KR20130105510A

KR20130105510A - 광학 필름, 편광판, 액정 패널 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20130105510A
Application number: KR1020130027245A
Authority: KR
Inventors: 쇼이치로 오구미; 준야 에구치; 겐 후루이; 세이카 미나코시; 유키미츠 이와타
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-09-25
Also published as: JP2013195447A; US20130242397A1; TWI534460B; TW201350899A; US9297934B2; KR101660435B1; CN103308959B; JP6078938B2; CN103308959A

Abstract

간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있고, 백탁감을 저감시키고, 또한 제조 비용의 저감을 도모할 수 있는 광학 필름, 편광판, 액정 패널 및 화상 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 광투과성 기재(11)와, 광투과성 기재(11) 상에 설치된 기능층(12)을 구비하는 광학 필름(10)이며, 기능층(12)이 광학 필름(10)의 표면을 이루는 요철면(12A)을 갖고, 광학 필름(10)의 필름면의 법선 방향(N)을 따른 단면에 있어서의 필름면에 대한 요철면(12A)의 경사 각도를 표면 각도라고 할 때, 요철면(12A)에 있어서 표면 각도가 0.05°이상인 영역의 비율이 50% 이상이고, 또한 요철면(12A)에 있어서의 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하인 것을 특징으로 하는 광학 필름(10)이 제공된다.

Description

광학 필름, 편광판, 액정 패널 및 화상 표시 장치{OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE, LIQUID-CRYSTAL PANEL AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 광학 필름, 편광판, 액정 패널 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD), 음극선관 표시 장치(CRT), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로루미네센스 디스플레이(ELD), 필드에미션 디스플레이(FED) 등의 화상 표시 장치에 있어서의 화상 표시면에는, 통상, 외광의 반사 글레어를 억제하기 위한 반사 방지 필름이나 방현 필름이 설치되어 있다.

반사 방지 필름은 주로 광투과성 기재와, 광투과성 기재 상에 설치된 하드 코트층과, 하드 코트층 상에 설치된 저굴절률층을 구비하고 있다. 반사 방지 필름은 저굴절률층의 표면에서 반사하는 광과, 저굴절률층과 하드 코트층의 계면에서 반사하는 광을 서로 없앰으로써, 반사광 자체를 저감시키는 것이다.

그러나, 이러한 반사 방지 필름에 있어서는, 광투과성 기재와 하드 코트층의 굴절률차에 기인하여 광투과성 기재와 하드 코트층의 계면에서 반사하는 광과, 저굴절률층과 하드 코트층의 계면에서 반사하는 광이 간섭하고, 간섭 줄무늬라고 불리는 무지개 빛 형상의 얼룩 모양이 발생해 버린다는 문제가 있다.

이러한 문제에 대하여 하드 코트층을 광투과성 기재 상에 형성할 때에, 광투과성 기재의 상부에 하드 코트층용 조성물의 성분을 침투시켜, 광투과성 기재에 있어서의 하드 코트층과의 계면 부근에, 광투과성 기재의 성분과 하드 코트층의 성분이 혼재한 혼재 영역을 형성하고, 혼재 영역에 의해 광투과성 기재와 하드 코트층의 굴절률차를 완화하여, 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있는 기술이 개발되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2003-131007호 공보 참조).

그러나, 반사 방지 필름에 있어서는, 하드 코트층의 표면은 평탄하게 되어 있으므로, 간섭 줄무늬의 발생을 방지하기 위해서는 충분한 두께의 혼재 영역을 형성할 필요가 있다. 또한, 충분한 두께의 혼재 영역을 형성한 경우에는, 혼재 영역은 비교적 유연하기 때문에, 혼재 영역 상의 하드 코트층을 두껍게 하지 않으면, 반사 방지 필름에 있어서 원하는 경도를 얻지 못할 우려가 있다. 따라서, 광투과성 기재 상에 하드 코트층용 조성물을 두껍게 도포할 필요가 있고, 제조 비용이 높아진다는 문제가 있다.

한편, 방현 필름은 광투과성 기재와, 광투과성 기재 상에 설치된 표면에 요철을 갖는 방현성 하드 코트층을 구비하고 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2011-81118호 공보 참조). 방현 필름에 의하면, 방현성 하드 코트층의 표면의 요철에 의해 외광을 확산 반사시킬 수 있다.

방현 필름에 있어서는, 방현성 하드 코트층의 표면의 요철에 의해, 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있기 때문에, 혼재 영역의 두께나 방현성 하드 코트층의 두께를 반사 방지 필름의 혼재 영역이나 하드 코트층보다 얇게 할 수 있다.

현재, 반사 방지 필름과 같은 표면 광택감을 갖는 광학 필름의 요구가 높아지고 있다. 그러나, 반사 방지 필름에 있어서는 상기한 바와 같이 제조 비용이 높다는 문제가 있다. 또한, 방현 필름에 있어서는 방현성이 얻어지는 정도의 요철을 표면에 형성하고 있으므로, 백탁감이 있고, 이 때문에 표면 광택감이 얻어지지 않고, 반사 방지 필름의 대체품이 되지 못한다는 것이 현 상황이다.

일본 특허 공개 제2003-131007호 공보 일본 특허 공개 제2011-81118호 공보

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이다. 즉, 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있고, 백탁감을 저감할 수 있고, 또한 제조 비용을 저감할 수 있는 광학 필름, 편광판, 액정 패널 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태에 의하면, 광투과성 기재와, 상기 광투과성 기재 상에 설치된 기능층을 구비하는 광학 필름이며, 상기 기능층이 상기 광학 필름의 표면을 이루는 요철면을 갖고, 상기 광학 필름의 필름면의 법선 방향을 따른 단면에 있어서의 상기 필름면에 대한 상기 요철면의 경사 각도를 표면 각도라고 할 때, 상기 요철면에 있어서 상기 표면 각도가 0.05°이상인 영역의 비율이 50% 이상인 것을 특징으로 하는 광학 필름이 제공된다.

본 발명의 다른 형태에 의하면, 상기 광학 필름과, 상기 광학 필름의 상기 광투과성 기재에 있어서의 상기 기능층이 형성되어 있는 면과는 반대측의 면에 형성된 편광 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판이 제공된다.

본 발명의 다른 형태에 의하면, 상기 광학 필름 또는 상기 편광판을 구비하는 액정 표시 패널이 제공된다.

본 발명의 다른 형태에 의하면, 상기 광학 필름 또는 상기 편광판을 구비하는 화상 표시 장치가 제공된다.

본 발명의 일 형태의 광학 필름 및 다른 형태의 편광판, 액정 패널 및 화상 표시 장치에 의하면, 기능층의 요철면에 있어서는, 표면 각도 0.05°이상의 영역의 비율이 50% 이상이고, 또한 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하이므로, 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있고, 백탁감을 저감할 수 있고, 또한 제조 비용을 저감할 수 있다.

도 1은 제 1 실시 형태에 따른 광학 필름의 개략 구성도이다.
도 2는 요철면의 표면 각도가 0.05°일 경우에 있어서, 적색 광명선이 어느 정도의 피치로 발생할 지를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제 1 실시 형태에 따른 편광판의 개략 구성도이다.
도 4는 제 1 실시 형태에 따른 액정 패널의 개략 구성도이다.
도 5는 제 1 실시 형태에 따른 화상 표시 장치의 일례인 액정 디스플레이의 개략 구성도이다.
도 6은 제 2 실시 형태에 따른 광학 필름의 개략 구성도이다.

(제 1 실시 형태)

이하, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 광학 필름에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 광학 필름의 개략 구성도이며, 도 2는 요철면의 표면 각도가 0.05°일 경우에 있어서, 적색 광명선이 어느 정도의 피치로 발생할지를 설명하기 위한 도면이다.

《광학 필름》

도 1에 도시된 바와 같이, 광학 필름(10)은 적어도, 광투과성 기재(11)와, 광투과성 기재(11) 상에 설치된 기능층(12)을 구비하고 있다. 광투과성 기재(11)에 있어서의 기능층(12)의 계면 부근에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 광투과성 기재(1)와 기능층(12)의 후술하는 결합제 수지 성분이 혼재한 혼재 영역(11A)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「시트」, 「필름」, 「판」 등의 용어는, 호칭의 차이에만 기초하여, 서로 구별되는 것이 아니다. 따라서, 예를 들어 「시트」는 필름이나 판이라고도 불릴 수 있는 부재도 포함하는 개념이다. 하나의 구체예로서, 「광학 필름」에는, 「광학 시트」나 「광학판」 등 이라고 불리는 부재도 포함된다.

<광투과성 기재>

광투과성 기재(11)로서는, 광투과성을 갖으면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 셀룰로오스 아실레이트 기재, 시클로올레핀 중합체 기재, 폴리카보네이트 기재, 아크릴레이트계 중합체 기재, 폴리에스테르 기재 또는 유리 기재를 들 수 있다.

셀룰로오스 아실레이트 기재로서는, 예를 들어, 셀룰로오스 트리아세테이트 기재, 셀룰로오스 디아세테이트 기재를 들 수 있다. 시클로올레핀 중합체 기재로서는, 예를 들어, 노르보르넨계 단량체 및 단환 시클로올레핀 단량체 등의 중합체로 이루어지는 기재를 들 수 있다.

폴리카보네이트 기재로서는, 예를 들어, 비스페놀류(비스페놀 A 등)를 베이스로 하는 방향족 폴리카보네이트 기재, 디에틸렌글리콜 비스아릴카보네이트 등의 지방족 폴리카보네이트 기재 등을 들 수 있다.

아크릴레이트계 중합체 기재로서는, 예를 들어 폴리(메트)아크릴산 메틸 기재, 폴리(메트)아크릴산 에틸 기재, (메트)아크릴산 메틸-(메트)아크릴산 부틸 공중합체 기재 등을 들 수 있다.

폴리에스테르 기재로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 중 적어도 1종을 구성 성분으로 하는 기재 등을 들 수 있다.

유리 기재로서는, 예를 들어, 소다석회 실리카 유리, 붕규산염 유리, 무알칼리 유리 등의 유리 기재를 들 수 있다.

이들 중에서도, 광투과성이 우수하다는 점에서 셀룰로오스 아실레이트 기재가 바람직하고, 또한 셀룰로오스 아실레이트 기재 중에서도 트리아세틸셀룰로오스 기재(TAC 기재)가 바람직하다. 트리아세틸셀룰로오스 기재는, 가시광 영역 380 내지 780㎚에 있어서, 평균 광투과율을 50% 이상으로 하는 것이 가능한 광투과성 기재이다. 트리아세틸셀룰로오스 기재의 평균 광투과율은 70% 이상, 85% 이상인 것이 더 바람직하다.

또한, 트리아세틸셀룰로오스 기재로서는, 순수한 트리아세틸셀룰로오스 이외에, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트와 같이 셀룰로오스와 에스테르를 형성하는 지방산으로서 아세트산 이외의 성분도 병용한 것이어도 된다. 또한, 이들 트리아세틸셀룰로오스에는, 필요에 따라, 디아세틸셀룰로오스 등의 다른 셀룰로오스 저급 지방산 에스테르, 또는 가소제, 자외선 흡수제, 이활제(易滑劑) 등의 각종 첨가제가 첨가되어 있어도 된다.

