커 코트층 (2) 과 동일하다.
제 1 접착층 (2) 의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 1 ∼ 700 ㎛ 가 바람직하다.
그 중에서도, 제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 보호층 (3) 의 접착력을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 접착층 (2) 의 두께는, 3 ㎛ 이상이 보다 바람직하다.
또, 화상 표시용 도광판 (8) 의 색 불균일을 억제하는 관점에서, 제 1 접착층 (2) 의 두께는, 100 ㎛ 이하가 보다 바람직하다.
[제 1 보호층 (3)]
제 1 보호층 (3) 의 바람직한 산소 투과율, 수증기 투과율 및 굴절률은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 보호층 (3) 과 동일하다.
제 1 보호층 (3) 의, 홀로그램층 (4) 과 접하는 측의 표면 조도 Sa 는, 5.5 ㎚ 미만이다. 표면 조도 Sa 가 작음으로써, 제 1 보호층 (3) 이 균일하게 형성되기 때문에, 수증기 배리어성이 양호해져, 홀로그램층 (4) 의 열화를 억제할 수 있다. 이러한 관점에서, 제 1 보호층 (3) 의, 홀로그램층 (4) 과 접하는 측의 표면 조도 Sa 는, 0 ㎚ 를 하한으로 하여, 5.0 ㎚ 이하가 바람직하고, 4.5 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 4.0 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다.
제 1 보호층 (3) 의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 10 ∼ 200 ㎛ 가 바람직하다.
그 중에서도, 제 1 보호층 (3) 의 기계적 강도 및 배리어성을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 보호층 (3) 의 두께는, 30 ㎛ 이상이 보다 바람직하다.
또, 전광선 투과율 등의 광학 특성을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 보호층 (3) 의 두께는, 100 ㎛ 이하가 보다 바람직하고, 75 ㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 50 ㎛ 이하가 한층 바람직하다.
제 1 보호층 (3) 은, 무기 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 무기 재료로는, 규소 산화물, 규소 산질화물, 다이아몬드 라이크 카본 (DLC), 알루미늄 산화물 및 유리를 들 수 있다. 이들 무기 재료는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 양호한 배리어성의 확보의 관점에서, 제 1 보호층 (3) 은, 규소 산화물 및 규소 산질화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 규소 산질화물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
제 1 보호층 (3) 이 규소 산화물, 규소 산질화물, DLC 또는 알루미늄 산화물을 포함하는 경우, 그 바람직한 재료 및 형성 방법은 제 1 실시형태의 제 1 배리어층 (3) 과 동일하다.
제 1 보호층 (3) 이 규소 산화물 또는 규소 산질화물로 이루어지는 경우, 제 1 보호층 (3) 의 두께는 10 ∼ 300 ㎚ 가 바람직하다.
그 중에서도, 제 1 보호층 (3) 의 배리어성을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 보호층 (3) 의 두께는 20 ㎚ 이상이 보다 바람직하다.
또, 제 1 보호층 (3) 의 성막성을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 보호층 (3) 의 두께는, 200 ㎚ 이하가 보다 바람직하다.
제 1 보호층 (3) 이 알루미늄 산화물로 이루어지는 경우, 제 1 보호층 (3) 의 두께는 5 ∼ 800 ㎚ 가 바람직하다.
제 1 보호층 (3) 으로서 유리를 사용하는 경우, 유리의 재질로는, 예를 들어, 붕규산 유리, 무알칼리 유리, 저알칼리 유리, 소다라임 유리, 졸 겔 유리, 또는 이들 유리에 열처리 혹은 표면 처리를 실시한 것 등을 들 수 있다. 유리로는, 초재 (硝材) 중의 불순물에 의한 착색을 피하는 관점에서 무알칼리 유리가 특히 바람직하다.
제 1 보호층 (3) 으로서 유리를 사용하는 경우, 제 1 보호층 (3) 의 두께는 10 ∼ 200 ㎛ 가 바람직하다.
그 중에서도, 제 1 보호층 (3) 의 기계적 강도 및 배리어성을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 보호층 (3) 의 두께는 30 ㎛ 이상이 보다 바람직하다.
또, 전광선 투과율 등의 광학 특성을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 보호층 (3) 의 두께는 100 ㎛ 이하가 보다 바람직하고, 75 ㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 50 ㎛ 이하가 한층 바람직하다.
제 1 보호층 (3) 으로서 유리를 사용하는 경우, 제 1 보호층 (3) 의 형성 방법은, 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 슬롯 다운 드로법, 퓨전법, 플로트법 등을 채용할 수 있다. 또, 유리는, 시판되는 것을 그대로 사용해도 되고, 시판되는 유리를 원하는 두께가 되도록 연마하여 사용해도 된다. 시판되는 유리로는, 예를 들어, EAGLE2000 (코닝사 제조), AN100 (AGC 사 제조) 및 OA10G (닛폰 전기 유리사 제조), D263 (쇼트사 제조) 등을 들 수 있다.
[홀로그램층 (4)]
홀로그램층 (4) 의 바람직한 재료는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 홀로그램층 (4) 과 동일하다.
[제 2 적층체 (12)]
제 2 적층체 (12) 는, 제 2 보호층 (5) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 이 순서로 구비한다. 제 2 적층체 (12) 는, 제 2 보호층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 사이에 제 2 접착층 (6) 을 가져도 된다. 제 2 적층체 (12) 의 각종 물성은, 제 1 적층체 (11) 와 상이해도 된다.
[제 2 접착층 (6)]
제 2 보호층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 의 밀착성을 향상시켜, 배리어성을 보다 양호하게 하는 관점에서, 제 2 보호층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 사이에 제 2 접착층 (6) 을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 보호층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 의 밀착성이 양호하면, 제 2 접착층 (6) 은 필수는 아니다. 제 2 보호층 (5) 으로는, 제 1 보호층 (3) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 보호층 (5) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 보호층 (3) 과 상이해도 된다.
[제 2 수지 기재 (7)]
제 2 수지 기재 (7) 는, 제 2 접착층 (6) 을 개재하거나 또는 개재하지 않고, 제 2 보호층 (5) 의 표면에 적층되어 있다. 제 2 수지 기재 (7) 로는, 제 1 수지 기재 (1) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 수지 기재 (7) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 수지 기재 (1) 와 상이해도 된다. 특히, 제 2 수지 기재 (7) 는, 화상 표시용 도광판 (8) 에 있어서의 표시 화상 출사측과 반대에 위치하는 외광 입사측의 표면에 배치되므로, 제 1 수지 기재 (1) 에 비해 표면 경도가 높은 재료가 사용되어도 된다.
[화상 표시용 도광판 (8)]
화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 수지 기재 (1) 와 홀로그램층 (4) 사이 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각, 제 1 접착층 (2) 과 제 1 보호층 (3), 제 2 보호층 (5) 과 제 2 접착층 (6) 이 배치된다.
화상 표시용 도광판 (8) 의 외부의 가스는, 어느 정도, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나, 내부에 축적되거나 한다. 이 때, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 에는, 특히 수분이 축적되기 쉽다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 외부로부터 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 에 침투한 수분을 제 1 보호층 (3) 및 제 2 보호층 (5) 으로 차폐할 수 있으므로, 홀로그램층 (4) 으로의 수증기의 침투가 억제되어, 홀로그램층 (4) 의 열화를 방지할 수 있다.
또, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내약품성은, 수지 재료의 종류에 따라 정도의 차는 있지만, 유리에 비하면 현격히 낮다. 이 때문에, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 는, 유리보다 보다 낮은 내용제성 및 내홀로그램 재료성을 가지고 있다.
제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램층 (4) 과 접촉하고 있는 경우, 홀로그램층 (4) 의 구성 성분인 홀로그램제가 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내부에 홀로그램제가 축적되거나 하기 쉽다. 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램제에 노출되면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 열화되어, FOV (Field of View) 의 저하나, 선명도의 저하 등이 일어나기 쉬워진다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각 제 1 보호층 (3) 및 제 2 보호층 (5) 을 형성함으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 로의 홀로그램제의 침투가 억제됨으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 열화도 방지할 수 있다.
[하드 코트층]
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 수지 기재의 표면의 연필 경도를 높일 목적으로, 또는, 배리어층의 표면 조도 Sa 를 작게 할 목적으로, 수지 기재의, 일방의 표면 또는 양방의 표면에, 하드 코트층을 가지고 있어도 된다.
하드 코트층의 바람직한 재료, 두께 및 굴절률과 형성 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 하드 코트층과 동일하다.
또한, 상기 경화성 수지 조성물은, 상기 경화성 수지에 무기 성분을 포함시킨 유기·무기 하이브리드계 경화성 수지 조성물로 해도 된다. 상기 유기·무기 하이브리드계 경화성 수지 조성물로는, 상기 경화성 수지에 반응성 관능기를 갖는 무기 성분을 포함시킨 경화성 수지 조성물로 구성되는 것을 들 수 있다. 이와 같은 반응성 관능기를 갖는 무기 성분을 이용하여, 예를 들어, 이 무기 성분이, 라디칼 중합성 모노머와 공중합 및 가교함으로써, 단순히 유기 바인더에 무기 성분을 포함시킨 유기·무기 복합계 경화성 수지 조성물에 비해, 경화 수축이 발생하기 어렵고, 또한 높은 표면 경도를 발현할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 경화 수축의 저감의 관점에서, 반응성 관능기를 갖는 무기 성분으로서 자외선 반응성의 콜로이달 실리카를 포함하는, 유기·무기 하이브리드계 경화성 수지 조성물을, 보다 바람직한 예로서 들 수 있다.
<화상 표시용 도광판의 제조 방법>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 제조 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판의 제조 방법과 동일하다.
<<제 6 실시형태>>
본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판은, 수지 기재와, 배리어층과, 홀로그램층이 이 순서로 배치되고, 상기 수지 기재 및 상기 배리어층을 포함하는 적층체의 상기 홀로그램층과 접하는 측에 있어서의 입사각 60 도에서의 경면 광택도가 120 % 이상이다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 배리어층을 구비함으로써, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있다. 또, 적층체의 경면 광택도를 높게 함으로써, 화상 표시용 도광판의 선명성이 양호해진다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 수지 기재가, 폴리(메트)아크릴계 수지, 에폭시 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지 및 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 배리어층이 무기 재료를 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 무기 재료가, 규소 산화물, 규소 산질화물, 다이아몬드 라이크 카본, 알루미늄 산화물 및 유리로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 적층체가, 상기 수지 기재와 상기 배리어층 사이에 앵커 코트층을 가지고 있어도 된다.
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 상기 앵커 코트층이, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하고 있어도 된다.
이하, 본 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판에 대해 설명한다.
