KR100957483B1

KR100957483B1 - 투명 기판 및 확산층을 포함하는 확산막

Info

Publication number: KR100957483B1
Application number: KR1020047005044A
Authority: KR
Inventors: 이또요지; 후지와라이사오; 안도다꾸미
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2010-05-14
Also published as: KR20040051597A

Abstract

확산막은 투명 기판 및 확산층을 포함한다. 확산층은 고니오포토미터로 측정되는 특정의 산란광 프로파일을 나타낸다. 산란광 프로파일에서, 0°각도에서 투과된 광의 강도에 대한 30°각도에서 산란된 광의 강도의 비율은 0.01 내지 0.2 % 이다.

확산막, 편광판, 반사방지막

Description

투명 기판 및 확산층을 포함하는 확산막 {DIFFUSION FILM COMPRISING TRANSPARENT SUBSTRATE AND DIFFUSION LAYER}

본 발명은 투명 기판 및 확산층을 포함하는 확산막에 관한 것이다. 본 발명은 또한 투명 기판, 확산층, 및 저반사 굴절층을 순서대로 포함하는 반사방지막에 관한 것이다. 본 발명은 또한 한 쌍의 보호막 및 이들 막 사이에 제공되는 편광 멤브레인에 관한 것이다. 확산막, 반사방지막, 및 편광판은 이미지 표시 장치에 이롭게 이용될 수 있다.

액정표시장치는 일반적으로 편광판 및 액정 셀을 포함한다. 표시된 이미지의 품질을 보장하기 위하여, 시야각이 크고 디스플레이 표면 (스크린) 이 외부로부터 입사되는 광을 반사하는 것이 방지해야 한다.

광보상시트가 편광판과 액정셀 사이에 제공되는 TN 모드의 TFT 액정 디스플레이는 가장 널리 이용되는 디스플레이이다. 일본 특허 가공보 제 1996-50206 호, 제 1995-191217 호 및 유럽 특허 제 0911656A2 에 개시된 바와 같이, TN 모드의 TFT 액정 표시는 넓은 시야각 범위 내에서 고품질의 이미지를 제공한다. 그러나, 스크린을 하부에서 볼 때 TFT 액정 디스플레이에 표시되는 이미지의 그라데이션이 종종 반전된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 다양한 방안이 제안되어 왔다. 예를 들어, 이미지 품질을 현저하게 향상시키기 위하여, 확산 수단 (일본 특허 제 2,822,983 호), 광학 축 교환기 (일본특허공개 제 2001-33783 호), 또는 방출된 광을 확산시키기 위한 광학 수단 (일본특허공개 제 2001-56461 호) 이 시야측 표면 상에 제공된다. 그러나, 이 방법에서는, 고도로 제어되는 렌즈 또는 굴절 격자 구조를 갖는 확산 수단을 이용하는 것이 필요하므로, 고가이며 대량생산이 매우 어렵다.

일본 특허 가공보 제 1994-18706 호 및 제 1998-20103 호는, 투명 기판이 필러 (예를 들면, 실리콘 디옥사이드(실리카)) 를 함유하는 수지로 코팅되는 확산막을 개시한다. 이 확산막은 저렴하게 대량생산될 수 있다.

일본 특허 가공보 제 1999-160505, 1999-305010, 1999-326608 호, 제 2000-121809 호, 제 2000-180611 호 및 제 2000-338310 호는 다른 확산막을 개시하고 있지만, 이들은 충분히 이미지를 개선할 수 없다.

최근, 미세 이미지를 표시하기 위한 초미세 화소의 모니터로서 액정 디스플레이가 이용되고 있다. 그러나, 확산막을 탑재한 모니터는 희미한 이미지를 표시한다.

디스플레이 표면이 외부로부터 입사되는 광을 반사하는 것을 방지하기 위하여, 일반적으로 반사방지막이 제공된다. 반사방지막은 디스플레이의 상부 표면 상에 위치되며, 반사율을 감소시키는 광학 간섭을 생성하여, 디스플레이 스크린이 주변의 환경을 반사하는 것을 방지함으로써, 표시되는 이미지의 콘트라스트가 손상되지 않도록 한다. 그러나, 반사방지막은 시야각 (그라데이션의 반전) 의 문제를 어떠한 방법으로도 해결할 수 없으므로, 디스플레이 표면에 외부로부터 유입되는 광이 반사되는 것을 효과적으로 방지하고 동시에 시야각의 문제를 해결하는 반사방지막을 제공하는 것이 소망되어 왔다.