광투과성 기재(11)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 통상, 20 내지 1000㎛ 정도이고, 내구성이나 핸들링성 등을 고려하면, 25 내지 80㎛이 보다 바람직하다.

<혼재 영역>

혼재 영역(11A)의 두께는 0.01㎛ 이상 1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서는, 기능층(12)의 후술하는 요철면(12A)에 의해 충분히 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있으므로, 혼재 영역(11A)의 두께가 이렇게 얇은 경우에도, 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있다. 또한, 종래의 반사 방지 필름에서 형성되는 혼재 영역의 두께는 3㎛ 이상이므로, 혼재 영역(11A)의 두께는 종래의 반사 방지 필름으로 형성되는 혼재 영역에 비하여 충분히 얇다고 말할 수 있다. 또한, 혼재 영역(11A)을 형성함으로써, 광투과성 기재(11)와 기능층(12)의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 기능층(12)의 요철면(12A)에 의해 충분히 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있으므로, 광학 필름(10)에 이러한 혼재 영역(11A)을 형성하지 않아도 된다. 이렇게 혼재 영역을 형성하지 않는 경우에도, 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있으므로, 예를 들어, 시클로올레핀 기재나 폴리에스테르 기재 등의 혼재 영역의 형성이 곤란한 기재이어도, 광투과성 기재로서 사용할 수 있다.

<기능층>

기능층은, 광학 필름에 있어서, 어떠한 기능을 발휘하는 것이 의도된 층이며, 구체적으로는, 예를 들어, 하드 코트성, 반사 방지성, 대전 방지성 또는 방오성 등의 기능을 발휘하는 층을 들 수 있다. 기능층은, 단층 뿐만 아니라, 2층 이상 적층된 것이어도 된다. 본 실시 형태의 기능층(12)은 하드 코트층으로서 기능하는 것이다. 여기서, 「하드 코트층」은, 광학 필름의 내찰상성을 향상시키기 위한 층이며, 구체적으로는, JIS K5600-5-4(1999)로 규정되는 연필 경도 시험(4.9N 하중)에서 「H」 이상의 경도를 갖는 것이다. 본 실시 형태의 기능층(12)은 단층이며, 또한 하드 코트층으로서 기능하는 것인데, 예를 들어, 기능층은 하드 코트층과, 하드 코트층과 광투과성 기재의 사이에 설치된 다른 기능층으로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 광학 필름의 표면(기능층의 요철면)은 하드 코트층의 표면이 된다. 또한, 기능층은 표면에 요철을 갖는 제 1 하드 코트층과, 제 1 하드 코트층 상에 설치되고 또한 제 1 하드 코트층의 표면의 요철을 조정하기 위한 제 2 하드 코트층으로 구성되어 있어도 되고, 또한 제 2 실시 형태에서 나타낸 바와 같이 표면에 요철을 갖는 하드 코트층과, 하드 코트층 상에 설치되고 또한 하드 코트층보다 굴절률이 낮은 저굴절률을 갖는 저굴절률층으로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 광학 필름의 표면(기능층의 요철면)은 제 2 하드 코트층 또는 저굴절률층의 표면이 된다.

기능층(12)은 광학 필름(10)의 표면을 이루는 요철면(12A)을 갖고 있다. 구체적으로는, 광학 필름(10)의 필름면의 법선 방향(N)을 따른 단면에 있어서의 필름면에 대한 요철면의 경사 각도를 표면 각도라고 할 때, 요철면(12A)에 있어서 표면 각도가 0.05°이상인 영역이 50% 이상 존재한다. 여기서, 「필름면」은, 대상이 되는 광학 필름을 전체적 또한 대국적으로 본 경우에 있어서의 그 평면 방향과 일치하는 면을 말하는 것으로 한다. 또한, 「표면 각도」는 절대값이다.

표면 각도가 0.05°이상인 영역의 비율의 하한은 55% 이상인 것이 바람직하고, 60% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 표면 각도가 0.05° 이상인 영역의 비율의 상한은 95% 이하인 것이 바람직하고, 90% 이하인 것이 보다 바람직하다.

표면 각도가 0.05°이상의 영역의 비율로 요철면을 규정한 것은 표면 각도가 0.05°이상의 영역이면, 이하의 이유로 인간의 눈에는 간섭 줄무늬가 관찰되지 않는, 즉 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있기 때문이다. 단, 본 발명은 이하의 이론에 구속되는 것이 아니다.

도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들어 광투과성 기재(100) 상에 형성된 하드 코트층(101)의 표면에 있어서의 표면 각도가 0.05°인 영역(101A)에 있어서, 영역(101A)의 표면에서 반사되는 적색광(102, 103)과, 영역(101A)과 광투과성 기재(101)의 계면에서 반사되는 적색광(104, 105)이 서로 강화되도록 간섭하고, 적색광의 명선(R1, R2)(이하, 적색광의 명선을 「적색 명선」이라고 칭한다)이 발생했다고 가정하면, 인접하는 적색 명선(R1, R2)의 간격은 거리 A가 된다. 이하, 도 2에 도시되는, 거리 A를 저변으로 하고, 거리 B를 높이로 하는 삼각형으로부터, 거리 A를 구한다.

우선, 이 삼각형에 있어서는, 하기 식(1)이 성립된다.

…(1)

식(1) 중의 거리 B는 광학 거리가 아니라, 실제 거리이다.

또한, 적색광(104)과 적색광(105)의 광로차를 b로 하고, 하드 코트층(101)의 굴절률을 n으로 하면, 거리 B는 하기 식(2)으로 표현할 수 있다.

…(2)

여기서, 적색 명선(R1)과 적색 명선(R2)은 인접하고, 게다가 적색광(104)은 적색광(102)과, 적색광(105)은 적색광(103)과 서로 강화되도록 간섭하고 있으므로, 적색광의 일파장을 780㎚으로 하면, 광로차 b는 적색광의 일파장만큼, 즉 780㎚가 된다. 또한, 하드 코트층의 굴절률은 통상 1.5 정도이므로, 굴절률 n을 1.5로 하면, 거리 B는 식(2)로부터 260㎚이 된다.

그리고, 식(1)의 B에 260㎚을 대입해, 거리 A를 산출하면, 거리 A는 299㎛가 된다.

따라서, 표면 각도가 0.05°인 영역에서, 적색 명선이 발생했다고 하면, 299㎛의 피치로 적색 명선이 발생하는 것이 된다. 또한, 청색광이나 녹색광은 적색광보다도 파장이 짧으므로, 표면 각도가 0.05°인 영역에서는, 청색광이나 녹색광의 명선은 299㎛보다도 짧은 피치로 발생하는 것으로 생각된다.

한편, 명암이 직사각형으로 변화하는 경우에는, 시력 1의 인간의 눈의 분해능은 1분(分)이기 때문에, 명시 거리를 25㎝로 했을 경우, 인간은 약 70㎛ 피치의 명암 줄무늬를 검지할 수 있다. 그러나, 명암이 직사각형이 아니고, 그라데이션을 가지고 변화하는 경우에는, 인간이 검지할 수 있는 감도는 몇배에서 몇십배로 저하된다는 것이 알려져 있다. 간섭 줄무늬는 그라데이션을 가지고 변화하는 것이므로, 간섭 줄무늬(명선)의 피치가 300㎛이어도, 간섭 줄무늬는 인간의 눈에는 인식할 수 없는 것으로 생각된다. 따라서, 인간의 눈에는 피치가 가장 긴 적색광의 명선을 인식할 수 없으므로, 청색광이나 녹색광의 간섭 줄무늬도 인식할 수 없다. 그 결과, 0.05°이상의 표면 각도는 간섭 줄무늬를 인간의 눈에 인식시키지 않는 각도라고 말할 수 있다.

표면 각도는 기능층의 요철면의 표면 형상을 측정함으로써 얻어진다. 표면 형상을 측정하는 장치로서는, 접촉식 표면 조도계나 비접촉식의 표면 조도계(예를 들어, 간섭 현미경, 공초점 현미경, 원자간력 현미경 등)를 들 수 있다. 이들 중에서도, 측정의 간편성이라는 점에서 간섭 현미경이 바람직하다. 이러한 간섭 현미경으로서는, Zygo사제의 「New View」 시리즈 등을 들 수 있다.

간섭 현미경을 사용하여 표면 각도가 0.05°이상이 되는 영역의 비율을 산출하기 위해서는, 예를 들어 요철면의 전체면에 걸친 각 점의 기울기 Δi를 구하고, 기울기 Δi를 하기 식(3)에 의해 표면 각도 θ_i로 환산해, 거기에서, 표면 각도 θ_i의 절대값이 0.05°이상이 되는 영역의 비율을 산출한다. 또한, 기울기 Δi는, 하기 식(5)으로 산출되는 국부 기울기 dZ_i/dX_i와 동일한 것이므로, 하기 식(5)으로부터 구할 수 있다.

…(3)

요철면의 표면 형상의 측정에 있어서는, 인간의 눈의 분해능 이하의 범위에서의 요철의 형성이 필요하다는 점에서, 300㎛의 컷오프값에 의한 고역 필터로 굴곡 성분을 제외한 요철 형상으로부터 표면 각도를 산출하는 것이 바람직하다.

표면 각도를 구할 때는, 샘플링 간격의 영향을 크게 받는다는 것이 알려져 있다. 본 발명에 있어서는, 샘플링 간격은 1㎛ 이상 4㎛ 이하인 것이 바람직하다. 샘플링 간격이 너무 작으면, 노이즈 상의 요철의 고주파 성분을 습득해버려, 표면 각도가 과잉되게 크게 어림잡아질 우려가 있기 때문이며, 샘플링 간격이 너무 크면, 표면 각도를 정확하게 어림잡을 수 없게 될 우려가 있기 때문이다. 측정 면적은 넓은 편이 바람직하고, 적어도 500㎛×500㎛ 이상, 보다 바람직하게는 2㎜×2㎜ 이상의 영역으로 측정되는 것이 좋다.

또한, 기능층(12)의 요철면(12A)에 있어서는, 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하로 되어 있다. 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq는, JIS-BO601:2001에 있어서, 국부 기울기 dZ_i/dX_i의 제곱 평균 제곱근으로서 정의되어 있고, 하기 식(4)으로 표현된다.

식 중, n은 전 측정점이며, dZ_i/dX_i는 i번째의 국부 기울기이다. 측정면의 각 점에 있어서의 국부 기울기는, 예를 들어 하기 식(5)에 의해 구해진다.

식 중, 측정면의 한 방향을 X 방향으로 했을 때, X_i는 i번째의 X 방향의 위치이며, Z_i는 i번째의 높이이며, ΔX는 샘플링 간격이다.

RΔq의 하한은, 0.0005 이상인 것이 바람직하고, 0.001 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, RΔq의 상한은 0.0025 이하인 것이 바람직하고, 0.002 이하인 것이 보다 바람직하다.