<화상 표시용 도광판>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 수지 기재, 배리어층 및 홀로그램층을 적어도 갖는다. 수지 기재, 배리어층 및 홀로그램층은, 두께 방향에 있어서, 이 순서로 배치된다. 수지 기재 및 배리어층은, 홀로그램층의 적어도 일방의 표면에 배치되어 있으면 되지만, 홀로그램층의 양 표면에 배치되어 있어도 된다. 홀로그램층의 양 표면에 수지 기재 및 배리어층이 배치되는 경우, 홀로그램층의 일방의 표면에 배치되는 수지 기재 및 배리어층을, 각각, 제 1 수지 기재 및 제 1 배리어층이라고 하고, 홀로그램층의 타방의 표면에 배치되는 수지 기재 및 배리어층을, 각각, 제 2 수지 기재 및 제 2 배리어층이라고 한다. 이 경우, 홀로그램층은, 제 1 배리어층과 제 2 배리어층 사이에 끼워져 있고, 제 1 배리어층의 타방의 면에는 제 1 수지 기재가 적층되어 있고, 제 2 배리어층의 타방의 면에는 제 2 수지 기재가 적층되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 수지 기재 및 제 2 수지 기재를 총칭하여, 이하, 간단히 「수지 기재」 라고 하는 경우가 있다. 또, 제 1 배리어층 및 제 2 배리어층을 총칭하여, 이하, 간단히 「배리어층」 이라고 하는 경우가 있다.
수지 기재와 배리어층 사이, 및 배리어층과 홀로그램층 사이에는 1 층 이상의 투명층이 배치되어 있어도 된다. 투명층으로는, 예를 들어, 앵커 코트층, 하드 코트층 등을 들 수 있다.
수지 기재와 배리어층의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 수지 기재와 배리어층 사이에 앵커 코트층을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 수지 기재, 앵커 코트층, 배리어층 및 홀로그램층이 이 순서로 배치되는 것이 바람직하다.
앵커 코트층, 배리어층 및 투명층은, 수지 기재의 일방의 표면에 배치되어 있으면 되지만, 수지 기재의 양 표면에 배치되어 있어도 된다. 즉, 배리어층, 앵커 코트층, 수지 기재, 앵커 코트층, 배리어층 및 홀로그램층이 두께 방향에 있어서 이 순서로 배치되는 구성, 또는, 배리어층, 앵커 코트층, 투명층, 수지 기재, 투명층, 앵커 코트층, 배리어층 및 홀로그램층이 두께 방향에 있어서 이 순서로 배치되는 구성이어도 된다.
[제 1 적층체 (11)]
제 1 적층체 (11) 는, 제 1 수지 기재 (1), 제 1 앵커 코트층 (2) 및 제 1 배리어층 (3) 을 이 순서로 구비한다. 화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 적층체 (11) 를 홀로그램층 (4) 의 표면에 배치함으로써, 홀로그램층의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 배리어층 (3) 의 밀착성이 양호하면, 제 1 앵커 코트층 (2) 은 필수는 아니다.
제 1 적층체 (11) 는, 홀로그램층 (4) 으로부터 출사되는 화상광과, 후술하는 제 2 적층체 및 홀로그램층 (4) 을 투과하는 외광을 투과한다.
본 발명자들은, 제 1 적층체 (11) 의 경면 광택도를 높게 함으로써, 제 1 적층체 (11) 중의 광학적인 결함이 감소하여, 광을 확산시키는 요인이 감소하기 때문에, 화상 표시용 도광판 (8) 의 선명성을 양호하게 할 수 있는 것을 알아내었다.
화상 표시용 도광판 (8) 의 선명성을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 적층체 (11) 의 홀로그램층 (4) 과 접하는 측에 있어서의 입사각 60 도에서의 경면 광택도는, 120 % 이상이고, 130 % 이상이 바람직하고, 140 % 이상이 보다 바람직하고, 150 % 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서의 경면 광택도는, JIS Z 8741 : 1997 에 준거하여, 광원의 입사각을 60 도로 했을 때의 측정값이다.
제 1 적층체 (11) 의 전광선 투과율은, 특별히 한정되지 않지만, 80 % 이상이 바람직하고, 90 % 이상이 보다 바람직하다. 전광선 투과율이 80 % 이상이면, 화상 표시용 도광판 (8) 의 선명성 및 휘도값이 보다 양호해진다.
제 1 적층체 (11) 의 JIS Z 8781-4 : 2013 에 규정되는 CIE1976 L*a*b* 색 공간에 있어서의 투과 b* 값은, 특별히 한정되지 않지만, 0.90 이하가 바람직하고, 0.50 이하가 보다 바람직하고, 0.40 이하가 더욱 바람직하고, 0.30 이하가 한층 바람직하다.
제 1 적층체 (11) 의 굴절률은, 특별히 한정되지 않지만, 1.48 이상이 바람직하다. 제 1 적층체 (11) 의 굴절률이 1.48 이상이면, 화상 표시용 도광판으로서 사용했을 때의 시야각을 보다 확대할 수 있다. 또한, 제 1 적층체 (11) 의 굴절률의 상한은, 특별히 한정되지 않지만, 통상, 3.00 이하이다.
또한, 본 발명에 있어서의 굴절률은, 예를 들어, 굴절률 측정 장치 (모델 2010/M 프리즘 커플러, 메트리콘사 제조) 로 측정할 수 있다.
제 1 적층체 (11) 의 홀로그램층 (4) 과 접하는 측의 표면 조도 Sa 는, 특별히 한정되지 않지만, 5 ㎚ 이하가 바람직하고, 3 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 2 ㎚ 이하가 더욱 바람직하고, 1.5 ㎚ 이하가 한층 바람직하다. 제 1 적층체 (11) 의 홀로그램층 (4) 과 접하는 측의 표면 조도 Sa 가 작을수록, 표면 요철에 의한 광의 확산을 억제할 수 있어, 화상의 선명성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 표면 조도 Sa 는, 백색 간섭계 (버트스캔 (VertScan), 료카 시스템사 제조) 를 사용하여 측정한 표면 조도이다.
제 1 적층체 (11) 의 홀로그램층 (4) 과 접하지 않는 측의 표면의 연필 경도는, 특별히 한정되지 않지만, 3 H 이상이 바람직하고, 4 H 이상이 보다 바람직하고, 5 H 이상이 더욱 바람직하다. 제 1 적층체 (11) 의 홀로그램층 (4) 과 접하지 않는 측의 표면의 연필 경도가 높을수록, 화상 표시용 도광판 (8) 에 보다 우수한 내찰상성을 부여할 수 있다.
제 1 적층체 (11) 의 50 ㎜ × 100 ㎜ 에서의 평행도는, 특별히 한정되지 않지만, 0.01 ∼ 5 ㎛ 가 바람직하다. 상기 평행도가 클수록, 광의 반사 각도가 흐트러지고, 또, 휘도의 파장 의존성이 커짐으로써, 화상의 콘트라스트가 변화하여, 화상의 선명성이 저하된다는 문제가 발생한다. 상기 평행도가 상기 범위 내이면, 화상의 콘트라스트가 변화하는 것에 의한 화상의 선명성 저하를 보다 억제할 수 있다. 상기 평행도의 평가는, 피조 간섭계 (레이저 간섭계) 에 의한 측정에 의해 실시된다.
제 1 적층체 (11) 는, 홀로그램층 (4) 의 열화를 방지하는 관점에서, 산소 배리어성 및 수증기 배리어성 중 적어도 일방을 갖는 것이 바람직하고, 양방을 갖는 것이 보다 바람직하다.
제 1 적층체 (11) 의 산소 투과율은, 특별히 한정되지 않지만, 1 ㎤/㎡/day/atm 이하가 바람직하다.
또, 제 1 적층체 (11) 의 40 ℃ 90 % 에 있어서의 수증기 투과율은, 1 g/㎡/day 이하가 바람직하고, 0.5 g/㎡/day 이하가 보다 바람직하고, 0.1 g/㎡/day 이하가 더욱 바람직하다.
[제 1 수지 기재 (1)]
제 1 수지 기재 (1) 의 바람직한 두께, 전광선 투과율 및 재료는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 수지 기재 (1) 와 동일하다.
제 1 수지 기재 (1) 의 표면 조도 Sa 는, 특별히 한정되지 않지만, 10 ㎚ 이하가 바람직하고, 5 ㎚ 이하가 보다 바람직하다. 상기 표면 조도 Sa 가 작을수록, 제 1 적층체 (11) 의 표면 조도 Sa 를 작게 할 수 있고, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값이 보다 양호해진다.
제 1 수지 기재 (1) 의 경면 광택도는, 특별히 한정되지 않지만, 120 % 이상이 바람직하고, 130 % 이상이 보다 바람직하다. 상기 경면 광택도가 클수록, 제 1 적층체 (11) 의 경면 광택도를 크게 할 수 있고, 화상 표시용 도광판 (8) 의 휘도값이 보다 양호해진다.
제 1 수지 기재 (1) 의 JIS Z 8781-4 : 2013 에 규정되는 CIE1976 L*a*b* 색 공간에 있어서의 투과 b* 값은, 특별히 한정되지 않지만, 0.50 이하가 바람직하고, 0.40 이하가 보다 바람직하다. 상기 투과 b* 값이 작을수록, 제 1 적층체 (11) 의 투과 b* 값을 작게 할 수 있다.
[제 1 앵커 코트층 (2)]
제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 배리어층 (3) 의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 배리어층 (3) 사이에 제 1 앵커 코트층 (2) 을 형성하는 것이 바람직하다.
제 1 앵커 코트층 (2) 의 바람직한 재료, 전광선 투과율 및 굴절률과 형성 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 앵커 코트층 (2) 과 동일하다.
제 1 앵커 코트층 (2) 의 재료로는, 수증기 배리어성의 관점에서, 열가소성 수지로서의 아크릴계 수지가 바람직하다. 또, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 재료로는, 제 1 적층체 (11) 의 경면 광택도를 향상시키는 관점에서, 우레탄계 수지 또는 폴리에스테르계 수지가 바람직하다.
제 1 앵커 코트층 (2) 의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 5 ∼ 500 ㎚ 여도 된다.
제 1 수지 기재 (1) 와 제 1 배리어층 (3) 의 접착력을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 두께는, 5 ㎚ 이상이 바람직하고, 10 ㎚ 이상이 보다 바람직하다.
또, 화상 표시용 도광판 (8) 의 색 불균일을 억제하는 관점에서, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 두께는, 500 ㎚ 이하가 바람직하고, 200 ㎚ 이하가 보다 바람직하다.
[제 1 배리어층 (3)]
제 1 배리어층 (3) 의 바람직한 산소 투과율, 수증기 투과율 및 굴절률은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 제 1 배리어층 (3) 과 동일하다.
제 1 배리어층 (3) 은, 무기 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 무기 재료로는, 규소 산화물, 규소 산질화물, 다이아몬드 라이크 카본 (DLC), 알루미늄 산화물 및 유리를 들 수 있다. 이들 무기 재료는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 제 1 적층체 (11) 의 경면 광택도 및 배리어성을 양호하게 하는 관점에서, 제 1 배리어층 (3) 은, 규소 산화물 및 규소 산질화물로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 규소 산화물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
제 1 배리어층 (3) 이 규소 산화물, 규소 산질화물, DLC 또는 알루미늄 산화물을 포함하는 경우, 그 바람직한 재료 및 형성 방법은 제 1 실시형태의 제 1 배리어층 (3) 과 동일하다.
제 1 배리어층 (3) 이 규소 산화물, 규소 산질화물 또는 알루미늄 산화물을 포함하는 경우, 그 바람직한 두께는 제 5 실시형태의 제 1 보호층 (3) 과 동일하다.