본 발명의 목적은 액정 디스플레이의 시야각을 확대하고, 특히, 디스플레이를 하부에서 볼 때 그라데이션의 반전을 방지할 수 있고 디스플레이 표면이 주변 환경을 반사하는 것을 방지할 수 있는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 액정 디스플레이를 미세 디스플레잉 모니터로서 이용하더라도 명확한 이미지를 부여하도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 액정 패널을 두껍게하지 않고 시야각 (특히, 디스플레이를 하부에서 볼 때의 시야각) 를 확대하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 시야각에 따라 종종 관찰되는 콘트라스트의 열화, 흑색에서 백색으로의 반전 또는 백색에서 흑색으로의 반전, 및 원하지 않는 색상의 변동과 같은 이미지 품질 손상을 방지하는 데 있다.

본 발명은 투명 기판 및 확산층을 포함하는 확산막을 제공하며, 여기서 확산층은 고니오포토미터로 측정되는 산란광 프로파일이 0°각도의 투과된 광의 강도에 대한 30°각도의 산란광의 강도의 비율이 0.01 내지 0.2 % 이다.

이 확산층은 고니오포토미터로 측정되는 산란광 프로파일이 0°각도의 투과된 광의 강도에 대한 60°각도의 산란광의 강도의 비율이 0.02 % 이하이다.

이 확산층은 40 내지 90 % 범위의 총헤이즈값을 갖는다. 이 확산층은 또한 30 내지 80 % 범위의 내부 확산 헤이즈값을 갖는다. 이 확산층은 30 내지 95 % 범위의 30°의 각도에서 측정된 헤이즈값을 더 갖는다.

이 확산층은 투명 수지 및 투명 미립자를 포함할 수 있다. 이 투명 미립자는 투명 수지의 굴절율와 상이한 굴절율을 갖는다. 이 투명 수지와 이 투명 미립자 사이의 굴절율의 차이는 바람직하게는 0.02 내지 0.20 의 범위이다. 이 미립자는, 0.5 내지 2.0 ㎛ 범위의 입자 크기를 갖는 상대적으로 작은 입자, 및 2.5 내지 5.0 ㎛ 범위의 입자 크기를 갖는 상대적으로 큰 입자를 포함한다.

확산층은, 확산층의 표면으로부터의 각도 분포의 평균 각도가 1.5 내지 5°의 범위인 거친 표면을 갖는다. 또한, 이 확산층은, 확산층의 표면으로부터의 각도 분포의 최대 각도가 0.4 내지 1.4°의 범위인 거친 표면을 갖는다. 이 확산층은 표면 거칠기가 0.05 내지 0.18 ㎛ 의 범위인 거친 표면을 갖는다.

투명 기판은 광학 이방성 중합체막이 될 수 있다. 이 광학 이방성 중합체층은 0 내지 200 nm 범위의 Re 리타데이션값 및 70 내지 500 nm 범위의 Rth 리타데이션값을 갖는다.

본 발명은 또한 한 쌍의 보호막 및 보호막들 사이에 제공되는 편광 멤브레인을 포함하는 편광판을 제공하고, 여기서, 이 보호막들 중 하나가 전술한 확산막이다.

편광판은 액정 화합물로 형성되는 광학 이방성층을 더 포함하고, 편광판은 확산막, 편광 멤브레인, 및 광학 이방성층을 이 순서대로 포함한다. 액정 화합물은 디스코틱 화합물인 것이 바람직하다.

본 발명은 투명 기판, 확산층, 및 저 굴절율층을 이 순서대로 포함하는 반사방지막을 제공하며, 여기서, 확산층은 고니오포토미터로 측정되는 산란광 프로파일이 0°각도의 투과된 광의 강도에 대한 30°각도의 산란광의 강도의 비율이 0.01 내지 0.2 % 이고, 5°각도의 입사광의 평균 거울 반사율이 450 내지 650 nm 의 파장 영역에서 2.5 % 이하를 나타낸다.