요철면(12A)을 RΔq로 규정하는 이유는 RΔq를 사용함으로써 광학 필름(10)의 백탁감을 평가할 수 있기 때문이다. 즉, RΔq는 미소 영역에서의 기울기의 평균값이라는 점에서, 표면을 구성하는 성분에 급격한 기울기가 포함되면, 표면 산란이 커지기 때문에, 백탁감이 증대하고, 표면 광택감이 상실된다. 또한, RΔq와 유사한 요철면의 표면 형상을 나타내는 파라미터로서 평균 경사각 θa가 있는데, RΔq는 미소 영역의 기울기를 제곱 평균하고 있으므로, 보다 큰 각도 성분이 강조된다. 따라서, RΔq는 백탁감에 대하여 θa보다 감도가 높다고 말할 수 있다.

제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq는, 표면 각도와 동일하게, 요철면(12A)의 표면 형상을 측정함으로써 얻어진다. 표면 형상을 측정하는 장치로서는, 접촉식 표면 조도계나 비접촉식의 표면 조도계(예를 들어, 간섭 현미경, 공초점 현미경, 원자간력 현미경 등)를 들 수 있다. 이들 중에서도, 측정의 간편성이라는 점에서 간섭 현미경이 바람직하다. 이러한 간섭 현미경으로서는, Zygo사제의 「New View」 시리즈 등을 들 수 있다.

기능층(12)의 요철면(12A)에 있어서는, 요철면(12A)을 구성하는 요철의 평균 간격 Sm이 0.20㎜ 이상 0.60㎜ 이하인 것이 바람직하고, 0.22㎜ 이상 0.50㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 기능층(12)의 요철면(12A)에 있어서는, 요철면(12A)을 구성하는 요철의 평균 경사각 θa가 0.01°이상 0.1°이하인 것이 바람직하고, 0.04°이상 0.08°이하인 것이 보다 바람직하다.

기능층(12)의 요철면(12A)에 있어서는, 요철면(12A)을 구성하는 요철의 산술 평균 조도 Ra가 0.02㎛ 이상 0.10㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.04㎛ 이상 0.08㎛ 이하로 되어 있는 것이 보다 바람직하다. 기능층(12)의 요철면(12A)에 있어서는, 요철면(12A)을 구성하는 요철의 최대 높이 조도 Ry가 0.20㎛ 이상 0.60㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.25㎛ 이상 0.40㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 기능층(12)의 요철면(12A)에 있어서는, 요철면(12A)을 구성하는 요철의 10점 평균 조도 Rz가 0.15㎛ 이상 0.50㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.18㎛ 이상 0.30㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기 「Sm」,「Ra」,「Ry」 및 「Rz」의 정의는, JIS B0601-1994를 따르는 것으로 한다. 「θa」의 정의는, 표면 조도 측정기: SE-3400/(주) 고사까 겡뀨쇼제 취급 설명서(1995.07.20 개정)를 따르는 것으로 한다. 구체적으로는, θa는 하기 식(6)으로 표현된다.

…(6)

식 중, Δa는 기울기를 종횡 비율로 표현한 것이며, 각 요철의 극소부와 극대부의 차(각 볼록부의 높이에 상당)의 총합을 기준 길이로 나눈 값이다.

Sm, θa, Ra, Ry, Rz는, 예를 들어 표면 조도 측정기(형식 번호: SE-3400/(주) 고사까 겡뀨쇼제)를 사용하여, 하기의 측정 조건에 의해 측정을 행할 수 있다.

1) 표면 조도 검출부의 촉침((주) 고사까 겡뀨쇼제의 상품명 SE2555N(2μ표준))

·선단 곡률 반경 2㎛, 꼭지각 90도, 재질 다이아몬드

2) 표면 조도 측정기의 측정 조건

·표준 길이(조도 곡선의 컷오프값λc): 2.5㎜

·평가 길이(기준 길이(컷오프값λc)×5): 12.5㎜

·촉침의 송재 속도: 0.5㎜/s

·예비 길이: (컷오프값λc)×2

·종배율: 2000배

·횡배율: 10배

본 실시 형태와 같이 기능층(12)이 하드 코트층인 경우, 하드 코트층의 두께는 2.0㎛ 이상 7.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 하드 코트층의 두께가 이 범위 내이면, 원하는 경도를 얻을 수 있다. 또한, 하드 코트층의 박막화를 도모할 수 있는 한편, 하드 코트층의 깨짐이나 컬의 발생을 억제할 수 있다. 하드 코트층의 두께는, 단면 현미경 관찰에 의해 측정할 수 있다. 하드 코트층의 두께의 하한은 3㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 상한은 5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 기능층의 요철면에 있어서, 표면 각도 0.05°이상의 영역의 비율이 50% 이상(요건 1)이 되어 있고, 또한 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하(요건 2)가 되어 있으면, 광학 필름에 있어서, 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있고, 백탁감을 저감할 수 있고, 또한 제조 비용을 저감할 수 있다. 따라서, 기능층의 요철면이 상기 요건 1, 2를 만족하도록 재료를 적절히 선택하면, 기능층을 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 이하, 상기 요건 1, 2를 만족하는 요철면을, 「특이한 요철면」이라고 칭한다.

특이한 요철면(12A)을 갖는 기능층(12)은, 예를 들어, (1) 미립자 및 중합 후 결합제 수지가 되는 광중합성 화합물을 포함하는 기능층용 수지 조성물을 광투과성 기재에 도포하는 방법, (2) 기능층용 조성물을 광투과성 기재에 도포하고, 그 후 표면에 요철면의 반대 형상의 홈을 갖는 틀을 기능층용 조성물에 엠보싱하는 방법, 또는 (3) 상기 특이한 요철면에 대응하는 요철 형상을 표면에 갖는 원반 형상 입자를 분산시킨 기능층용 수지 조성물을 투명 기재에 도포하고 원반 형상 입자를 기능층의 표면에 배열하는 방법 등에 의해 형성하는 것이 가능하다. 이들 중에서도, 제조가 용이한 점에서, (1)의 방법이 바람직하다.

상기 (1)의 방법에 있어서는, 광중합성 화합물이 중합(가교)되어 결합제 수지가 될 때에, 미립자가 존재하지 않는 부분에 있어서는, 광중합성 화합물이 경화 수축을 일으키기 때문에 전체적으로 수축한다. 이에 비해, 미립자가 존재하는 부분에 있어서는, 미립자는 경화 수축을 일으키지 않기 때문에, 미립자의 상하에 존재하는 광중합성 화합물만 경화 수축을 일으킨다. 이에 의해, 미립자가 존재하는 부분은 미립자가 존재하지 않는 부분에 비하여 기능층의 막 두께가 두꺼워지므로, 기능층의 표면이 요철 형상으로 된다. 따라서, 미립자의 종류나 입경 및 광중합성 화합물의 종류를 적절히 선택하고, 도막 형성 조건을 조정함으로써, 특이한 요철면(12A)을 갖는 기능층(12)을 형성할 수 있다.

이하, 하드 코트층으로서의 기능층(12)이 미립자 및 결합제 수지를 포함하고 있는 예에 대하여 설명한다. 예를 들어, 이러한 미립자 및 결합제 수지를 포함하는 기능층(12)은 상기 (1)의 방법으로 형성할 수 있다.

(미립자)

미립자는, 무기 미립자 또는 유기 미립자 중 어느 것이어도 되는데, 이들 중에서도, 예를 들어 실리카(SiO₂) 미립자, 알루미나 미립자, 티타니아 미립자, 산화주석 미립자, 안티몬 도프 산화주석(약칭; ATO) 미립자, 산화아연 미립자 등의 무기 산화물 미립자가 바람직하다. 무기 산화물 미립자는 기능층 중에서 응집체를 형성하는 것이 가능해지고, 이 응집체의 응집 정도에 의해 특이한 요철면(12A)을 형성하는 것이 가능하게 된다.

유기 미립자로서는, 예를 들어 플라스틱 비즈를 들 수 있다. 플라스틱 비즈로서는, 구체예로서는, 폴리스티렌 비즈, 멜라민 수지 비즈, 아크릴 비즈, 아크릴-스티렌 비즈, 실리콘 비즈, 벤조구아나민 비즈, 벤조구아나민·포름알데히드 축합 비즈, 폴리카보네이트 비즈, 폴리에틸렌 비즈 등을 들 수 있다.

유기 미립자는, 상술한 경화 수축에 있어서, 미립자가 갖는 경화 수축에 대한 저항력을 적절하게 조정되어 있는 것이 바람직하다. 이 수축에 대한 저항력을 조정하기 위해서는, 사전에, 삼차원 가교의 정도를 바꾸어서 제작한, 경도가 다른 유기 미립자를 포함하는 광학 필름을 복수 제작하고, 광학 필름의 요철면을 평가 함으로써, 특이한 요철면이 되기에 적합한 가교 정도를 선정해 두는 것이 바람직하다.

미립자로서 무기 산화물 입자를 사용하는 경우, 무기 산화물 입자는 표면 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 무기 산화물 미립자에 표면 처리를 실시함으로써, 미립자의 기능층(12) 중에서의 분포를 적절하게 제어할 수 있고, 또한 미립자 자체의 내약품성 및 내비누화성의 향상을 도모할 수도 있다.

표면 처리로서는, 미립자의 표면을 소수성으로 하는 소수화 처리가 바람직하다. 이러한 소수화 처리는 미립자의 표면에 실란류나 실라잔류 등의 표면 처리제를 화학적으로 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 구체적인 표면 처리제로서는, 예를 들어 디메틸디클로로실란이나 실리콘 오일, 헥사메틸디실라잔, 옥틸실란, 헥사데실실란, 아미노실란, 메타크릴실란, 옥타메틸시클로테트라실록산, 폴리디메틸실록산 등을 들 수 있다. 미립자가 무기 산화물 미립자인 경우, 무기 산화물 미립자의 표면에는 수산기가 존재하고 있는데, 상기와 같은 소수화 처리를 실시함으로써, 무기 산화물 미립자의 표면에 존재하는 수산기가 적어지고, 무기 산화물 미립자의 BET법에 의해 측정되는 비표면적이 작아짐과 함께, 무기 산화물 미립자가 과도하게 응집하는 것을 억제할 수 있고, 특이한 요철면을 갖는 기능층을 형성할 수 있다.

미립자로서 무기 산화물 입자를 사용하는 경우, 무기 산화물 미립자는 비정질인 것이 바람직하다. 이는, 무기 산화물 입자가 결정성일 경우, 그 결정 구조 중에 포함되는 격자 결함에 의해, 무기 산화물 미립자의 루이스산염이 강해져버려, 무기 산화물 미립자의 과도한 응집을 제어할 수 없게 될 우려가 있기 때문이다.