또한, 제 1 배리어층 (3) 을 규소 산화물 또는 규소 산질화물에 의해 반응성 스퍼터법에 의해 성막하는 경우의 전체 가스 유량은, 150 sccm 이하가 바람직하고, 120 sccm 이하가 보다 바람직하고, 90 sccm 이하가 더욱 바람직하다. 전체 가스 유량이 상기 범위이면, 제 1 적층체 (11) 의 홀로그램층 (4) 과 접하는 측에 있어서의 입사각 60 도에서의 경면 광택도를 보다 높게 할 수 있다.
제 1 배리어층 (3) 이 유리를 포함하는 경우, 그 바람직한 재료 및 형성 방법은 제 5 실시형태의 제 1 보호층 (3) 과 동일하다.
또, 제 1 배리어층 (3) 을 유리에 의해 형성하는 경우, 제 1 수지 기재 (1) 의 외면측, 요컨대 홀로그램층 (4) 과는 반대측에 형성해도 된다.
[홀로그램층 (4)]
홀로그램층 (4) 의 바람직한 재료는, 상기 제 1 실시형태에 관련된 홀로그램층 (4) 과 동일하다.
[제 2 적층체]
제 2 적층체는, 제 2 배리어층 (5), 제 2 앵커 코트층 (6) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 이 순서로 구비한다. 또한, 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 의 밀착성이 양호하면, 제 2 앵커 코트층 (6) 은 필수는 아니다. 제 2 적층체의 각종 물성은, 제 1 적층체 (11) 와 상이해도 된다.
[제 2 배리어층 (5)]
제 2 배리어층 (5) 은, 홀로그램층 (4) 을 개재하여 제 1 배리어층 (3) 의 반대측에 적층된다. 제 2 배리어층 (5) 으로는, 제 1 배리어층 (3) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 배리어층 (5) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 배리어층 (3) 과 상이해도 된다.
[제 2 앵커 코트층 (6)]
제 2 배리어층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 사이에 제 2 앵커 코트층 (6) 을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 배리어층 (5) 과 제 2 수지 기재 (7) 의 밀착성이 양호하면, 제 2 앵커 코트층 (6) 은 필수는 아니다. 제 2 앵커 코트층 (6) 으로는, 제 1 앵커 코트층 (2) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 앵커 코트층 (6) 의 두께, 재료 등은, 제 1 앵커 코트층 (2) 과 상이해도 된다.
[제 2 수지 기재 (7)]
제 2 수지 기재 (7) 는, 제 2 앵커 코트층 (6) 을 개재하거나, 또는 개재하지 않고, 제 2 배리어층 (5) 의 표면에 적층된다. 제 2 수지 기재 (7) 로는, 제 1 수지 기재 (1) 의 설명에 있어서 예시된 것과 동일한 구성이 사용된다. 단, 제 2 수지 기재 (7) 의 두께 및 재료 등은, 제 1 수지 기재 (1) 와 상이해도 된다. 특히, 제 2 수지 기재 (7) 는, 화상 표시용 도광판 (8) 에 있어서의 표시 화상 출사측과 반대에 위치하는 외광 입사측의 표면에 배치되므로, 제 1 수지 기재 (1) 에 비해 표면 경도가 높은 재료가 사용되어도 된다.
[화상 표시용 도광판 (8)]
화상 표시용 도광판 (8) 은, 제 1 수지 기재 (1) 와 홀로그램층 (4) 사이 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각, 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 이 배치된다.
제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내약품성은, 수지 재료의 종류에 따라 정도의 차는 있지만, 유리에 비하면 현격히 낮다. 이 때문에, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 는, 유리보다 보다 낮은 내용제성 및 내홀로그램 재료성을 가지고 있다.
제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램층 (4) 과 접촉하고 있는 경우, 홀로그램층 (4) 의 구성 성분인 홀로그램제가 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 를 투과하거나, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 내부에 홀로그램제가 축적되거나 하기 쉽다. 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 홀로그램제에 노출되면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 가 열화되어, FOV (Field of View) 의 저하나, 선명도의 저하 등이 일어나기 쉬워진다.
그러나, 본 실시형태의 구성에 의하면, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 와 홀로그램층 (4) 사이에, 각각, 제 1 배리어층 (3) 및 제 2 배리어층 (5) 을 형성함으로써, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 로의 홀로그램제의 침투가 억제되므로, 제 1 수지 기재 (1) 및 제 2 수지 기재 (7) 의 열화가 방지된다.
[하드 코트층]
본 실시형태의 화상 표시용 도광판은, 수지 기재의 표면의 연필 경도를 높일 목적으로, 또는, 배리어층의 표면 조도 Sa 를 작게 할 목적으로, 수지 기재의, 일방의 표면 또는 양방의 표면에, 하드 코트층을 가지고 있어도 된다.
하드 코트층의 바람직한 재료, 두께 및 굴절률과 형성 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 하드 코트층과 동일하다.
<화상 표시용 도광판의 제조 방법>
본 실시형태의 화상 표시용 도광판의 제조 방법은, 상기 제 1 실시형태에 관련된 화상 표시용 도광판의 제조 방법과 동일하다.
실시예
이하, 시험예 및 제조예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 후술하는 시험예 및 제조예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 한 여러 가지 변형이 가능하다.
<<제 1 실시형태의 시험예 및 제조예>>
이하, 제 1 실시형태의 시험예 및 제조예에 대해 설명한다.
<시험예 1>
수지 기재의 재료로는, PMMA (폴리메틸메타크릴레이트, 상품명 「아크릴라이트 (등록상표), 미츠비시 케미컬사 제조) 를 사용한다. 수지 기재는, 폭 200 ㎜ × 길이 200 ㎜ × 두께 1 ㎜ 의 직사각형판으로 한다.
하드 코트층의 재료로는, 아크릴계 UV 경화 수지 (상품명 「자광 UV1700B」, 미츠비시 케미컬사 제조) 를 사용한다.
앵커 코트층의 재료로는, 아크릴계 수지 1-1 과 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 1-1 (표 1 에서는 「AC1-1」 로 표기, tanδ 피크 온도 : 78 ℃) 을 사용한다.
배리어층의 재료로는, 규소 산질화물을 사용한다.
상기 재료를 사용하여, 이하에 설명하는 기재 준비 공정 및 배리어층 형성 공정을 실시하여, 적층체를 제조한다.
[기재 준비 공정]
기재 준비 공정에서는, 수지 기재의 세정 및 건조를 실시한 후, 수지 기재 상에 하드 코트층을 형성한다.
수지 기재를 200 ㎜ × 200 ㎜ 의 직사각형상으로 잘라내고, 중성 세정제 (상품명 「세미클린 (등록상표) M-LO」, 요코하마 유지 공업사 제조) 의 5 % 계면 활성제 수용액에 침지시킨 상태에서 5 분간 초음파 세정한다.
이 후, 수지 기재는, 초순수에 침지시킨 상태에서 5 분간 초음파 세정한다. 또한, 초순수에 의한 수지 기재의 헹굼을 실시하고, 수지 기재는 풍건 후에 80 ℃ 의 오븐에서 질소 분위기하에서 건조시킨다. 이 후, 풍건시킨 평가 샘플은, UV 오존 세정기에서 1 분간, UV 오존 세정한다.
이어서, 수지 기재의 양 표면에 하드 코트층의 재료인 아크릴계 UV 경화 수지를 바 코터로 도포하고, 90 ℃ 에서 1 분간 건조 후, 적산 광량 500 mJ/㎠ 로 양 표면을 노광하여, 두께 5 ㎛ 의 하드 코트층을 형성한다.
[배리어층 형성 공정]
배리어층 형성 공정에서는, 하드 코트층의 표면에 앵커 코트층을 개재하여 배리어층을 형성한다.
하드 코트층의 표면에 앵커 코트액 1-1 을 바 코터로 도포하고, 60 ℃ 에서 1 분간 건조시켜, 두께 200 ㎚ 의 앵커 코트층을 형성한다.
타깃으로서 규소 (주식회사 고순도 화학 연구소 제조) 를 사용한 반응성 스퍼터법에 의해, 표 1 에 기재된 조건으로, 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스를 공급하면서 두께 100 ㎚ 의 규소 산질화물의 성막을 실시한다.
이상의 조작에 의해, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC1-1, 200 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어지는 시험예 1 의 적층체가 얻어진다.
<시험예 2>
시험예 2 에서는, 앵커 코트층의 재료를 아크릴계 수지 1-2 와 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 1-2 (표 1 에서는 「AC1-2」 로 표기, tanδ 피크 온도 : 56 ℃) 로 하고, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 1 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 1 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 2 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC1-2, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 3>
시험예 3 에서는, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 1 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 2 와 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 3 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC1-2, 50 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 30 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 4>
시험예 4 에서는, 앵커 코트층의 재료를 폴리에스테르계 수지 1-1 과 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 1-3 (표 1 에서는 「AC1-3」 으로 표기, tanδ 피크 온도 : 32 ℃) 으로 하고, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 1 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 1 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 4 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC1-3, 50 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 40 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 5>
시험예 5 에서는, 앵커 코트층의 재료를 폴리에스테르계 수지 1-2 와 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 1-4 (표 1 에서는 「AC1-4」 로 표기, tanδ 피크 온도 : 20 ℃) 로 하고, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 1 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 1 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 5 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC1-4, 25 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 130 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 6>
시험예 6 에서는, 앵커 코트층의 재료를 아크릴계 수지 1-3 과 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 1-5 (표 1 에서는 「AC1-5」 로 표기, tanδ 피크 온도 : 72 ℃) 로 하고, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 1 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 1 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 6 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC1-5, 150 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 50 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 7>
시험예 7 에서는, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 1 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 4 와 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 7 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC1-3, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 210 ㎚) 으로 이루어진다.
표 1 에, 시험예 1 ∼ 7 의 적층체의, 수지 기재의 재료 (수지 기재 재료), 하드 코트층의 재료 (하드 코트층 재료), 앵커 코트층의 재료 (AC 층 재료), 배리어층의 성막 압력 (성막 압력 [Pa]), 성막시의 전력 (전력 [W]), Ar 의 유량 (Ar [sccm]), O2 의 유량 (O2 [sccm]) 및 N2 의 유량 (N2 [sccm]) 그리고 배리어층의 두께 (두께 [㎚]) 를 나타낸다.
<측정 및 평가 방법>
시험예 1 ∼ 7 에서 얻어진 적층체의 각종 물성값의 측정 방법 및 평가 방법을 설명한다.
(tanδ 피크 온도)
시험예 1 ∼ 7 의 앵커 코트액 1-1 ∼ 1-5 를 80 ℃ 에서 건조시켜, 두께 200 ㎛ 의 시트를 제조한다.
제조한 시트에 대해, 동적 점탄성 측정 장치 (DVA-200, 아이티 계측 제어사 제조) 를 사용하여, 주파수 1 Hz, 승온 속도 3 ℃/분, 측정 온도 -50 ∼ 200 ℃ 의 조건으로 점탄성 측정을 실시하여, 손실 정접 (tanδ) 의 피크 온도 [℃] 를 구한다.