미립자로서 무기 산화물 입자를 사용하는 경우, 무기 산화물 미립자는 기능층(12) 중에 있어서 응집체를 형성하고 있는 것이 바람직하다. 이 무기 산화물 미립자의 응집체는, 기능층(12) 중에 있어서는, 무기 산화물 미립자가 3차원적으로 이어진 구조를 갖고 있는 것이 바람직하다. 무기 산화물 미립자가 3차원적으로 이어진 구조로서는, 예를 들어 바구니 형상이나 사구(絲毬) 형상을 들 수 있다. 무기 산화물 미립자가 3차원적으로 이어진 구조를 갖는 응집체는, 경화 후 결합제 수지가 되는 광중합성 화합물의 경화 수축 시에, 용이하게, 또한, 균일성을 갖고서 부서진다. 이에 의해, 요철면을 매우 매끄러운 면으로 할 수 있기 때문에, 결과적으로 가파른 경사면을 갖는 요철면이 되지 않고, 특이한 요철면을 갖는 기능층을 형성할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 유기 미립자를 사용한 경우에도, 가교도를 적절하게 조정하면, 특이한 요철면을 갖는 기능층을 형성할 수 있다.

기능층(12)에 대한 미립자의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 0.1질량% 이상 5.0질량% 이하인 것이 바람직하다. 미립자의 함유량이 0.1질량% 이상이 되어 있기 때문에, 특이한 요철면을 보다 확실하게 형성할 수 있고, 또한 미립자의 함유량이 5.0질량% 이하로 되어 있기 때문에, 응집체가 과도하게 발생하는 않아, 내부 확산 및/또는 기능층의 표면에 큰 요철이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 이에 의해 백탁감을 억제할 수 있다. 미립자의 함유량의 하한은 0.5질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 미립자의 함유량의 상한은 3.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

미립자는, 단립자 상태에서의 형상이 구 형상인 것이 바람직하다. 미립자의 단립자가 이러한 구 형상인 것에 의해, 광학 필름을 화상 표시 장치의 화상 표시면에 배치했을 때에, 콘트라스트가 우수한 화상을 얻을 수 있다. 여기서, 「구 형상」은, 예를 들어, 진구 형상, 타원 구 형상 등이 포함되는데, 소위 부정형의 것은 포함되지 않는다는 의미이다.

미립자로서 무기 산화물 미립자를 사용할 경우, 무기 산화물 미립자의 평균 1차 입경은 1㎚ 이상 100㎚ 이하인 것이 바람직하다. 미립자의 평균 1차 입경이 1㎚ 이상으로 되어 있어, 특이한 요철면을 갖는 기능층을 보다 용이하게 형성할 수 있고, 또한 평균 1차 입경이 100㎚ 이하가 되어 있으므로, 미립자에 의한 광의 확산을 억제할 수 있고, 우수한 암실 콘트라스트를 얻을 수 있다. 미립자의 평균 1차 입경의 하한은 5㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 미립자의 평균 1차 입경의 상한은 50㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 미립자의 평균 1차 입경은 단면 전자 현미경(TEM, STEM 등의 투과형에서 배율이 5만배 이상인 것이 바람직하다) 화상으로부터, 화상 처리 소프트웨어를 사용하여 측정되는 값이다.

미립자로서 유기 미립자를 사용하는 경우, 유기 미립자는 굴절률이 다른 수지의 공중합 비율을 바꿈으로써 결합제 수지와의 굴절률차를 작게, 예를 들어 0.01 미만으로 하는 것을 용이하게 할 수 있으므로, 미립자에 의한 광의 확산을 억제할 수 있다. 그로 인해, 평균 1차 입경은 8.0㎛ 미만, 바람직하게는 5.0㎛ 이하이면 된다.

미립자로서 무기 산화물 미립자를 사용하는 경우, 무기 산화물 미립자의 응집체의 평균 입자 직경은 100㎚ 이상 2.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 100㎚ 이상 이면, 용이하게 특이한 요철면을 형성할 수 있고, 또한 2.0㎛ 이하이면 미립자의 응집체에 의한 광의 확산을 억제할 수 있고, 암실 콘트라스트가 우수한 광학 필름의 화상상 표시 장치를 얻을 수 있다. 미립자 응집체의 평균 입자 직경은 하한이 200㎚ 이상인 것이 바람직하고, 상한이 1.5㎛ 이하인 것이 바람직하다.

무기 산화물 미립자의 응집체의 평균 입자 직경은, 단면 전자 현미경에 의한 관찰(1만 내지 2만배 정도)로부터 무기 산화물 미립자의 응집체가 많이 포함되는 5㎛ 사방 영역을 선택하고, 그 영역 중의 무기 산화물 미립자의 응집체의 입자 직경을 측정하고, 상위 10개의 무기 산화물 미립자의 응집체의 입자 직경을 평균한 것이다. 또한, 상기 「무기 산화물 미립자의 응집체의 입자 직경」은, 무기 산화물 미립자의 응집체의 단면을 임의의 평행한 2개의 직선으로 끼웠을 때, 이 2개의 직선간 거리가 최대가 되는 것과 같은 2개의 직선의 조합에 있어서의 직선간 거리로 하여 측정된다. 또한, 무기 산화물 미립자의 응집체의 입자 직경은 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 산출해도 된다.

미립자로서 실리카 입자를 사용하는 경우, 실리카 입자 중에서도, 용이하게 특이한 요철면을 갖는 기능층을 형성할 수 있다는 관점에서, 흄드 실리카 미립자가 바람직하다. 흄드 실리카는, 건식법으로 제작된 200㎚ 이하의 입경을 갖는 비정질의 실리카이며, 규소를 포함하는 휘발성 화합물을 기상에서 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 사염화규소(SiC1₄) 등의 규소 화합물을 산소와 수소의 불꽃 중에서 가수분해하여 생성된 것 등을 들 수 있다. 흄드 실리카 미립자의 시판품으로서는, 닛본 아에로질 가부시끼가이샤 제조의 AEROSIL R805 등을 들 수 있다.

흄드 실리카 미립자에는, 친수성을 나타내는 것과, 소수성을 나타내는 것이 있는데, 이들 중에서도, 수분 흡수량이 적어지고, 기능층용 조성물 중에서 분산하기 쉬워진다는 관점에서, 소수성을 나타내는 것이 바람직하다. 소수성 흄드 실리카는, 흄드 실리카 미립자의 표면에 존재하는 실라놀기에 상기와 같은 표면 처리제를 화학적으로 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 상기와 같은 응집체를 용이하게 얻는다는 관점에서는, 흄드 실리카는 옥틸실란 처리되는 것이 가장 바람직하다.

흄드 실리카 미립자는 응집체를 형성하는데, 흄드 실리카 미립자의 응집체는, 기능층용 조성물 중에 있어서는, 조밀한 응집체가 아니고, 바구니 형상 또는 사구 형상과 같은 충분히 헐거운 응집체를 형성한다. 이로 인해, 흄드 실리카 미립자의 응집체는 경화 후 결합제 수지가 되는 광중합성 화합물의 경화 수축 시에, 용이하게, 또한, 균일성을 갖고서 부서진다. 이에 의해, 특이한 요철면을 갖는 기능층을 형성할 수 있다.

(결합제 수지)

결합제 수지는, 광조사에 의해 광중합성 화합물을 중합(가교)시켜서 얻어진 것이다. 광중합성 화합물은 광중합성 관능기를 적어도 1개 갖는 것이다. 본 명세서에 있어서의, 「광중합성 관능기」는, 광조사에 의해 중합 반응할 수 있는 관능기이다. 광중합성 관능기로서는, 예를 들어, (메트)아크릴로일기, 비닐기, 알릴기 등의 에틸렌성 이중 결합을 들 수 있다. 또한, 「(메트)아크릴로일기」는, 「아크릴로일기」 및 「메타크릴로일기」 양쪽을 포함하는 의미이다. 또한, 광중합성 화합물을 중합할 때에 조사되는 광으로서는, 가시광선, 및 자외선, X선, 전자선, α선, β선, 및 γ선 같은 전리 방사선을 들 수 있다.

광중합성 화합물로서는, 광중합성 단량체, 광중합성 올리고머 또는 광중합성 중합체를 들 수 있고, 이들을 적절히 조정하여 사용할 수 있다. 광중합성 화합물로서는, 광중합성 단량체와, 광중합성 올리고머 또는 광중합성 중합체와의 조합이 바람직하다.

광중합성 단량체

광중합성 단량체는, 중량 평균 분자량이 1000 미만의 것이다. 광중합성 단량체로서는, 광중합성 관능기를 2개(즉, 2관능) 이상 갖는 다관능 단량체가 바람직하다.

2관능 이상의 단량체로서는, 예를 들어, 트리메틸올 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨 옥타(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리트리톨 데카(메트)아크릴레이트, 이소시아누르산 트리(메트)아크릴레이트, 이소시아누르산 디(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 트리(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 디(메트)아크릴레이트, 비스페놀 디(메트)아크릴레이트, 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트, 아다만틸 디(메트)아크릴레이트, 이소보르닐 디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜탄 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메트)아크릴레이트나, 이들을 PO, EO 등으로 변성한 것을 들 수 있다.

이들 중에서도 경도가 높은 기능층을 얻는다는 관점에서, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA), 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETTA), 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(DPPA) 등이 바람직하다.

광중합성 올리고머

광중합성 올리고머는, 중량 평균 분자량이 1000 이상 10000 미만의 것이다. 광중합성 올리고머로서는, 2관능 이상의 다관능 올리고머가 바람직하다. 다관능 올리고머로서는, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르-우레탄(메트)아크릴레이트, 폴리에테르(메트)아크릴레이트, 폴리올(메트)아크릴레이트, 멜라민(메트)아크릴레이트, 이소시아누레이트(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

광중합성 중합체

광중합성 중합체는 중량 평균 분자량이 10000 이상의 것이며, 중량 평균 분자량으로서는 10000 이상 80000 이하가 바람직하고, 10000 이상 40000 이하가 보다 바람직하다. 중량 평균 분자량이 80000을 초과하는 경우에는, 점도가 높기 때문에 도포 시공 적성이 저하해버려, 얻어지는 광학 적층체의 외관이 악화될 우려가 있다. 상기 다관능 중합체로서는, 우레탄(메트)아크릴레이트, 이소시아누레이트(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르-우레탄(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

(그 밖의 성분)

기능층(12)에는, 그 외, 필요에 따라, 용제 건조형 수지(열가소성 수지 등, 도포 시공 시에 고형분을 조정하기 위하여 첨가한 용제를 건조시키는 것만으로, 피막이 되는 수지), 열경화성 수지가 첨가되어 있어도 된다.

용제 건조형 수지를 첨가한 경우, 기능층(12)을 형성할 때에, 도액의 도포면의 피막 결함을 유효하게 방지할 수 있다. 용제 건조형 수지로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 열가소성 수지로서는, 예를 들어, 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 아세트산 비닐계 수지, 비닐에테르계 수지, 할로겐 함유 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 셀룰로오스 유도체, 실리콘계 수지 및 고무 또는 엘라스토머 등을 들 수 있다.

열가소성 수지는, 비결정성으로, 또한 유기 용매(특히 복수의 중합체나 경화성 화합물을 용해가능한 공통 용매)에 가용인 것이 바람직하다. 특히, 투명성이나 내후성이라고 하는 관점에서, 스티렌계 수지, (메트)아크릴계 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스 유도체(셀룰로오스에스테르류 등) 등이 바람직하다.

기능층(12)에 첨가되는 열경화성 수지로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 페놀 수지, 요소 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 멜라민 수지, 구아나민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아미노 알키드 수지, 멜라민-요소 공축합 수지, 규소 수지, 폴리실록산 수지 등을 들 수 있다.

《광학 필름의 제조 방법》

상기와 같은 광학 필름(10)의 제조 방법을 보다 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명은, 상기 (1)의 방법에 의해, 기능층(12)을 형성하는 것이다.

우선, 광투과성 기재(11)의 표면에, 기능층용 조성물을 도포한다. 기능층용 조성물을 도포하는 방법으로서는, 스핀 코트, 침지법, 스프레이법, 슬라이드 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 그라비아 코트법, 다이 코트법 등의 공지된 도포 방법을 들 수 있다.

<기능층용 조성물>

기능층용 조성물은, 적어도, 미립자, 광중합성 화합물을 포함하는 것이다. 그 외, 필요에 따라, 기능층용 조성물에, 상기 열가소성 수지, 상기 열경화성 수지, 용제, 중합 개시제를 첨가해도 된다. 또한, 기능층용 조성물에는, 기능층의 경도를 높게 한다, 경화 수축을 억제한다, 굴절률을 제어한다 등의 목적에 따라, 종래 공지된 분산제, 계면 활성제, 대전 방지제, 실란 커플링제, 증점제, 착색 방지제, 착색제(안료, 염료), 소포제, 레벨링제, 난연제, 자외선 흡수제, 접착 부여제, 중합 금지제, 산화 방지제, 표면 개질제, 이활제 등을 첨가하고 있어도 된다.

(용제)

용제로서는, 예를 들어 알코올(예, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, s-부탄올, t-부탄올, 벤질 알코올, PGME, 에틸렌글리콜), 케톤류(아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 시클로헥사논, 메틸이소부틸케톤, 디아세톤 알코올, 시클로헵타논, 디에틸케톤 등), 에테르류(1,4-디옥산, 디옥솔란, 디이소프로필에테르 디옥산, 테트라히드로푸란 등), 지방족 탄화수소류(헥산 등), 지환식 탄화수소류(시클로헥산 등), 방향족 탄화수소류(톨루엔, 크실렌 등), 할로겐화 탄소류(디클로로메탄, 디클로로에탄 등), 에스테르류(포름산 메틸, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 부틸, 락트산에틸 등), 셀로솔브류(메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등), 셀로솔브 아세테이트류, 술폭시드류(디메틸술폭시드 등), 아미드류(디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등) 등을 예시할 수 있고, 이들의 혼합물이어도 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 광투과성 기재(11)에 있어서의 기능층(12)과의 계면 부근에 혼재 영역(11A)을 형성하는 경우에는, 용매로서, 광투과성 기재(11)에 대하여 침투성이 높고, 광투과성 기재(11)를 용해 또는 팽윤시키는 침투성 용제를 포함하는 것을 사용한다. 침투성 용제를 사용함으로써, 광투과성 기재(11)에 침투성 용제 뿐만 아니라, 광중합성 화합물도 침투시킬 수 있으므로, 광투과성 기재(11)에 있어서의 기능층(12)과의 계면 부근에 광투과성 기재(11)와 결합제 수지의 성분이 혼재한 혼재 영역(11A)을 형성할 수 있다.

침투성 용제로서는, 예를 들어, 케톤류(아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 시클로헥사논, 메틸이소부틸케톤, 디아세톤 알코올, 시클로헵타논, 디에틸케톤), 에스테르류(포름산 메틸, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 부틸, 락트산에틸 등), 에테르류(1,4-디옥산, 디옥솔란, 디이소프로필에테르 디옥산, 테트라히드로푸란 등), 셀로솔브류(메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등), 셀로솔브 아세테이트류, 술폭시드류(디메틸술폭시드 등), 페놀류(페놀, 오르토 클로로페놀) 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 혼합물이어도 된다. 광투과성 기재로서 트리아세틸셀룰로오스 기재를 사용하는 경우에 있어서는, 이들 중에서도, 침투성 용제로서는, 예를 들어, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 프로필, 아세트산 부틸로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 또한 광투과성 기재로서 폴리에스테르 기재를 사용하는 경우에 있어서는, 오르토 클로로페놀이 바람직하다.

(중합 개시제)

중합 개시제는 광조사에 의해 분해되어서, 라디칼을 발생하여 광중합성 화합물의 중합(가교)을 개시 또는 진행시키는 성분이다.

중합 개시제는 광조사에 의해 라디칼 중합을 개시시키는 물질을 방출하는 것이 가능하면 특별히 한정되지 않는다. 중합 개시제로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 것을 사용할 수 있고, 구체예로는, 예를 들어, 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러벤조일벤조에이트, α-아밀옥심에스테르, 티오크산톤류, 프로피오페논류, 벤질류, 벤조인류, 아실포스핀옥시드류를 들 수 있다. 또한, 광증감제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하고, 그 구체예로서는, 예를 들어, n-부틸아민, 트리에틸아민, 폴리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다.

상기 중합 개시제로서는, 상기 결합제 수지가 라디칼 중합성 불포화 기를 갖는 수지계의 경우에는, 아세토페논류, 벤조페논류, 티오크산톤류, 벤조인, 벤조인 메틸에테르 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

기능층용 조성물에 있어서의 중합 개시제의 함유량은 광중합성 화합물 100질량부에 대하여 0.5질량부 이상 10.0질량부 이하인 것이 바람직하다. 중합 개시제의 함유량을 이 범위 내로 함으로써, 하드 코트 성능을 충분히 유지할 수 있고, 또한 경화 저해를 억제할 수 있다.

기능층용 조성물 중에 있어서의 원료의 함유 비율(고형분)로서는 특별히 한정되지 않지만, 통상은 5질량% 이상 70질량% 이하가 바람직하고, 25질량% 이상 60질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

(레벨링제)

레벨링제로서는, 예를 들어, 실리콘 오일, 불소계 계면 활성제 등이, 기능층이 버나드 셀 구조로 되는 것을 피하는 점에서 바람직하다. 용제를 포함하는 수지 조성물을 도포 시공하고, 건조하는 경우, 도막 내에서 도막 표면과 내면에 표면 장력차 등을 발생하고, 그에 의하여 도막 내에 다수의 대류가 일어난다. 이 대류에 의해 발생하는 구조는 버나드 셀 구조라 불리고, 형성하는 기능층에 오렌지 필이나 도포 시공 결함과 같은 문제의 원인이 된다.

버나드 셀 구조는, 기능층의 표면의 요철이 너무 커져버릴 우려가 있다. 전술한 바와 같은 레벨링제를 사용하면, 이 대류를 방지 할 수 있기 때문에, 결함이나 불균일이 없는 기능층이 얻어질 뿐만 아니라, 기능층의 표면의 요철 형상의 조 정도 용이하게 된다.

기능층용 조성물의 제조 방법으로서는, 각 성분을 균일하게 혼합할 수 있으면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 페인트 셰이커, 비즈 밀, 니이더, 믹서 등의 공지된 장치를 사용하여 행할 수 있다.

광투과성 기재(11)의 표면에, 기능층용 조성물을 도포한 후, 도막 형상의 기능층용 조성물을 건조시키기 위하여 가열된 구역에 반송하고, 각종 공지된 방법으로 기능층용 조성물을 건조시켜 용제를 증발시킨다. 여기서, 용제 상대 증발 속도, 고형분 농도, 도포액 온도, 건조 온도, 건조풍의 풍속, 건조시간, 건조 구역의 용제 분위기 농도 등을 선정함으로써, 미립자의 응집체의 분포 상태를 조정할 수 있다.

특히, 건조 조건의 선정에 의해 미립자의 응집체의 분포 상태를 조정하는 방법이 간편하여 바람직하다. 구체적인 건조 온도로서는, 30 내지 120℃, 건조 풍속으로는 0.2 내지 50m/s인 것이 바람직하고, 이 범위 내에서 적절히 조정한 건조 처리를, 1회 또는 복수회 행함으로써 미립자의 응집체의 분포 상태를 원하는 상태로 조정할 수 있다.

또한, 기능층용 조성물을 건조시키면, 광투과성 기재에 침투한 침투성 용제는 증발하는데, 광중합성 화합물은 광투과성 기재 중에 잔존한다.

그 후, 도막 형상의 기능층용 조성물에 자외선 등의 광을 조사하고, 광중합성 화합물을 중합(가교)시킴으로써 기능층용 조성물을 경화시켜서, 기능층(12)을 형성함과 함께, 혼재 영역(11A)을 형성한다.

기능층용 조성물을 경화시킬 때의 광으로서, 자외선을 사용하는 경우에는, 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크, 크세논 아크, 메탈 할라이드 램프 등으로부터 발생되는 자외선 등을 이용할 수 있다. 또한, 자외선 파장으로서는 190 내지 380㎚의 파장 영역을 사용할 수 있다. 전자선원의 구체예로서는 코크로프트 월턴형, 반데그라프트형, 공진 변압기형, 절연 코어 변압기형, 또는 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 각종 전자선 가속기를 들 수 있다.

광학 필름(10)은 전체 광선 투과율이 85% 이상인 것이 바람직하다. 전체 광선 투과율이 85% 이상이면 광학 필름(10)을 화상 표시 장치의 표면에 장착한 경우에 있어서, 색 재현성이나 시인성을 보다 향상시킬 수 있다. 전체 광선 투과율은 90% 이상인 것이 보다 바람직하다. 전체 광선 투과율은 헤이즈 미터(무라카미 색채 기술 연구소제, 제품 번호; HM-150)르 사용하여 JIS K-7361에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.

광학 필름(10)은 헤이즈가 1% 미만인 것이 바람직하다. 헤이즈가 1% 미만이면 원하는 광학 특성이 얻어지고, 광학 필름(10)을 화상 표시 표면에 설치했을 때의 시인성을 보다 향상시킬 수 있다. 헤이즈는 0.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.3% 이하인 것이 더욱 바람직한다. 헤이즈는 헤이즈 미터(무라카미 색채 기술 연구소제, 제품 번호; HM-150)를 사용하여 JIS K-7136에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.

광학 필름(10)은 투과 화상 선명도가 0.125㎜ 빗살에 있어서 75% 이상 95% 이하이고, 또한, 2.0㎜ 빗살에 있어서 95% 이상인 것이 바람직하다. 0.125㎜ 빗살에 있어서의 투과 화상 선명도가 75% 이상이면 화상을 표시시켰을 때의 화상의 선명성을 보다 향상시킬 수 있고, 보다 우수한 화질을 얻을 수 있다. 또한, 95% 이하이면, 간섭 줄무늬를 보다 적합하게 방지할 수 있다. 0.125㎜ 빗살에 있어서의 투과 화상 선명도는 80% 이상 90% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 2.0㎜ 빗살에 있어서의 투과 화상 선명도가 95% 이상이면 화상의 선명성을 보다 향상시킬 수 있고, 또한, 외광의 확산 반사에 의한 백탁감을 억제할 수 있다. 투과 화상 선명도는 사상성(寫像性) 측정기(스가 시껭끼제, 제품 번호; ICM-1T)를 사용하여, JIS K-7105의 상 선명도의 투과법에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.