(배리어층의 원소 조성)
시험예 1 ∼ 7 의 적층체에 대해, X 선 광전자 분광 장치 (K-Alpha, 서모 피셔 사이언티픽사 제조) 를 사용하여, XPS (X 선 광전자 분광법) 에 의해 결합 에너지를 측정하고, Si2P, O1S, N1S, C1S 에 대응하는 피크의 면적으로부터 환산함으로써 각 원소 조성 [atm%] 을 산출한다.
표 2 의 「배리어층 조성」 의 「Si [atm%]」, 「O [atm%]」, 「N [atm%]」, 및 「C [atm%]」 의 란에, 각각, 각 원소 조성 [atm%] 의 측정값을 나타낸다.
(전광선 투과율 및 헤이즈)
시험예 1 ∼ 7 의 적층체에 대해, 헤이즈미터 (NDH 7000II, 닛폰 전색 공업 제조) 를 사용하여, 적층체의 배리어층측이 광원측이 되도록 설치하고, 측정 방법 JIS (전광선 투과율 : JIS K7361-1, 헤이즈 : JIS7136) 로, 전광선 투과율 [%] 및 헤이즈 [%] 를 측정한다.
또, 시험예 1 ∼ 7 의 적층체를, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 설정한 항온 항습기에 넣고, 10 일 경과한 후의 전광선 투과율 [%], 헤이즈 [%] 를 동일하게 측정한다.
표 2 의 「전광선 투과율 [%]」 및 「헤이즈 [%]」 의 「성막 직후」 란에, 각각, 배리어층을 성막한 직후의 전광선 투과율 [%] 과 헤이즈 [%] 의 측정값을 나타낸다. 또, 「전광선 투과율 [%]」 및 「헤이즈 [%]」 의 「40 ℃ 90 % 10 일 후」 란에, 적층체를, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 설정한 항온 항습기에 넣고, 10 일 경과한 후의 전광선 투과율 [%] 과 헤이즈 [%] 의 측정값을 나타낸다.
(b*)
시험예 1 ∼ 7 의 적층체에 대해, 분광 색채계 (SD 6000, 닛폰 전색 공업 제조) 를 사용하여, 적층체의 배리어층측이 광원측이 되도록 설치하고, 이하의 조건 (측정 방법 : 투과, 정반사광 처리 : SCI, 광원 : C, 시야 : 2°) 으로, b* 를 측정한다.
또, 시험예 1 ∼ 7 의 적층체를, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 설정한 항온 항습기에 넣고, 10 일 경과한 후의 b* 를 동일하게 측정한다.
표 2 의 「b*」 의 「성막 직후」 란 및 「40 ℃ 90 % 10 일 후」 란에, 각각, 배리어층을 성막한 직후의 b* 의 측정값 및 적층체를, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 설정한 항온 항습기에 넣고, 10 일 경과한 후의 b* 의 측정값을 나타낸다.
(수증기 배리어성)
수증기 투과율 측정 장치 (DELTAPERM, Technolox 사 제조) 를 사용하여, 시험예 1 ∼ 7 의 적층체의 배리어층측이 검출기측 (수지 기재측이 수증기 노출측) 이 되는 방향으로 세트하고, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 수증기 투과율 [g/㎡/day] 을 측정한다.
표 2 의 「수증기 투과율 [g/㎡/day]」 란에, 수증기 투과율의 측정값을 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
<결과의 설명>
시험예 1 ∼ 5 의 적층체는, 배리어층의 질소 원소 조성이 0 atm% 초과 25 atm% 이하임으로써, 전광선 투과율, 헤이즈 및 b* 모두에 있어서 양호한 광학 특성이 얻어진다. 이들 적층체는 수증기 투과율이 낮은 점에서, 홀로그램층에 의한 열화를 방지하는 효과도 높다.
또, 이들 적층체는, 40 ℃ 90 % 로 10 일 보관해도 광학 특성이 악화되지 않는다.
<제조예 1>
이하에, 시험예 1 의 적층체를 사용한 화상 표시용 도광판 (8) 의 제조예를 나타낸다.
또한, 홀로그램층 (4) 을 형성하기 위한 감광 재료로는, 비스페놀계 에폭시 수지 jER (등록상표) 1007 (미츠비시 케미컬사 제조, 중합도 n = 10.8, 에폭시 당량 : 1750 ∼ 2200) 의 100 질량부와, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트의 50 질량부 및 4,4'-비스(tert-부틸페닐)요오도늄헥사플루오로포스페이트의 5 질량부와, 3,3'-카르보닐비스(7-디에틸아미노)쿠마린의 0.5 질량부를, 2-부타논의 100 질량부에 혼합 용해시킨 것 (이하 「감광 재료 A」 라고도 한다.) 이 사용된다.
(도광판 제조 공정)
제조예 1 의 도광판 제조 공정에서는, 시험예 1 의 적층체 2 장을 사용하여 화상 표시용 도광판 (8) 이 제조된다.
일방의 적층체의 배리어층의 둘레 가장자리부에, 폭 5 ㎜, 두께 5 ㎛ 의 시일층이 도포된다.
시일층은, 투명 재료로 이루어지고, 적층체의 배리어층끼리를 서로 접착할 수 있는 재료이면, 특별히 한정되지 않지만, 제조예 1 에서는, 광 접착제 (덴카사 제조, 상품명 「하드락 (등록상표) OP-1045K」) 가 사용된다.
이로써, 시일층으로 둘러싸인 개구부가 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 크기를 갖는 시일층 단차가 형성된 중간체가 형성된다.
이 후, 이 중간체 상에, 홀로그램층 (4) 을 형성하는 감광 재료 A 가 스핀 코트에 의해 도포된다. 감광 재료 A 는, 건조 후 두께가 5 ㎛ 가 되도록 도포된다.
이 후, 타방의 적층체를, 그 배리어층이 시일층 단차가 형성된 중간체의 배리어층과 대향하도록, 시일층을 개재하여 홀로그램층 (4) 상에 적층하고, 감압하에서 프레스 첩합한다. 프레스 첩합의 조건은, 절대압 5 ㎪, 온도 70 ℃, 프레스압 0.04 ㎫ 이다.
이 후, 프레스 첩합된 홀로그램층 (4) 에 회절 격자를 기록한다. 이 공정에서는, 홀로그램층 (4) 을 포함하는 적층체의 온도가 20 ℃ 로 유지된다. 회절 격자는, 적층체에 2 개의 레이저 광을 조사하여, 각각의 조사 각도 및 강도를 조정함으로써, 필요한 회절 패턴이 형성되도록 간섭 무늬가 형성된다. 이로써, 홀로그램층 (4) 에 회절 격자가 기록된다.
이 회절 격자는, 입사부에 입사한 화상광으로서 입사된 적색, 녹색, 청색의 파장 영역의 각 광을 회절하고, 화상광의 화소에 대응하는 위치에 있어서, 표시부로부터 출사시키는 컬러 표시용 회절 격자이다.
이 후, 홀로그램층 (4) 을 포함하는 적층체를 20 ℃ 로 유지한 상태에서, 적층체의 편면의 방향에서 자외광 (파장 365 ㎚, 방사 조도 80 W/㎠) 을 30 초간 전체면 조사한다. 자외광의 광원으로는, 고압 수은 램프가 사용된다.
이로써, 시일층이 경화되어, 제조예 1 의 화상 표시용 도광판 (8) 이 제조된다.
<<제 2 실시형태의 시험예 및 제조예>>
이하, 제 2 실시형태의 시험예 및 제조예에 대해 설명한다.
<시험예 8>
수지 기재, 하드 코트층 및 배리어층의 재료는 상기 시험예 1 과 동일하다.
앵커 코트층의 재료로는, 비정성 폴리에스테르계 수지와 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 2-1 (표 3 에서는 「AC2-1」 로 표기, tanδ 피크 온도 : 20 ℃) 을 사용한다.
상기 시험예 1 과 동일한 방법으로 기재 준비 공정을 실시한 후, 이하에 설명하는 배리어층 형성 공정을 실시하여, 적층체를 제조한다.
[배리어층 형성 공정]
배리어층 형성 공정에서는, 하드 코트층의 표면에 앵커 코트층을 개재하여 배리어층을 형성한다.
하드 코트층의 표면에 앵커 코트액 2-1 을 바 코터로 도포하고, 60 ℃ 에서 1 분간 건조시켜, 두께 25 ㎚ 의 앵커 코트층을 형성한다.
타깃으로서 규소 (주식회사 고순도 화학 연구소 제조) 를 사용한 반응성 스퍼터법에 의해, 표 3 및 표 4 에 기재된 조건으로, 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스를 공급하면서 두께 130 ㎚ 의 규소 산질화물의 성막을 실시한다.
이상의 조작에 의해, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC2-1, 25 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 130 ㎚) 으로 이루어지는 시험예 8 의 적층체가 얻어진다.
<시험예 9>
시험예 9 에서는, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 3 및 표 4 와 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 8 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 9 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC2-1, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 50 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 10>
시험예 10 에서는, 앵커 코트층의 재료를 아크릴계 수지와 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 2-2 (표 3 에서는 「AC2-2」 로 표기, tanδ 피크 온도 : 56 ℃) 로 하고, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 3 및 표 4 와 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 8 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 8 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC2-2, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 11>
시험예 11 에서는, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 3 및 표 4 와 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 10 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 11 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC2-2, 50 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 20 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 12>
시험예 12 에서는, 앵커 코트층의 재료를 아크릴계 수지와 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 2-3 (표 3 에서는 「AC2-3」 으로 표기, tanδ 피크 온도 : 72 ℃) 으로 하고, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 3 및 표 4 와 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 8 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 12 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC2-3, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 13>
시험예 13 에서는, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 3 및 표 4 와 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 12 와 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 13 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC2-3, 50 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 70 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 14>
시험예 14 에서는, 앵커 코트층의 두께를 표 3 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 8 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 14 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC2-1, 200 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 130 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 15>
시험예 15 에서는, 배리어층의 두께를 표 4 와 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 11 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 15 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC2-3, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 160 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 16>
시험예 16 에서는, 앵커 코트층의 재료를 아크릴계 수지와 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 2-4 (표 3 에서는 「AC2-4」 로 표기, tanδ 피크 온도 : 82 ℃) 로 하고, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 3 및 표 4 와 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 8 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 16 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC2-4, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어진다.
표 3 및 표 4 에, 시험예 8 ∼ 16 의 적층체의, 수지 기재의 재료, 하드 코트층의 재료, 앵커 코트층의 재료 및 앵커 코트층의 두께, 배리어층의 재료, 그리고 배리어층의 성막 압력, 성막시의 전력, Ar, O2 및 N2 의 유량 그리고 배리어층의 두께를 나타낸다.
<측정 및 평가 방법>
시험예 8 ∼ 16 에서 얻어진 적층체의 각종 물성값의 측정 방법 및 평가 방법을 설명한다.
(tanδ 피크 온도)
시험예 8 ∼ 16 의 앵커 코트액 2-1 ∼ 2-4 를 80 ℃ 에서 건조시켜, 두께 200 ㎛ 의 시트를 제조한다.
제조한 시트에 대해, 동적 점탄성 측정 장치 (DVA-200, 아이티 계측 제어사 제조) 를 사용하여, 주파수 1 Hz, 승온 속도 3 ℃/분, 측정 온도 -50 ∼ 200 ℃ 의 조건으로 점탄성 측정을 실시하여, 손실 정접 (tanδ) 의 피크 온도 [℃] 를 구한다.