광학 필름(10)은 콘트라스트비가 80% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하다. 80% 이상이면 광학 필름(10)을 화상 표시 장치의 표면에 장착한 경우에 있어서, 암실 콘트라스트가 우수한 시인성을 보다 향상시킬 수 있다.

본 명세서에 있어서의, 상기 콘트라스트비는 이하의 방법에 의해 측정된 값이다. 우선, 백라이트 유닛으로서 냉음극관 광원에 확산판을 설치한 것을 사용하고, 2매의 편광판(삼성사제 AMN-3244TP)을 사용하고, 이들 편광판을 패러렐 니콜에 설치했을 때에 통과하는 광의 휘도의 L_max를, 크로스니콜에 설치했을 때에 통과하는 광의 휘도의 L_min로 나눈 값(L_max/L_min)을 콘트라스트로 하고, 광학 필름(광투과성 기재+기능층 등)의 콘트라스트(L₁)를, 광투과성 기재의 콘트라스트(L₂)로 나눈 값(L₁/L₂)×100(%)을 콘트라스트비로 한다. 또한, 휘도의 측정은 암실 하에서 행한다. 상기 휘도의 측정에는, 색채휘도계(탑콘사제 BM-5A)를 사용하고, 색채휘도계의 측정각은 1°로 설정하고, 샘플상의 시야 Φ5㎜로 측정한다. 또한, 백라이트의 광량은, 샘플을 설치하지 않는 상태에서, 2매의 편광판을 패러렐 니콜에 설치했을 때의 휘도가 3600cd/㎡이 되게 설치한다.

본 실시 형태에 따르면, 기능층(12)의 요철면(12A)에 있어서는, 표면 각도 0.05°이상의 영역의 비율이 50% 이상으로 되어 있고, 또한 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하가 되어 있으므로, 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있고, 백탁감을 저감할 수 있고, 또한 제조 비용을 저감할 수 있다. 즉, 기능층(12)의 요철면(12A)에 있어서는, 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있는 표면 각도 0.05° 이상의 영역(간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있는 영역)의 비율이 50% 이상으로 되어 있으므로, 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있다. 또한, 기능층(12)의 요철면(12A)에 의해 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있으므로, 혼재 영역의 두께를 얇게 할 수 있다. 이에 의해, 기능층의 두께를 얇게 할 수 있고, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 기능층(12)의 요철면(12A)에 있어서는 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하가 되어 있으므로, 백탁감을 저감시킬 수 있고, 표면 광택성을 갖는 광학 필름을 얻을 수 있다.

종래의 반사 방지 필름은, 정반사, 정투과 이외의 광은 화질을 열화하는 것으로 간주되고, 반사 방지 필름에 확산 광이 존재하는 것 자체가 부정되어 있었다. 예를 들어, 하드 코트성의 향상 등을 위하여 미립자를 첨가하는 것이 필요했다고 해도, 상기 미립자가 응집하여 큰 입경이 되는 것에 의해 확산 광이 발생하는 것을 방지하는 것만을 주안점을 두어 재료 및 제조 조건 등이 선정되어 있었다. 즉, 반사 방지 필름에 있어서는, 확산 광이 발생하는 것을 방지하고, 탁도가 없는 선예한 화상을 얻기 위하여 평탄면이 되어 있는 것이 필수 요건이며, 표면을 요철면으로 하는 것은 확산 광을 발생시키므로 전혀 생각될 수 없었다. 그러나, 본 발명자는, 본 발명에 있어서의 특이한 요철면에서의 반사광, 투과광은, 가령 확산광이어도, 사람의 눈의 검지 능력으로부터는 정반사, 정투과와 동등하다고 인식되는 범위에 들어가는 것을 발견했으므로, 간섭 줄무늬를 불가시화하기 위하여 표면에 굳이 특이한 요철을 형성한 것이다. 한편, 종래의 방현 필름에 있어서는, 외부 영상의 투영을 방지하는 것이 방현 필름의 작용 바로 자체이기 때문에, 방현 필름의 표면에 존재하는 요철은 관찰자에게 비친 외부 영상이 확실하게 확산하고 있는 것이 필수 요건이다. 이로 인해, 방현 필름의 표면에 존재하는 요철은 본 발명의 기능층의 특이한 면에 존재하는 요철과 비교하면, 지극히 큰 것이 필요해진다. 따라서, 기능층(12)의 요철면(12A)에 있어서, 표면 각도 0.05°이상의 영역의 비율이 50% 이상으로 되어 있고, 또한 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq를 0.003 이하로 함으로써 발휘되는 상기 효과는 종래의 반사 방지 필름이나 방현 필름의 기술 수준에 비추어, 예측될 수 있는 범위를 초과한 현저한 효과라고 말할 수 있다.

《편광판》

광학 필름(10)은 예를 들어 편광판에 내장하여 사용할 수 있다. 도 3은 본 실시 형태에 따른 광학 필름을 내장한 편광판의 개략 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 편광판(20)은 광학 필름(10)과, 편광 소자(21)와, 보호 필름(22)을 구비하고 있다. 편광 소자(21)는 광투과성 기재(11)에 있어서의 기능층(12)이 형성되어 있는 면과는 반대측의 면에 형성되어 있다. 보호 필름(22)은 편광 소자(21)의 광학 필름(10)이 설치되어 있는 면과는 반대측의 면에 설치되어 있다. 보호 필름(22)은 위상차 필름이어도 된다.

편광 소자(21)로서는, 예를 들어, 요오드 등에 의해 염색하고, 연신한 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체계 비누화 필름 등을 들 수 있다. 광학 필름(10)과 편광 소자(21)를 적층할 때에는, 미리 광투과성 기재(11)에 비누화 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 비누화 처리를 실시함으로써, 접착성이 양호해져 대전 방지 효과도 얻을 수 있다.

《액정 패널》

광학 필름(10)이나 편광판(20)은 액정 패널에 내장하여 사용할 수 있다. 도 4는 본 실시 형태에 따른 광학 필름을 내장한 액정 패널의 개략 구성도이다.

도 4에 도시되는 액정 패널은, 광원측(백라이트 유닛측)으로부터 관찰자측을 향해서, 트리아세틸셀룰로오스 필름(TAC 필름) 등의 보호 필름(31), 편광 소자(32), 위상차 필름(33), 접착제층(34), 액정 셀(35), 접착제층(36), 위상차 필름(37), 편광 소자(21), 광학 필름(10) 순으로 적층된 구조를 갖고 있다. 액정 셀(35)은, 2매의 유리 기재 간에, 액정층, 배향막, 전극층, 컬러 필터 등을 배치한 것이다.

위상차 필름(33, 37)으로서는, 트리아세틸셀룰로오스 필름이나 시클로올레핀 중합체 필름을 들 수 있다. 위상차 필름(37)은 보호 필름(22)과 동일하여도 된다. 접착제층(34, 36)을 구성하는 접착제로서는, 감압 접착제(PSA)를 들 수 있다.

《화상 표시 장치》

광학 필름(10), 편광판(20), 액정 패널(30)은 화상 표시 장치에 내장하여 사용할 수 있다. 화상 표시 장치로서는, 예를 들어 액정 디스플레이(LCD), 음극선관 표시 장치(CRT), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로루미네센스 디스플레이(ELD), 필드에미션 디스플레이(FED), 터치 패널, 태블릿 PC, 전자 종이 등을 들 수 있다. 도 5는 본 실시 형태에 따른 광학 필름을 내장한 화상 표시 장치의 일례인 액정 디스플레이의 개략 구성도이다.

도 5에 도시되는 화상 표시 장치(40)는 액정 디스플레이이다. 화상 표시 장치(30)는 백라이트 유닛(41)과, 백라이트 유닛(41)보다 관찰자측에 배치된 광학 필름(10)을 구비하는 액정 패널(30)로 구성되어 있다. 백라이트 유닛(41)으로서는, 공지된 백라이트 유닛을 사용할 수 있다.

(제 2 실시 형태)

이하, 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 광학 필름에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 6은 본 실시 형태에 따른 광학 필름의 개략 구성도이다.

《광학 필름》

도 6에 도시된 바와 같이, 광학 필름(50)은 적어도, 광투과성 기재(51)와, 광투과성 기재(51) 상에 설치된 기능층(52)을 구비하고 있다. 광투과성 기재(51)는 제 1 실시 형태에서 설명한 광투과성 기재(11)와 마찬가지의 것이므로, 본 실시 형태에서는 설명을 생략하는 것으로 한다. 또한, 광투과성 기재(51)에 있어서의 기능층(52)의 계면 부근(후술하는 하드 코트층(53)과의 계면 부근)에는, 도 5에 도시된 바와 같이 광투과성 기재(52)와 하드 코트층(53)의 결합제 수지의 성분이 혼재한 혼재 영역(51A)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

(기능층)

본 실시 형태에 있어서는, 기능층(52)은 하드 코트층(53)과, 하드 코트층(53) 상에 설치된 저굴절률층(54)으로 구성되어 있다. 기능층(52)은 광학 필름(50)의 표면을 이루는 요철면(52A)을 갖고 있으며, 이 기능층(52)의 요철면(52A)은 저굴절률층(54)의 표면으로 되어 있다.

기능층(12)의 요철면(12A)과 마찬가지로, 기능층(52)의 요철면(52A)(굴절률층(54)의 표면)에 있어서는, 광학 필름(50)의 필름면의 법선 방향(N)을 따른 단면에 있어서의 필름면에 대한 요철면의 경사 각도를 표면 각도라고 할 때, 표면 각도가 0.05°이상인 영역이 50% 이상으로 되어 있다.

기능층(52)의 요철면(52A)에 있어서의 표면 각도가 0.05°이상인 영역의 비율의 하한은, 55% 이상인 것이 바람직하고, 60% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 표면 각도가 0.05°이상인 영역의 비율의 상한은, 95% 이하인 것이 바람직하고, 90% 이하인 것이 보다 바람직하다.

기능층(12)의 요철면(12A)과 마찬가지로, 기능층(52)의 요철면(52A)에 있어서는, 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하가 되어 있다. RΔq의 하한은, 0.0005 이상인 것이 바람직하고, 0.001 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, RΔq의 상한은, 0.0025% 이하인 것이 바람직하고, 0.002% 이하인 것이 보다 바람직하다.

(하드 코트층)

하드 코트층(53)은 제 1 실시 형태에서 설명한 기능층(12)과 동일하므로, 본 실시 형태에서는 설명을 생략하는 것으로 한다. 단, 하드 코트층(53)의 표면은, 기능층(12)과 상이하고, 표면 각도가 0.05°이상인 영역이 50% 이상으로 되어 있지 않아도 되고, 또한 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하로 되어 있지 않아도 된다.

(저굴절률층)

저굴절률층(54)은, 외부로부터의 광(예를 들어, 형광등, 자연광 등)이 광학 필름(50)의 표면에서 반사 할 때에, 그 반사율을 저하시키기 위한 것이다. 저굴절률층(54)은 하드 코트층(53)보다 낮은 굴절률을 갖는다. 구체적으로는, 예를 들어, 저굴절률은 1.45 이하의 굴절률을 갖는 것이 바람직하고, 1.42 이하의 굴절률을 갖는 것이 보다 바람직하다.

저굴절률층(54)의 두께는, 한정되지 않지만, 통상은 30㎚~1㎛ 정도의 범위 내로부터 적절히 설정하면 된다. 저굴절률층(54)의 두께 d_A(㎚)는 하기 식(7)을 만족하는 것이 바람직하다.

…(7)

상기 식 중, n_A는 저굴절률층의 굴절률을 나타내고, m은 정의 홀수를 나타내고, 바람직하게는 1이며, λ는 파장이며, 바람직하게는 480㎚ 이상 580㎚ 이하의 범위의 값이다.

저굴절률층(54)은 저반사율화의 관점에서, 하기 식(8)을 만족하는 것이 바람직하다.

…(8)

저굴절률층은 단층에서 효과가 얻어지지만, 보다 낮은 최저 반사율, 또는 보다 높은 최저 반사율을 조정할 목적으로, 저굴절률층을 2층 이상 설치하는 것도 적절히 가능하다. 2층 이상의 저굴절률층을 설치하는 경우, 각각의 저굴절률층의 굴절률 및 두께에 차이를 설치하는 것이 바람직하다.

저굴절률층(54)으로서는, 바람직하게는 1) 실리카, 불화 마그네슘 등의 저굴절률 입자를 함유하는 수지, 2) 저굴절률 수지인 불소계 수지, 3) 실리카 또는 불화 마그네슘을 함유하는 불소계 수지, 4) 실리카, 불화 마그네슘 등의 저굴절률 물질의 박막 등의 어느 하나로 구성하는 것이 가능하다. 불소계 수지 이외의 수지에 대해서는, 상술한 기능층을 구성하는 결합제 수지와 동일한 수지를 사용할 수 있다.

또한, 실리카는, 중공 실리카 미립자인 것이 바람직하고, 이러한 중공 실리카 미립자는 예를 들어 일본 특허 공개 제2005-099778호 공보의 실시예에 기재된 제조 방법으로 제작할 수 있다.

불소계 수지로서는, 적어도 분자 중에 불소 원자를 포함하는 중합성 화합물 또는 그 중합체를 사용할 수 있다. 중합성 화합물로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 광중합성 관능기, 열경화하는 극성기 등의 경화 반응성의 기를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이들 반응성의 기를 동시에 겸비하는 화합물이어도 된다. 이 중합성 화합물에 대하여 중합체는, 상기와 같은 반응성기 등을 전혀 갖지 못하는 것이다.

광중합성 화합물로서는, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 불소 함유 단량체를 넓게 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 플루오로올레핀류(예를 들어, 플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로 부타디엔, 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔 등)를 예시할 수 있다. (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 것으로서는, 2,2,2-트리플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로부틸)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로헥실)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로 옥틸)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로데실)에틸(메트)아크릴레이트, α-트리플루오로 메타크릴산 메틸, α-트리플루오로 메타크릴산에틸과 같은, 분자 중에 불소 원자를 갖는 (메트)아크릴레이트 화합물; 분자 중에, 불소 원자를 적어도 3개 갖는 탄소수 1 내지 14의 플루오로알킬기, 플루오로시클로알킬기 또는 플루오로알킬렌기와, 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 불소 함유 다관능 (메트)아크릴산 에스테르 화합물 등도 있다.

상기 열경화하는 극성기로서 바람직한 것은, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기 등의 수소 결합 형성기이다. 이들은, 도막과의 밀착성뿐만 아니라, 실리카 등의 무기 초미립자와의 친화성도 우수하다. 열경화성 극성기를 갖는 중합성 화합물로서는, 예를 들어, 4-플루오로에틸렌-퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체; 플루오로에틸렌-탄화수소계 비닐에테르 공중합체; 에폭시, 폴리우레탄, 셀룰로오스, 페놀, 폴리이미드 등의 각 수지의 불소 변성품 등을 들 수 있다.

상기 광중합성 관능기와 열경화하는 극성기를 겸비하는 중합성 화합물로서는, 아크릴 또는 메타크릴산의 부분 및 완전 불소화 알킬, 알케닐, 아릴에스테르류, 완전 또는 부분 불소화 비닐에테르류, 완전 또는 부분 불소화 비닐에스테르류, 완전 또는 부분 불소화 비닐케톤류 등을 예시할 수 있다.

불소계 수지로서는, 예를 들어 다음과 같은 것을 들 수 있다. 상기 전리 방사선 경화성기를 갖는 중합성 화합물의 불소 함유 (메트)아크릴레이트 화합물을 적어도 1종 포함하는 단량체 또는 단량체 혼합물의 중합체; 상기 불소 함유 (메트)아크릴레이트 화합물 중 적어도 1종과, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트와 같은 분자 중에 불소 원자를 포함하지 않는 (메트)아크릴레이트 화합물과의 공중합체; 플루오로에틸렌, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 3,3,3-트리플루오로 프로필렌, 1,1,2-트리클로로-3,3,3-트리플루오로 프로필렌, 헥사플루오로프로필렌과 같은 불소 함유 단량체의 단독중합체 또는 공중합체 등. 이들 공중합체에 실리콘 성분을 함유시킨 실리콘 함유 불화비닐리덴 공중합체도 사용할 수 있다. 이 경우의 실리콘 성분으로서는, (폴리)디메틸실록산, (폴리)디에틸실록산, (폴리)디페닐실록산, (폴리)메틸페닐실록산, 알킬 변성(폴리)디메틸실록산, 아조기 함유 (폴리)디메틸실록산, 디메틸실리콘, 페닐메틸 실리콘, 알킬·아랄킬 변성 실리콘, 플루오로 실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘, 지방산 에스테르 변성 실리콘, 메틸 수소 실리콘, 실라놀기 함유 실리콘, 알콕시기 함유 실리콘, 페놀기 함유 실리콘, 메타크릴 변성 실리콘, 아크릴 변성 실리콘, 아미노 변성 실리콘, 카르복실산 변성 실리콘, 카르비놀 변성 실리콘, 에폭시 변성 실리콘, 메르캅토 변성 실리콘, 불소 변성 실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘 등이 예시된다. 이들 중에서도, 디메틸실록산 구조를 갖는 것이 바람직하다.

나아가, 이하와 같은 화합물로 이루어지는 비중합체 또는 중합체도, 불소계 수지로서 사용할 수 있다. 즉, 분자 중에 적어도 1개의 이소시아네이트기를 갖는 불소 함유 화합물과, 아미노기, 히드록실기, 카르복실기와 같은 이소시아네이트기와 반응하는 관능기를 분자 중에 적어도 1개 갖는 화합물을 반응시켜서 얻어지는 화합물; 불소 함유 폴리에테르 폴리올, 불소 함유 알킬 폴리올, 불소 함유 폴리에스테르 폴리올, 불소 함유ε-카프로락톤 변성 폴리올과 같은 불소 함유 폴리올과, 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 반응시켜서 얻어지는 화합물 등을 사용할 수 있다.

또한, 상기한 불소 원자를 갖는 중합성 화합물이나 중합체와 함께, 상기 기능층(12)에 기재한 바와 같은 각 결합제 수지를 혼합하여 사용할 수도 있다. 또한, 반응성기 등을 경화시키기 위한 경화제, 도포 시공성을 향상시키거나, 방오성을 부여시키거나 하기 위해서, 각종 첨가제, 용제를 적절히 사용할 수 있다.

저굴절률층(54)의 형성에 있어서는, 상술한 재료를 첨가하여 이루어지는 저굴절률층용 조성물의 점도를 바람직한 도포성이 얻어지는 0.5 내지 5mPa·s(25℃), 바람직하게는 0.7 내지 3mPa·s(25℃)의 범위인 것으로 하는 것이 바람직하다. 가시광선이 우수한 반사 방지층을 실현할 수 있고, 또한, 균일하게 도포 불균일이 없는 박막을 형성할 수 있으며, 또한, 밀착성이 특히 우수한 저굴절률층을 형성할 수 있다.

저굴절률층용 조성물의 경화 수단은 상술한 기능층(12)에서 설명한 것과 동일하여도 좋다. 경화 처리를 위하여 가열 수단이 이용되는 경우에는, 가열에 의해, 예를 들어 라디칼을 발생하여 중합성 화합물의 중합을 개시시키는 열 중합 개시제가 불소계 수지 조성물에 첨가되는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에 따르면, 기능층(52)의 요철면(52A)(저굴절률층(54)의 표면)에 있어서는, 표면 각도 0.05°이상의 영역의 비율이 50% 이상으로 되어 있고, 또한 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하로 되어 있으므로, 제 1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 간섭 줄무늬를 불가시화할 수 있고, 백탁감을 저감할 수 있고, 또한 제조 비용을 저감할 수 있다.

[실시예]

본 발명을 상세하게 설명하기 위해서, 이하에 실시예를 들어서 설명하는데, 본 발명은 이들 기재에 한정되지 않는다.

<하드 코트층용 조성물의 제조>

우선, 하기에 나타내는 조성이 되도록 각 성분을 배합해, 하드 코트층용 조성물을 얻었다.

(하드 코트층용 조성물 1)

·흄드 실리카(옥틸실란 처리, 평균 입자 직경 12㎚, 닛본 아에로질사제): 1질량부

·펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETTA)(제품명: PETA, 다이셀·사이텍사제): 60질량부

·우레탄 아크릴레이트(제품명: UV1700B, 닛본 고세 가가꾸사제, 중량 평균 분자량 2000, 관능기 수 10): 40질량부

·중합 개시제(이르가큐어 184, 바스프(BASF) 재팬사제): 5질량부

·폴리에테르 변성 실리콘(제품명: TSF4460, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스 사제): 0.025질량부

·톨루엔: 105질량부

·이소프로필알코올: 30질량부

·시클로헥사논: 15질량부

또한, 상기 흄드 실리카는, 옥틸실란 처리(옥틸실란에 의해, 흄드 실리카의 표면의 실라놀기를 옥틸 실릴기로 치환하여 소수화하는 처리)된 것이었다.