표 3 의 「앵커 코트층」 의 「tanδ 피크 온도 [℃]」 란에, 손실 정접 (tanδ) 의 피크 온도 [℃] 의 측정값을 나타낸다.
(외관 평가)
시험예 8 ∼ 16 의 적층체에 대해, 상기 배리어층 형성 공정에서 배리어층을 성막한 직후의 외관을 관찰하고, 하기의 기준에 의해 평가한다.
또, 시험예 8 ∼ 16 의 적층체를, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 설정한 항온 항습기에 넣고, 1 일 경과한 후의 외관을 관찰하고, 다시 하기의 기준에 의해 평가한다.
A (good) : 배리어층 표면에 크랙이 보이지 않는다.
B (poor) : 배리어층 표면에 크랙이 발생하고 있다.
표 4 의 「외관 평가」 의 「성막 직후」 란 및 「40 ℃ 90 % 1 일 후」 란에, 각각, 배리어층을 성막한 직후의 외관 평가 및 적층체를, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 설정한 항온 항습기에 넣고, 1 일 경과한 후의 외관 평가를 나타낸다.
(수증기 배리어성)
수증기 투과율 측정 장치 (DELTAPERM, Tech nolox 사 제조) 를 사용하여, 시험예 8 ∼ 16 의 적층체의 배리어층측이 검출기측 (수지 기재측이 수증기 노출측) 이 되는 방향으로 세트하고, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 수증기 투과율 [g/㎡/day] 을 측정한다.
표 4 의 「수증기 투과율 [g/㎡/day]」 란에, 수증기 투과율의 측정값을 나타낸다.
Figure pct00003
Figure pct00004
<결과의 설명>
시험예 8 ∼ 13 의 적층체는, 배리어층의 두께가 150 ㎚ 이하이고, 앵커 코트층과 배리어층의 합계 두께가 300 ㎚ 이하이고, 또한, 앵커 코트층의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도가 80 ℃ 이하이다.
이들 적층체는, 배리어층의 두께, 및 앵커 코트층과 배리어층의 합계 두께가 상기 범위 내임으로써, 배리어층 성막에 의한 잔류 응력에서 기인하는 크랙이나 변형이 발생하기 어렵기 때문에, 성막 직후의 외관이 양호하다.
또, 이들 적층체는, 앵커 코트층의 점탄성 측정에 있어서의 tanδ 피크 온도가 상기 범위 내임으로써, 습열 환경하에서의 수지 기재의 팽창에서 기인하는 크랙도 발생하기 어렵기 때문에, 40 ℃ 90 % 로 1 일 경과 후의 외관도 양호하다.
<제조예 2>
시험예 8 의 적층체를 사용하여, 제조예 1 과 동일한 방법으로 도광판 제조 공정을 실시함으로써, 제조예 2 의 화상 표시용 도광판 (8) 이 제조된다.
<<제 3 실시형태의 시험예 및 제조예>>
이하, 제 3 실시형태의 시험예 및 제조예에 대해 설명한다.
<시험예 17>
수지 기재, 하드 코트층 및 배리어층의 재료는, 상기 시험예 1 과 동일하다.
앵커 코트층의 재료로는, 아크릴계 수지 3-1 과 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 3-1 (표 5 에서는 「AC3-1」 로 표기, tanδ 피크 온도 : 78 ℃) 을 사용한다.
상기 시험예 1 과 동일한 방법으로 기재 준비 공정을 실시한 후, 이하에 설명하는 배리어층 형성 공정을 실시하여, 적층체를 제조한다.
[배리어층 형성 공정]
배리어층 형성 공정에서는, 하드 코트층의 표면에 앵커 코트층을 개재하여 배리어층을 형성한다.
하드 코트층의 표면에 앵커 코트액 3-1 을 바 코터로 도포하고, 60 ℃ 에서 1 분간 건조시켜, 두께 200 ㎚ 의 앵커 코트층을 형성한다.
타깃으로서 규소 (주식회사 고순도 화학 연구소 제조) 를 사용한 반응성 스퍼터법에 의해, 표 5 및 표 6 에 기재된 조건으로, 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스를 공급하면서 두께 100 ㎚ 의 규소 산질화물의 성막을 실시한다.
이상의 조작에 의해, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC3-1, 200 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어지는 시험예 17 의 적층체가 얻어진다.
<시험예 18>
시험예 18 에서는, 앵커 코트층의 재료를 아크릴계 수지 3-2 와 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 3-2 (표 5 에서는 「AC3-2」 로 표기, tanδ 피크 온도 : 56 ℃) 로 하고, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 5 및 표 6 과 같이 변경하는 것 이외에는 시험예 17 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 18 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC3-2, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 19>
시험예 19 에서는, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 5 및 표 6 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 18 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 19 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC3-2, 50 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 30 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 20>
시험예 20 에서는, 앵커 코트층의 재료를 폴리에스테르계 수지 3-1 과 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 3-3 (표 5 에서는 「AC3-3」 으로 표기, tanδ 피크 온도 : 32 ℃) 으로 하고, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 5 및 표 6 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 17 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 20 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC3-3, 50 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 40 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 21>
시험예 21 에서는, 앵커 코트층의 재료를 폴리에스테르계 수지 3-2 와 이소시아네이트 화합물을 10 : 1 질량비로 배합한 앵커 코트액 3-4 (표 5 에서는 「AC3-4」 로 표기, tanδ 피크 온도 : 20 ℃) 로 하고, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 5 및 표 6 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 17 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 21 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC3-4, 25 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 130 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 22>
시험예 22 에서는, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 5 및 표 6 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 20 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 22 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC3-3, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 210 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 23>
시험예 23 에서는, 앵커 코트층의 두께와, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 5 및 표 6 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 17 과 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 23 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC3-3, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 40 ㎚) 으로 이루어진다.
표 5 및 표 6 에, 시험예 17 ∼ 23 의 적층체의, 수지 기재의 재료, 하드 코트층의 재료, 앵커 코트층의 재료 및 앵커 코트층의 두께, 배리어층의 재료, 그리고 배리어층의 성막 압력, 성막시의 전력, Ar, O2 및 N2 의 유량 그리고 배리어층의 두께를 나타낸다.
<측정 및 평가 방법>
시험예 17 ∼ 23 에서 얻어진 적층체의 각종 물성값의 측정 방법 및 평가 방법을 설명한다.
(tanδ 피크 온도)
시험예 17 ∼ 23 의 앵커 코트액 3-1 ∼ 3-4 를 80 ℃ 에서 건조시켜, 두께 200 ㎛ 의 시트를 제조한다.
제조한 시트에 대해, 동적 점탄성 측정 장치 (DVA-200, 아이티 계측 제어사 제조) 를 사용하여, 주파수 1 Hz, 승온 속도 3 ℃/분, 측정 온도 -50 ∼ 200 ℃ 의 조건으로 점탄성 측정을 실시하여, 손실 정접 (tanδ) 의 피크 온도 [℃] 를 구한다.
표 5 의 「앵커 코트층」 의 「tanδ 피크 온도 [℃]」 란에, 손실 정접 (tanδ) 의 피크 온도 [℃] 의 측정값을 나타낸다. 또, 「(A)/(B)」 란에, 「앵커 코트층의 두께 [㎚]/손실 정접 (tanδ) 의 피크 온도 [℃]」 의 계산값을 나타낸다.
(헤이즈)
시험예 17 ∼ 23 의 적층체에 대해, 헤이즈미터 (NDH 7000II, 닛폰 전색 공업 제조) 를 사용하여, 적층체의 배리어층측이 광원측이 되도록 설치하고, 측정 방법 JIS (전광선 투과율 : JIS K7361-1, 헤이즈 : JIS7136) 로, 헤이즈 [%] 를 측정한다.
또, 시험예 17 ∼ 23 의 적층체를, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 설정한 항온 항습기에 넣고, 10 일 경과한 후의 헤이즈 [%] 를 동일하게 측정한다.
또한, 시험예 17 ∼ 23 의 적층체에 대해, 보관 전후의 헤이즈의 변화량 (Δhaze) 을 구한다.
표 6 의 「헤이즈 [%]」 의 「성막 직후」 란에 배리어층을 성막한 직후의 측정값을 나타낸다. 또, 「40 ℃ 90 % 10 일 후」 란에, 적층체를, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 설정한 항온 항습기에 넣고, 10 일 경과한 후의 측정값을 나타낸다. 또한, 「Δhaze」 란에, 상기 보관 전후에서의 헤이즈의 변화량을 나타낸다.
(수증기 배리어성)
수증기 투과율 측정 장치 (DELTAPERM, Technolox 사 제조) 를 사용하여, 시험예 17 ∼ 23 의 적층체의 배리어층측이 검출기측 (수지 기재측이 수증기 노출측) 이 되는 방향으로 세트하고, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 수증기 투과율 [g/㎡/day] 을 측정한다.
표 6 의 「수증기 투과율 [g/㎡/day]」 란에, 수증기 투과율의 측정값을 나타낸다.
Figure pct00005
Figure pct00006
<결과의 설명>
시험예 17 ∼ 21 의 적층체는, 앵커 코트층의 두께 [㎚]/tanδ 피크 온도 [℃] 가 3 이하임으로써, 40 ℃ 90 % 로 10 일 경과해도 배리어층의 잔류 응력에 의한 변형이 억제되기 때문에, 광학 특성이 악화되지 않는다. 이들 적층체는 수증기 투과율이 낮은 점에서, 홀로그램층에 의한 열화를 방지하는 효과도 높다.
<제조예 3>
시험예 17 의 적층체를 사용하여, 제조예 1 과 동일한 방법으로 도광판 제조 공정을 실시함으로써, 제조예 3 의 화상 표시용 도광판 (8) 이 제조된다.
<<제 4 실시형태의 시험예 및 제조예>>
이하, 제 4 실시형태의 시험예 및 제조예에 대해 설명한다.
<시험예 24>
수지 기재, 하드 코트층 및 배리어층의 재료는, 상기 시험예 1 과 동일하다.
앵커 코트층의 재료로는, 폴리에스테르계 수지 4-1 (상품명 「바일론 63SS」, 토요보사 제조, 수산기가 : 5 mgKOH/g) 과 이소시아네이트 화합물 4-1 (상품명 「콜로네이트 HX」, 토소사 제조, 헥사메틸렌디이소시아네이트의 이소시아누레이트 구조 3 량체) 을, NCO (이소시아네이트 화합물 4-1 의 이소시아네이트기수)/OH (폴리에스테르계 수지 4-1 의 수산기수) = 1 (몰비) 이 되도록 배합한 앵커 코트액 4-1 (표 7 에서는 「AC4-1」 로 표기) 을 사용한다.
상기 시험예 1 과 동일한 방법으로 기재 준비 공정을 실시한 후, 이하에 설명하는 배리어층 형성 공정을 실시하여, 적층체를 제조한다.
[배리어층 형성 공정]
배리어층 형성 공정에서는, 하드 코트층의 표면에 앵커 코트층을 개재하여 배리어층을 형성한다.