(하드 코트층용 조성물 2)

·흄드 실리카(옥틸실란 처리, 평균 입자 직경 12㎚, 닛본 아에로질사제): 1.5 질량부

·폴리에테르 변성 실리콘(TSF4460, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스 사제): 0.025질량부

·톨루엔: 105질량부

·이소프로필알코올: 30질량부

·시클로헥사논: 15질량부

(하드 코트층용 조성물 3)

·흄드 실리카(옥틸실란 처리, 평균 입자 직경 12㎚, 닛본 아에로질사제): 0.5 질량부

·톨루엔: 105질량부

·이소프로필알코올: 30질량부

·시클로헥사논: 15질량부

(하드 코트층용 조성물 4)

·톨루엔: 105질량부

·이소프로필알코올: 30질량부

·시클로헥사논: 15질량부

(하드 코트층용 조성물 5)

·유기 미립자(친수화 처리 아크릴-스티렌 공중합체 입자, 평균 입자 직경 2.0㎛, 굴절률 1.515, 세키스이플라스틱사제): 3질량부

·흄드 실리카(메틸실란 처리, 평균 입자 직경 12㎚, 닛본 아에로질사제): 1질량부

·톨루엔: 105질량부

·이소프로필알코올: 30질량부

·시클로헥사논: 15질량부

(하드 코트용 조성물 6)

·유기 미립자(친수화 처리 아크릴-스티렌 공중합체 입자, 평균 입자 직경 2.0㎛, 굴절률 1.55, 세키스이플라스틱사제): 3질량부

·폴리에테르 변성 실리콘(TSF4460, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스사제): 0.025질량부

·톨루엔: 105질량부

·이소프로필알코올: 30질량부

·시클로헥사논: 15질량부

(하드 코트용 조성물 7)

·유기 미립자(친수화 처리 아크릴-스티렌 공중합체 입자, 평균 입자 직경 3.5㎛, 굴절률 1.55, 세키스이플라스틱사제): 8질량부

·펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETTA)(제품명: PETIA, 다이셀·사이텍사제): 80질량부

·이소시아누르산 EO 변성 트리아크릴레이트(제품명: M-315, 도아 고세사제): 20질량부

·톨루엔: 120질량부

·시클로헥사논: 30질량부

<저굴절률층용 조성물의 제조>

하기에 나타내는 조성이 되도록 각 성분을 배합해, 저굴절률층용 조성물을 얻었다.

(저굴절률층용 조성물)

·중공 실리카 미립자(중공 실리카 미립자의 고형분: 20 질량%, 용액: 메틸이소부틸케톤, 평균 입경: 50㎚): 40질량부

·펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)(제품명: PETIA, 다이셀·사이텍사제): 10질량부

·중합 개시제(이르가큐어 127, 바스프(BASF) 재팬사제): 0.35질량부

·변성 실리콘 오일(X22164E; 신에쯔 가가꾸 고교사제): 0.5질량부

·메틸이소부틸케톤(MIBK): 320질량부

·프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA): 161질량부

<실시예 1>

광투과성 기재로서의 두께 60㎛의 트리아세틸셀룰로오스 수지 필름(후지 필름사제, TD60UL)을 준비하고, 트리아세틸셀룰로오스 수지 필름의 편면에, 하드 코트층용 조성물(1)을 도포해, 도막을 형성하였다. 계속해서, 형성한 도막에 대하여 0.2m/s의 유속으로 70℃의 건조 공기를 15초간 유통시킨 후, 10m/s의 유속으로 70도의 건조 공기를 30초간 더 유통시켜서 건조시킴으로써 도막 내의 용제를 증발시키고, 자외선을 질소 분위기(산소 농도 200ppm 이하) 하에서 적산 광량이 100mJ/㎠가 되도록 조사하여 도막을 경화시킴으로써, 4㎛ 두께(경화시)의 하드 코트층을 형성하고, 실시예 1에 관한 광학 필름을 제작하였다.

<실시예 2>

실시예 2에 있어서는, 하드 코트층용 조성물(1) 대신에 하드 코트층용 조성물(2)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 광학 필름을 제작하였다.

<실시예 3>

실시예 3에 있어서는, 자외선의 적산 광량을 50mJ/㎠로 한 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 트리아세틸셀룰로오스 수지 필름에 하드 코트층을 형성하였다. 계속해서, 하드 코트층의 표면에, 저굴절률층용 조성물을, 건조 후(40도×1분)의 막 두께가 0.1㎛가 되도록 도포하고, 질소 분위기(산소 농도 200ppm 이하) 하에서, 적산 광량 100mJ/㎠으로 자외선 조사를 행하여 경화시켜서 저굴절률층을 형성하고, 실시예 3에 관한 광학 필름을 제작하였다.

<실시예 4>

실시예 4에 있어서는, 하드 코트층용 조성물(1) 대신에 하드 코트층용 조성물(2)을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여, 광학 필름을 제작하였다.

<실시예 5>

실시예 5에 있어서는, 하드 코트층용 조성물(1) 대신에 하드 코트층용 조성물(3)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 광학 필름을 제작하였다.

<비교예 1>

비교예 1에 있어서는, 하드 코트층용 조성물(1) 대신에 하드 코트층용 조성물(4)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광학 필름을 제작하였다.

<비교예 2>

비교예 2에 있어서는, 하드 코트층용 조성물(1) 대신에 하드 코트층용 조성물(5)을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로 하여, 광학 필름체를 제작하였다.

<비교예 3>

비교예 3에 있어서는, 하드 코트층용 조성물(1) 대신에 하드 코트층용 조성물(6)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광학 필름을 제작하였다.

<비교예 4>

비교예 4에 있어서는, 하드 코트층용 조성물(1) 대신에 하드 코트층용 조성물(7)을 사용해, 경화 시의 하드 코트층의 막 두께를 5㎛으로 한 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 광학 필름을 제작하였다.

<표면 각도, 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq의 측정>

실시예 및 비교예에서 얻어진 각 광학 필름의 하드 코트층이 형성되어 있는 면과는 반대측의 면에, 투명 점착제를 개재하여, 유리판에 부착하여 샘플로 하고, 백색 간섭 현미경(New View 6300, Zygo사제)을 사용하여, 이하의 조건으로, 광학 필름의 표면 형상의 측정·분석을 행하였다. 또한, 해석 소프트웨어로는 MetroPro ver8.3.2의 Microscope Application을 사용하였다.

[측정 조건]

대물 렌즈: 2.5배

Zoom: 2배

데이터 점수: 992×992점

해상도(1점당 간격): 2.2㎛

[해석 조건]

Removed: None

Filter: HighPass

FilterType: GaussSpline

Low wave length: 300㎛

이상의 조건으로, 컷오프값 300㎛의 고역 필터에서 굴곡 성분을 제외한 요철 형상이 얻어진다.

Remove spikes: on

Spike Height(xRMS): 2.5

이상의 조건으로, 스파이크 형상의 노이즈를 제거할 수 있다.

이어서, 상기 해석 소프트웨어(MetroPro ver8.3.2-Microscope Application)로 SlopeX MAP 화면(x 방향 경사의 표시)을 표시하고, rms를 표시시켰다. 이 rms가 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq에 상당한다.

또한, 전체면에 걸친 각 점의 기울기 Δi를 구하고, 상기 식(3)에 의해 기울기 Δi를 표면 각도 θ_i로 환산하고, 거기에서, 표면 각도 θ_i의 절대값이 0.05°이상이 되는 영역의 비율을 산출하였다.

<간섭 줄무늬 관찰 평가>

실시예 및 비교예에서 얻어진 각 광학 필름의 트리아세틸셀룰로오스 수지 필름에 있어서의 하드 코트층이 형성되어 있는 면과는 반대측의 면에, 투명 점착제를 개재하여, 이면 반사를 방지하기 위한 흑색 아크릴판을 붙이고, 하드 코트층 또는 저굴절률층측에서 각 광학 필름에 광을 조사하고, 육안으로 관찰하였다. 광원으로서는, 후나테크니컬사제의 간섭 줄무늬 검사 램프(나트륨 램프)를 사용하였다. 간섭 줄무늬의 발생을 이하의 기준에 의해 평가하였다.

◎: 간섭 줄무늬는 확인되지 않았다.

○: 간섭 줄무늬는 조금 확인되었지만, 문제 없는 수준이었다.

×: 간섭 줄무늬가 분명히 확인되었다.

<백탁감 관찰 평가>

실시예 및 비교예에서 얻어진 각 광학 필름의 트리아세틸셀룰로오스 수지 필름에 있어서의 하드 코트층이 형성되어 있는 면과는 반대측의 면에, 투명 점착제를 개재하여, 흑색 아크릴판을 붙이고, 암실에서 탁상 스탠드(3파장 형광등관) 아래에서, 백탁감을 관찰하고, 이하의 기준에 의해 평가하였다.

○: 백색감이 관찰되지 않았다.

×: 백색감이 관찰되었다.

이하, 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1에 도시된 바와 같이, 비교예 1 내지 4에 있어서는, 광학 필름의 표면에 있어서의 표면 각도가 0.05°이상인 영역의 비율이 50% 이상이고, 또한 광학 필름의 표면에 있어서의 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하라고 하는 양쪽의 요건을 충족시키지 않고 있으므로, 간섭 줄무늬가 확인되고, 또한 백탁감이 관찰되고 있었다. 이에 비해, 실시예 1 내지 5에 있어서는, 광학 필름의 표면에 있어서의 표면 각도가 0.05°이상인 영역의 비율이 50% 이상이고, 또한 광학 필름의 표면에 있어서의 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하라고 하는 양쪽의 요건을 충족시키고 있으므로, 간섭 줄무늬가 확인되지 않고 또는 간섭 줄무늬는 조금 확인되었지만, 문제 없는 수준이며, 또한 백탁감은 관찰되지 않았다.

10, 50 광학 필름
11, 51 광투과성 기재
11A, 51A 혼재 영역
12, 52 기능층
12A, 52A 요철면
53 하드 코트층
54 저굴절률층
20 편광판
21 편광 소자
30 액정 패널
40 화상 표시 장치

Claims

광투과성 기재와, 상기 광투과성 기재 상에 설치된 기능층을 구비하는 광학 필름이며,
상기 기능층이 상기 광학 필름의 표면을 이루는 요철면을 갖고,
상기 광학 필름의 필름면의 법선 방향을 따른 단면에 있어서의 상기 필름면에 대한 상기 요철면의 경사 각도를 표면 각도라고 할 때, 상기 요철면에 있어서 상기 표면 각도가 0.05°이상인 영역의 비율이 50% 이상이며, 또한
상기 요철면에 있어서의 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 기울기 RΔq가 0.003 이하인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 기능층이 하드 코트층을 구비하고, 상기 하드 코트층의 표면이 상기 요철면인 광학 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 기능층이 하드 코트층과, 상기 하드 코트층 상에 설치되고 또한 상기 하드 코트층보다 낮은 굴절률을 갖는 저굴절률층을 구비하고, 상기 저굴절률층의 표면이 상기 요철면인 광학 필름.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 하드 코트층이 미립자와 결합제 수지를 포함하는 광학 필름.
제 4 항에 있어서,
상기 미립자가 무기 산화물 미립자인 광학 필름.
제 5 항에 있어서,
상기 무기 산화물 미립자는 표면이 소수화 처리된 무기 산화물 미립자인 광학 필름.
제 5 항에 있어서,
상기 무기 산화물 미립자가 상기 하드 코트층 내에서 응집체를 형성하고, 상기 응집체의 평균 입자 직경이 100㎚ 이상 2.0㎛ 이하인 광학 필름.
제 1 항에 기재된 광학 필름과,
상기 광학 필름의 상기 광투과성 기재에 있어서의 상기 기능층이 형성되어 있는 면과는 반대측의 면에 형성된 편광 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판.
제 1 항에 기재된 광학 필름 또는 제 8 항에 기재된 편광판을 구비하는 액정 표시 패널.
제 1 항에 기재된 광학 필름 또는 제 8 항에 기재된 편광판을 구비하는 화상 표시 장치.