하드 코트층의 표면에 앵커 코트액 4-1 을 바 코터로 도포하고, 60 ℃ 에서 1 분간 건조시켜, 두께 25 ㎚ 의 앵커 코트층을 형성한다.
타깃으로서 규소 (주식회사 고순도 화학 연구소 제조) 를 사용한 반응성 스퍼터법에 의해, 표 7 에 기재된 조건으로, 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스를 공급하면서 두께 130 ㎚ 의 규소 산질화물의 성막을 실시한다.
이상의 조작에 의해, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC4-1, 25 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 130 ㎚) 으로 이루어지는 시험예 24 의 적층체가 얻어진다.
<시험예 25>
시험예 25 에서는, 앵커 코트층의 재료를 아크릴계 수지 4-1 (상품명 「아크리트 6AN-6000」, 타이세이 파인 케미컬사 제조, 수산기가 : 108 mgKOH/g) 과 이소시아네이트 화합물 4-1 을, NCO (이소시아네이트 화합물 4-1 의 이소시아네이트기수)/OH (아크릴계 수지 4-1 의 수산기수) = 1 (몰비) 이 되도록 배합한 앵커 코트액 4-2 (표 7 에서는 「AC4-2」 로 표기) 로 하고, 앵커 코트층의 두께를 150 ㎚ 로 하고, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 7 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 24 와 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 25 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC4-2, 150 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 26>
시험예 26 에서는, 앵커 코트층의 재료를 아크릴계 수지 4-2 (상품명 「아크리트 6BF-400」, 타이세이 파인 케미컬사 제조, 수산기가 : 59 mgKOH/g) 와 이소시아네이트 화합물 4-1 을, NCO (이소시아네이트 화합물 4-1 의 이소시아네이트기수)/OH (아크릴계 수지 4-2 의 수산기수) = 1 (몰비) 이 되도록 배합한 앵커 코트액 4-3 (표 7 에서는 「AC4-3」 으로 표기) 으로 하고, 앵커 코트층의 두께를 100 ㎚ 로 하고, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 7 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 24 와 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 26 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC4-3, 100 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 27>
시험예 27 에서는, 앵커 코트층의 재료를 아크릴계 수지 4-1 과 이소시아네이트 화합물 4-1 을, NCO (이소시아네이트 화합물 4-1 의 이소시아네이트기수)/OH (아크릴계 수지 4-1 의 수산기수) = 0.5 (몰비) 가 되도록 배합한 앵커 코트액 4-4 (표 7 에서는 「AC4-4」 로 표기) 로 하고, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 7 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 24 와 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 27 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC4-4, 25 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어진다.
<시험예 28>
시험예 28 에서는, 아크릴계 수지 4-1 과 이소시아네이트 화합물 4-1 을, NCO (이소시아네이트 화합물 4-1 의 이소시아네이트기수)/OH (아크릴계 수지 4-1 의 수산기수) = 0.75 (몰비) 가 되도록 배합한 앵커 코트액 4-5 (표 7 에서는 「AC4-5」 로 표기) 로 하고, 배리어층의 두께 및 성막 조건을 표 7 과 같이 변경하는 것 이외에는, 시험예 24 와 동일한 방법으로 적층체를 제조한다.
즉, 시험예 28 의 적층체는, 하드 코트층/수지 기재/하드 코트층/앵커 코트층 (AC4-5, 25 ㎚)/배리어층 (규소 산질화물, 100 ㎚) 으로 이루어진다.
표 7 에, 시험예 24 ∼ 28 의 적층체의, 수지 기재의 재료 (수지 기재 재료), 하드 코트층의 재료 (하드 코트층 재료), 앵커 코트층의 재료 (AC 층 재료), 앵커 코트층에 있어서의 바인더 수지의 수산기에 대한 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기의 몰비 (NCO/OH), 배리어층의 성막 압력 (성막 압력 [Pa]), 성막시의 전력 (전력 [W]), Ar 의 유량 (Ar [sccm]), O2 의 유량 (O2 [sccm]) 및 N2 의 유량 (N2 [sccm]) 그리고 배리어층의 두께 (두께 [㎚]) 를 나타낸다.
<측정 및 평가 방법>
시험예 24 ∼ 28 에서 얻어진 적층체의 각종 물성값의 측정 방법 및 평가 방법을 설명한다.
(배리어층의 원소 조성)
시험예 24 ∼ 28 의 적층체에 대해, X 선 광전자 분광 장치 (K-Alpha, 서모 피셔 사이언티픽사 제조) 를 사용하여, XPS (X 선 광전자 분광법) 에 의해 결합 에너지를 측정하고, Si2P, O1S, N1S, C1S 에 대응하는 피크의 면적으로부터 환산함으로써 각 원소 조성 [atm%] 을 산출한다.
표 8 의 「배리어층 조성」 의 「Si [atm%]」, 「O [atm%]」, 「N [atm%]」, 및 「C [atm%]」 의 란에, 각각, 각 원소 조성 [atm%] 의 측정값을 나타낸다.
(내용제성)
내용제성 시험은, 다이에이 과학 정기 제작소 제조의 마찰 견뢰도 시험기 RT-300 을 사용하여 실시한다. 시험기에 평면형 시험대를 설치하고, 시험예 24 ∼ 28 의 적층체를 폭 2 ㎝, 길이 20 ㎝ 의 단책상 (短冊狀) 으로 커트한 것을, 배리어층측을 상향으로 하여 시험대의 위에 세트한다. 시험기의 마찰자의 마찰면을 덮도록 와이핑 클로스 (하시모토 클로스사 제조 N2325) 를 1 장 세트하고, 마찰자에 800 g 의 하중 분동을 장착한다 (마찰자 200 g 과 분동 800 g 의 합계 1 ㎏ 하중). 단책상의 적층체의 배리어층면에 이소프로필알코올 (IPA) 을 적하하고, 마찰자를 배리어층면에 내리고, 10 회 왕복시킨 후의 배리어층 표면을, 히타치 하이테크 사이언스사 제조의 주사형 백색 간섭 현미경 VertScan 으로 관찰하여 이하의 기준으로 내용제성을 평가한다.
A (good) : 배리어층의 박리가 보이지 않는다.
B (poor) : 배리어층의 박리가 보인다.
표 8 의 「내용제성」 의 란에 평가 결과를 나타낸다.
(수증기 배리어성)
수증기 투과율 측정 장치 (DELTAPERM, Technolox 사 제조) 를 사용하여, 시험예 24 ∼ 28 의 적층체의 배리어층측이 검출기측 (수지 기재측이 수증기 노출측) 이 되는 방향으로 세트하고, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 수증기 투과율 [g/㎡/day] 을 측정한다.
표 8 의 「수증기 투과율 [g/㎡/day]」 란에, 수증기 투과율의 측정값을 나타낸다.
Figure pct00007
Figure pct00008
<결과의 설명>
시험예 24 ∼ 26 의 적층체는, 앵커 코트층의 NCO/OH 비가 0.8 이상임으로써, 앵커 코트층의 가교 밀도가 높아져, 용제에 대한 내성이 높아지기 때문에, 내용제성 시험에 있어서의 배리어층의 박리를 억제할 수 있다. 이들 적층체는 수증기 투과율이 낮으므로, 홀로그램층에 의한 열화를 방지하는 효과도 높다.
<제조예 4>
시험예 24 의 적층체를 사용하여, 제조예 1 과 동일한 방법으로 도광판 제조 공정을 실시함으로써, 제조예 4 의 화상 표시용 도광판 (8) 이 제조된다.
<<제 5 실시형태의 시험예 및 제조예>>
이하, 제 5 실시형태의 시험예 및 제조예에 대해 설명한다.
<시험예 29>
(수지 기재 A-1 의 제조)
아크릴계 수지 (Arkema 사 제조, 상품명 「Altuglas HT121」, 매트릭스 수지 : 메틸메타크릴레이트-메틸아크릴레이트-스티렌 공중합체, 경질 분산상 : TMPTA-TMPTMA 중합 가교형 수지, 경질 분산상 직경 ; 5 ∼ 10 ㎛) 의 펠릿을 그대로 수지 조성물 a-1 로서 사용한다.
상기 수지 조성물 a-1 을 압출기 A 에 공급하고, 압출기에 있어서 240 ℃ 에서 용융 혼련한 후, 250 ℃ 로 가열된 단층용의 T 다이에 공급하여 시트상으로 압출하고, 냉각 고화시켜 두께가 0.5 ㎜ 인 수지 기재 A-1 을 얻는다.
(보호층 E-1 의 제조)
수지 기재 A-1 을 200 ㎜ × 300 ㎜ 의 직사각형상으로 잘라내고, 이하의 조작에 의해, 수지 기재 A-1 의 일방의 표면에, 접착층 D-1 을 개재하여 보호층 E-1 을 제조하여, 수지 기재 A-1/접착층 D-1/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체를 얻는다.
수지 기재 A-1 의 일방의 표면에, 접착층 D-1 의 재료인 아크릴계 수지 (타이세이 파인 케미컬사 제조, 상품명 「아크리트 6BF-400」) 의 아세트산에틸 용액을 바 코터로 도포하고, 60 ℃ 에서 1 분간 건조시켜, 두께 100 ㎚ 의 접착층 D-1 을 제조한다. 또한, 이 접착층 D-1 의 표면에, 반응성 스퍼터법에 의해, 규소질소 산화물로 형성된 두께 100 ㎚ 의 보호층 E-1 을 제조한다. 반응성 스퍼터법은, 규소를 타깃으로서 사용하여, 1.0 × 10-1 Pa 의 진공하에서, 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스를 공급하면서 실시한다. 또한, 이 때의 전체 가스 유량은 70 sccm 으로 한다.
표 9 에, 수지 기재, 접착층 및 보호층의 재료 및 두께를 나타낸다.
(측정 및 평가)
표 10 에, 수지 기재 A-2/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체에 대해, 수지 기재 표면의 연필 경도, 수지 기재의 표면 조도, 보호층의 표면 조도 및 수증기 배리어성을 나타낸다.
<시험예 30>
(수지 기재 A-1/B-1/A-1 의 제조)
시험예 30 에서는, 수지 기재 A-1 과 수지 기재 B-1 을 A-1/B-1/A-1 의 순서로 적층한 것을 수지 기재로서 사용한다.
수지 기재 A-1 의 재료는, 시험예 29 의 수지 조성물 a-1 을 사용한다.
수지 기재 B-1 의 재료는, 폴리카보네이트계 수지 A (스미카 스타이론사 제조, 상품명 「CALIBRE301-4」) 의 펠릿과, 폴리카보네이트계 수지 B (스미카 스타이론사 제조, 상품명 「SD 폴리카 SP3030」) 의 펠릿과, 폴리에스테르계 수지 (SK 케미컬사 제조, 상품명 「SKYGREEN J2003」) 의 펠릿을 55 : 25 : 20 의 질량비로 혼합한 후, 260 ℃ 로 가열된 2 축 압출기를 사용하여 펠릿화된 수지 조성물 b-1 을 사용한다.
수지 조성물 a-1 및 수지 조성물 b-1 을, 각각, 압출기 A 및 B 에 공급하고, 각 압출기에 있어서, 240 ℃ 및 260 ℃ 에서 용융 혼련한 후, 250 ℃ 로 가열된 2 종 3 층용의 T 다이에 합류시켜, A-1/B-1/A-1 의 구성이 되도록 시트상으로 압출하고, 냉각 고화시켜, 두께 0.8 ㎜ (A-1 : 100 ㎛, B-1 : 600 ㎛) 의 수지 기재 A-1/B-1/A-1 을 제조한다.
(보호층 E-1 의 제조)
수지 기재 A-1/B-1/A-1 을 200 ㎜ × 300 ㎜ 의 직사각형상으로 잘라내고, 실시예 1 과 동일하게 하여, 일방의 수지 기재 A-1 상에 접착층 D-1 을 개재하여 보호층 E-1 을 제조하여, 수지 기재 A-1/B-1/A-1/접착층 D-1/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체를 얻는다.
표 9 에, 수지 기재, 접착층 및 보호층의 재료 및 두께를 나타낸다.
(측정 및 평가)
표 10 에, 수지 기재 A-1/B-1/A-1/접착층 D-1/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체에 대해, 수지 기재 표면의 연필 경도, 수지 기재의 표면 조도, 보호층의 표면 조도 및 수증기 배리어성을 나타낸다.
<시험예 31>
(하드 코트층 C-1/수지 기재 A-1/하드 코트층 C-1 의 제조)
시험예 31 에서는, 수지 기재 A-1 의 양 표면에 하드 코트층 C-1 을 적층한다.
수지 기재 A-1 의 재료는, 시험예 29 의 수지 조성물 a-1 을 사용한다.
하드 코트층 C-1 의 재료는, 자외선 경화성 수지 조성물 A (미츠비시 케미컬사 제조, 상품명 「자광 UV1700B」) 100 질량부에 대하여, 광 중합 개시제 A (BASF 사 제조, 상품명 「Omnirad184」) 의 4 질량부 및 레벨링제 A (쿄에이샤 화학사 제조, 상품명 「폴리플로 No.75」) 의 0.5 질량부를 혼합하고, 이들 혼합물 고형분이 40 질량% 가 되도록 PGM (프로필렌글리콜모노메틸에테르) 로 용해 희석시킨 자외선 경화성 수지 조성물 c-1 을 사용한다.
수지 기재 A-1 의 양 표면에, 자외선 경화성 수지 조성물 c-1 을 바 코터로 도포하고, 90 ℃ 에서 1 분간 건조 후, 적산 광량 500 mJ/㎠ 로 양 표면을 노광하고, 두께 10 ㎛ 의 하드 코트층 C-1 을 형성하여, 하드 코트층 C-1/수지 기재 A-1/하드 코트층 C-1 을 얻는다.
(보호층 E-1 의 제조)
하드 코트층 C-1/수지 기재 A-1/하드 코트층 C-1 을 200 ㎜ × 300 ㎜ 의 직사각형상으로 잘라내고, 실시예 1 과 동일하게 하여, 일방의 하드 코트층 C-1 상에 접착층 D-1 을 개재하여 보호층 E-1 을 제조하여, 하드 코트층 C-1/수지 기재 A-1/하드 코트층 C-1/접착층 D-1/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체를 얻는다.
표 9 에, 수지 기재, 하드 코트층, 접착층 및 보호층의 재료 및 두께를 나타낸다.
(측정 및 평가)
표 10 에, 하드 코트층 C-1/수지 기재 A-1/하드 코트층 C-1/접착층 D-1/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체에 대해, 수지 기재 표면의 연필 경도, 수지 기재의 표면 조도, 보호층의 표면 조도 및 수증기 배리어성을 나타낸다.
<시험예 32>
(하드 코트층 C-2/수지 기재 A-1/B-1/A-1/하드 코트층 C-2 의 제조)
시험예 32 에서는, 수지 기재 A-1 과 수지 기재 B-1 을 A-1/B-1/A-1 의 순서로 적층하고, 그 양 표면에 하드 코트층 C-2 를 적층한다.
수지 기재 A-1/B-1/A-1 은, 시험예 30 과 동일한 것을 사용한다.
하드 코트층 C-2 의 재료는, 자외선 경화성 수지 조성물 A (미츠비시 케미컬사 제조, 상품명 「자광 UV1700B」) 와 반응성 관능기 함유 실리카 분산액 (닛산 화학사 제조, 상품명 「오르가노 실리카 졸 PGM-AC-2140Y」) 을, 경화성 수지 : 실리카 = 50 : 50 의 질량비가 되도록 혼합하고, 이들 혼합물 고형분 100 질량부에 대하여, 광 중합 개시제 A (BASF 사 제조, 상품명 「Omnirad184」) 의 4 질량부 및 레벨링제 A (쿄에이샤 화학사 제조 「폴리플로 No.75」) 의 0.5 질량부를 혼합하고, 이들 혼합물 고형분이 40 질량% 가 되도록 PGM (프로필렌글리콜모노메틸에테르) 로 용해 희석시킨 자외선 경화성 수지 조성물 c-2 를 사용한다.
수지 기재 A-1/B-1/A-1 의 양 표면에, 자외선 경화성 수지 조성물 c-2 를 바 코터로 도포하고, 90 ℃ 에서 1 분간 건조 후, 적산 광량 500 mJ/㎠ 로 양 표면을 노광하고, 두께 15 ㎛ 의 하드 코트층 C-2 를 형성하여, 하드 코트층 C-2/수지 기재 A-1/B-1/A-1/하드 코트층 C-2 를 얻는다.
(보호층 E-1 의 제조)
하드 코트층 C-2/수지 기재 A-1/B-1/A-1/하드 코트층 C-2 를 200 ㎜ × 300 ㎜ 의 직사각형상으로 잘라내고, 시험예 29 와 동일하게 하여, 일방의 하드 코트층 C-2 상에 접착층 D-1 을 개재하여 보호층 E-1 을 제조하여, 하드 코트층 C-2/수지 기재 A-1/B-1/A-1/하드 코트층 C-2/접착층 D-1/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체를 얻는다.
표 9 에, 수지 기재, 하드 코트층, 접착층 및 보호층의 재료 및 두께를 나타낸다.
(측정 및 평가)
표 10 에, 하드 코트층 C-2/수지 기재 A-1/B-1/A-1/하드 코트층 C-2/접착층 D-1/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체에 대해, 수지 기재 표면의 연필 경도, 수지 기재의 표면 조도, 보호층의 표면 조도 및 수증기 배리어성을 나타낸다.
<시험예 33>
(수지 기재 A-2 의 제조)
두께 1.5 ㎜ 의 아크릴계 수지제 플레이트 (미츠비시 화학사 제조, 상품명 「아크릴라이트 L」) 를 수지 기재 A-2 로서 사용한다.
(보호층 E-1 의 제조)
수지 기재 A-2 를 200 ㎜ × 300 ㎜ 의 직사각형상으로 잘라내고, 시험예 29 와 동일하게 하여, 수지 기재 A-2 의 일방의 표면에, 접착층 D-1 을 개재하여 보호층 E-1 을 제조하여, 수지 기재 A-2/접착층 D-1/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체를 얻는다.
표 9 에, 수지 기재, 접착층 및 보호층의 재료 및 두께를 나타낸다.
(측정 및 평가)
표 10 에, 수지 기재 A-2/접착층 D-1/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체에 대해, 수지 기재 표면의 연필 경도, 수지 기재의 표면 조도, 보호층의 표면 조도 및 수증기 배리어성을 나타낸다.
<시험예 34>
(수지 기재 A-2 의 제조)
두께 1.5 ㎜ 의 아크릴계 수지제 플레이트 (미츠비시 화학사 제조, 상품명 「아크릴라이트 L」) 를 수지 기재 A-2 로서 사용한다.
(보호층 E-1 의 제조)
수지 기재 A-2 를 200 ㎜ × 300 ㎜ 의 직사각형상으로 잘라내고, 이하의 조작에 의해, 수지 기재 A-2 의 일방의 표면에, 보호층 E-1 을 제조하여, 수지 기재 A-2/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체를 얻는다.
수지 기재 A-2 의 일방의 표면에, 반응성 스퍼터법에 의해, 규소질소 산화물로 형성된 두께 100 ㎚ 의 보호층 E-1 을 제조한다. 반응성 스퍼터법은, 규소를 타깃으로서 사용하여, 1.0 × 10-1 Pa 의 진공하에서, 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스를 공급하면서 실시한다. 또한, 이 때의 전체 가스 유량은, 70 sccm 으로 한다.
표 9 에, 수지 기재 및 보호층의 재료 및 두께를 나타낸다.
(측정 및 평가)
표 10 에, 수지 기재 A-2/보호층 E-1 로 이루어지는 적층체에 대해, 수지 기재 표면의 연필 경도, 수지 기재의 표면 조도, 보호층의 표면 조도 및 수증기 배리어성을 나타낸다.
<측정 및 평가 방법>
시험예 29 ∼ 34 에서 얻어진 적층체의 각종 물성값의 측정 방법 및 평가 방법을 설명한다.
(수지 기재 표면의 연필 경도)
시험예 29 ∼ 34 에서 얻어진 수지 기재의, 보호층과 대향하는 측과는 반대측의 표면의 연필 경도를, JIS K 5600-5-4 : 1999 에 준거하여 측정한다. 시험시의 부하 하중은 750 gf 로 한다.
(표면 조도 Sa)
시험예 29 ∼ 34 에서 사용한 수지 기재의 표면 조도 Sa 및 보호층의 홀로그램층과 접하는 측의 표면 조도 Sa (보호층의 표면 조도 Sa) 를, 버트스캔 (VertScan) 을 사용하여 측정한다.
장치 : VertScan (료카 시스템사 제조)
관찰 조건
대물 렌즈 : 5 배
파장 필터 : 530 white
측정 모드 : wave
시야 사이즈 : 640 × 480 픽셀
스캔 레인지 : 7 ㎛ (스타트)
-7 ㎛ (스톱)
램프 개구 조리개 : 50 %
콘트라스트 : 62 %
브라이트니스 : 0 %
해석 조건
보간 (補間) : 완전
면보정 : 4 차식 근사
(수증기 배리어성)
시험예 29 ∼ 34 의 적층체에 있어서의 수증기 배리어성을, 수증기 투과율 측정 장치 (DELTAPERM, Tech nolox 사 제조) 를 사용하여 측정한다.
적층체의 보호층측이 검출기측 (수지 기재측이 수증기 노출측) 이 되는 방향으로 세트하고, 온도 40 ℃, 상대습도 90 %RH 의 조건으로 측정한다.
Figure pct00009
Figure pct00010
<결과의 설명>
시험예 29 ∼ 33 의 적층체는, 보호층의 표면 조도 Sa 가 5.5 ㎚ 미만이고, 수증기 배리어성이 양호하다. 그 중에서도, 시험예 29 및 시험예 33 을 비교하면, 시험예 29 의 적층체는 수지 기재로서 매트릭스 중에 경질성의 분산상을 갖는 경질 수지 (a) 를 포함하는 수지층 (A) 를 사용하고 있기 때문에, 수지 기재의 표면 조도 Sa 가 보다 작고, 보호층의 표면 조도 Sa 도 보다 작아짐으로써, 수증기 배리어성이 더욱 양호해진다.
또, 시험예 29 ∼ 32 의 적층체는, 시험예 33 의 적층체에 비해, 수지 기재 표면의 연필 경도가 높으므로, 내찰상성도 우수하다.
<제조예 5>
시험예 29 의 적층체를 사용하여, 제조예 1 과 동일한 방법으로 도광판 제조 공정을 실시함으로써, 제조예 5 의 화상 표시용 도광판 (8) 이 제조된다.
<<제 6 실시형태의 시험예 및 제조예>>
이하, 제 6 실시형태의 시험예 및 제조예에 대해 설명한다.
<시험예 35>
수지 기재, 하드 코트층 및 배리어층의 재료는 상기 시험예 1 과 동일하다.
앵커 코트층의 재료로는, 아크릴계 수지 (타이세이 파인 케미컬 주식회사 제조 「아크리트 6BF-400」) 를 사용한다.
상기 시험예 1 과 동일한 방법으로 기재 준비 공정을 실시한 후, 이하에 설명하는 배리어층 형성 공정을 실시하여, 적층체를 제조한다.
[배리어층 형성 공정]
배리어층 형성 공정에서는, 하드 코트층의 표면에 앵커 코트층을 개재하여 배리어층을 형성한다.
하드 코트층의 표면에 앵커 코트층의 재료인 아크릴계 수지를 바 코터로 도포하고, 60 ℃ 에서 1 분간 건조시켜, 두께 100 ㎚ 의 앵커 코트층을 형성한다.
타깃으로서 규소 (주식회사 고순도 화학 연구소 제조) 를 사용한 반응성 스퍼터법에 의해, 1.0 × 10-1 Pa 의 진공하에서, 산소 가스, 질소 가스, 아르곤 가스를 공급하면서 두께 100 ㎚ 의 규소질소 산화물의 성막을 실시한다. 전체 가스 유량은 70 sccm 으로 한다.
<시험예 36>
시험예 36 에서는, 배리어층을 형성할 때의 전체 가스 유량을 105 sccm 으로 하는 것 이외에는 시험예 35 와 동일한 방법으로, 적층체를 제조한다.
<시험예 37>
시험예 37 에서는, 앵커 코트층의 재료를 우레탄계 수지 (토요보사 제조 「바일론 UR-1350」) 로 하는 것 이외에는 시험예 35 와 동일한 방법으로, 적층체를 제조한다.
<시험예 38>
시험예 38 에서는, 배리어층을 형성할 때의 전체 가스 유량을 105 sccm 으로 하는 것 이외에는 시험예 37 과 동일한 방법으로, 적층체를 제조한다.
<시험예 39>
시험예 39 에서는, 앵커 코트층의 건조 온도를 40 ℃ 로 하는 것 이외에는 시험예 37 과 동일한 방법으로, 적층체를 제조한다.
<시험예 40>
시험예 40 에서는, 앵커 코트층의 재료를 폴리에스테르계 수지 (토요보사 제조 「바일론 63SS」) 로 하는 것 이외에는 시험예 35 와 동일한 방법으로, 적층체를 제조한다.
<시험예 41>
시험예 41 에서는, 배리어층을 형성할 때의 전체 가스 유량을 105 sccm 으로 하는 것 이외에는 시험예 40 과 동일한 방법으로, 적층체를 제조한다.
<시험예 42>
시험예 42 에서는, 앵커 코트층의 건조 온도를 40 ℃ 로 하는 것 이외에는 시험예 40 과 동일한 방법으로, 적층체를 제조한다.
<시험예 43>
시험예 43 에서는, 앵커 코트층의 건조 온도를 40 ℃ 로 하는 것 이외에는 시험예 35 와 동일한 방법으로, 적층체를 제조한다.
표 11 및 표 12 에, 시험예 35 ∼ 43 의 수지 기재의 재료 및 판두께, 하드 코트층의 재료, 앵커 코트층의 재료, 막두께 및 건조 온도, 그리고 배리어층의 재료, 막두께, 성막시의 전체 가스 유량 및 배치를 나타낸다.
<측정 및 평가 방법>
시험예 35 ∼ 43 에서 얻어진 적층체의 각종 물성값의 측정 방법 및 평가 방법을 설명한다.
(표면 조도 Sa 의 측정)
시험예 35 ∼ 43 의 적층체를 측정 샘플로 하고, 버트스캔법을 사용하여 표면 조도 Sa 를 측정한다.
장치 : 백색 간섭계 (VertScan, 료카 시스템사 제조)
관찰 조건
대물 렌즈 : 5 배
파장 필터 : 530 white
측정 모드 : wave
시야 사이즈 : 640 × 480 픽셀
스캔 레인지 : 7 ㎛ (스타트)
-7 ㎛ (스톱)
램프 개구 조리개 : 50 %
콘트라스트 : 62 %
브라이트니스 : 0 %
해석 조건
보간 : 완전
면보정 : 4 차식 근사
표 12 의 「표면 조도 Sa」 란에, 시험예 35 ∼ 43 의 측정 결과를 나타낸다.
(경면 광택도의 측정)
시험예 35 ∼ 43 의 적층체를 측정 샘플로 하고, 글로스미터 (스가 시험기 주식회사 제조, 제품명 : GS-4K) 를 사용하여, 광원 입사 각도를 60 도, 수광기 수광 각도를 60 도로 하여 경면 광택도를 측정한다. 또한, 측정에 앞서, 광택 표준판인 흑색 평면 광학 연마 유리 No.2012-015-B 의 경면 광택도가 92.2 % 가 되도록 장치를 교정한다.
표 12 의 「경면 광택도」 란에, 시험예 35 ∼ 43 의 측정 결과를 나타낸다.
(투과 b* 값의 측정)
시험예 35 ∼ 43 의 적층체를 측정 샘플로 하고, 닛폰 전색 공업 주식회사 제조의 분광 색채계 「SD6000」 을 사용하여, 광원은 C, 시야각 2 도로, 투과 b* 값을 측정한다.
표 12 의 「투과 b* 값」 란에, 시험예 35 ∼ 43 의 측정 결과를 나타낸다.
Figure pct00011
Figure pct00012
<결과의 설명>
시험예 35 ∼ 42 의 적층체는, 경면 광택도가 120 % 이상이다. 이들 적층체는, 투과 b* 가 낮으므로, 황색미도 낮은 것을 알 수 있다.
한편, 시험예 43 의 적층체는, 앵커 코트층으로서 아크릴계 수지를 사용하고, 또한, 앵커 코트층의 건조 온도를 40 ℃ 로 함으로써, 경면 광택도가 100 % 가 된다. 시험예 43 의 적층체는, 투과 b* 가 높고, 황색미가 강한 것을 알 수 있다.
시험예 43 에서는, 앵커 코트층으로서 사용한 아크릴계 수지가, 40 ℃ 1 분간의 건조 조건으로는 충분히 경화되지 않고, 배리어층의 스퍼터 성막시에 앵커 코트층이 부형되면서 경화됨으로써, 막 내부에 성막 불균일이 발생하기 때문에, 경면 광택도가 저하된다고 생각된다.
<제조예 6 ∼ 14>
시험예 35 ∼ 43 의 적층체를 사용하여, 제조예 1 과 동일한 방법으로 도광판 제조 공정을 실시함으로써, 제조예 6 ∼ 14 의 화상 표시용 도광판 (8) 이 제조된다.
<표시 화상의 선명성 평가>
제조예 6 ∼ 14 의 화상 표시용 도광판은, 화상 표시 장치에 장착된다. 화상 표시 장치에는, 표시를 실시하는 화상광을 화상 표시용 도광판 (8) 의 입사부에 입사하는 광학계, 구동 전원, 및 화상광을 얻기 위한 화상 정보 등을 공급하는 회로 시스템이 형성되어 있다.
평가에 사용하는 입력 화상으로는, 백색 화상과, 문자 표시 화상이 사용된다.
평가는, 백색 화상과, 문자 표시 화상의, 보이는 방법을 육안으로 판정함으로써 실시된다. 문자 화상으로는, 크기 10 ㎜ × 100 ㎜ 이내의 「ABCDE」 가 표시된다.
백색 화상에 있어서 무지개색이 보이지 않고, 문자 표시 화상에 있어서, 문자가 분명히 보이는 경우, 양호 (good, 표 2 에서는 「A」 로 기재) 로 판정한다.
백색 화상에 있어서 약간 무지개색이 보이지만, 문자 표시 화상에 있어서, 문자가 분명히 보이는 경우, 가능 (fair, 표 2 에서는 「B」 로 기재) 으로 판정한다.
백색 화상에 있어서 적어도 일부에 무지개색이 보이고, 또한 문자 표시 화상에 있어서, 문자의 윤곽이 희미하게 보이는 경우, 불가 (no good, 표 2 에서는 「C」 로 기재) 로 판정한다.
표 13 의 「선명성」 란에, 제조예 6 ∼ 14 의 선명성 평가 결과를 나타낸다.
Figure pct00013
<결과의 설명>
표 13 에 나타내는 바와 같이, 제조예 6 ∼ 13 의 화상 표시용 도광판은, 적층체의 경면 광택도가 120 % 이상임으로써, 선명성이 「양호」 또는 「가능」 으로 판정될 수 있다.
한편, 제조예 14 의 화상 표시용 도광판은, 적층체의 경면 광택도가 100 % 로 낮기 때문에, 선명성이 「불가」 로 판정될 수 있다.
본 발명의 화상 표시용 도광판은, 예를 들어, VR 애플리케이션 및 AR 애플리케이션의 표시 장치 용도에 유용하고, 예를 들어, 헤드업 디스플레이, 웨어러블 디스플레이, 헤드 마운트 디스플레이 등의 표시 장치 용도에 유용하다.
1 : 제 1 수지 기재
2 : 제 1 앵커 코트층
3 : 제 1 배리어층 (제 1 보호층)
4 : 홀로그램층
5 : 제 2 배리어층 (제 2 보호층)
6 : 제 2 앵커 코트층
7 : 제 2 수지 기재
8 : 화상 표시용 도광판
11 : 제 1 적층체
12 : 제 2 적층체

Claims (8)

  1. 수지 기재, 앵커 코트층 및 배리어층을 이 순서로 구비하는 적층체와, 홀로그램층을 갖고, 상기 배리어층이, 규소 산질화물을 주성분으로 하고, X 선 광전 분자광법 (XPS) 에 의해 구해지는 상기 배리어층 중의 질소 원소 조성이 0 atm% 초과 25 atm% 이하인, 화상 표시용 도광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 기재가, 폴리(메트)아크릴계 수지, 에폭시 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지 및 폴리카보네이트계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 수지를 포함하는, 화상 표시용 도광판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 앵커 코트층이, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 수지를 포함하는, 화상 표시용 도광판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층체가, 상기 수지 기재의 양 표면에 하드 코트층을 갖는, 화상 표시용 도광판.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층체의 전광선 투과율이 90 % 이상인, 화상 표시용 도광판.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층체의 헤이즈가 0.1 % 미만인, 화상 표시용 도광판.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    분광 색채계에 의해 측정되는 상기 적층체의 b* 가 0.5 미만인, 화상 표시용 도광판.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층체의 수증기 투과율이 0.01 g/㎡/day 미만인, 화상 표시용 도광판.
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