본 발명은 한 쌍의 보호막, 및 이 보호막들 사이에 제공되는 편광 멤브레인을 포함하는 편광판을 더 제공하고, 여기서, 보호막들 중 하나는 위에서 정의된 반사방지막이다.

확산막, 반사방지막, 또는 편광판은 이미지 디스플레이 장치의 디스플레이 표면에 접착될 수 있다. 이미지 디스플레이 장치는 액정 디스플레이인 것이 바람직하다. 액정 디스플레이는 TN, VA, OCB, IPS 또는 ECB 모드의 액정셀을 갖는것이 바람직하다.

본 발명자는 고니오포토미터로 측정되는 산란광 강도의 분포가 시야각 특성의 개선에 관계되는 것을 발견하였다. 본 발명자는 또한 적절한 헤이즈값을 갖고 소정의 저굴절율층을 포함하는 반사방지막은 시야각 측성을 개선하고 디스플레이 표면이 표시된 이미지를 흐릿하게 하지 않고 외부에서 입사되는 광을 반사하는 것을 방지한다는 것을 발견하였다.

백라이트로부터 방출되는 광은 시야측 편광판 상에 제공되는 확산막의 편광판 상에 제공되는 확산막에 의해 확산된다. 많은 광이 확산될수록, 시야각 특성은 더욱 개선된다. 그러나, 광이 너무 많이 확산되면, 하부에서 산란되는 광의 양이 너무 증가되어, 전면에서 보여지는 이미지의 밝기를 감소시키거나 이미지의 클리어니스를 감소시키게 된다. 따라서, 특정 범위로 산란광 강도의 분포를 제어하는 것이 필요하다.

본 발명자는 산란광 프로파일에서 0°의 광 강도에 대한 30°각도의 산란각의 광 강도의 비율이 특정 범위 내로 제어된다면 소망의 시야각 특성이 구현될 수 있는 것을 알게 되었다. 본 발명자는 표시된 이미지의 클리어니스를 보장하기 위하여, (이미지의 흐림을 유발하는) 60°의 산란각의 산란광 강도를 제어하는 것이 바람직하다는 것을 더 발견하였다.

또한, 본 발명에 따르면, 액정 장치의 시야각이 확대된다. 특히, 디스플레이 표면은 주변 환경을 반사하는 것을 방지한다. 동시에, 디스플레이를 하부에서 볼 때 그라데이션의 반전 또한 방지된다.

또한, 본 발명에 따르면, 액정 디스플레이는 미세 표시 디스플레이를 포함하는 모니터로서 이용되는 경우에도 명확한 이미지를 부여한다.

또한, 본 발명에 따르면, 시야각은 (특히 디스플레이를 하부에서 볼 때의 시야각) 액정 패널을 두껍게하지 않고 확대된다.

또한, 확산막은 시야각에 따라 종종 관찰되는 콘트라스트 열화, 그라데이션의 반전, 흑백 또는 백흑의 반전, 및 원하지 않는 색상과 같은 이미지 품질 저하를 방지할 수 있다.

도 1 은 확산막의 기본적인 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 2 는 확산막의 다른 기본적인 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 3 은 실시예 2 에서 제조된 확산막 (A-02) 의 산란광 프로파일이다.

본 발명에서, 소망의 시야각 특성을 구현하기 위하여, 산란각에서의 0°에서의 광 강도에 대한 30°의 산란각에서의 산란된 광 강도의 비율은 0.01 % 내지 0.2 % 의 범위, 바람직하게는, 0.02 % 내지 0.15 % 의 범위, 보다 바람직하게는, 0.03 % 내지 0.1 % 의 범위로 제어된다. 30°의 산란각에서의 산란된 광 강도는 시야각 특성의 향상과 근접하게 관련된다.

또한, 표시된 이미지의 클리어니스를 보장하기 위하여, (이미지의 흐려짐과 근접하게 관련되는) 60°의 산란각으로 산란되는 광 강도를 제어하는 것이 바람직하다. 산란광 프로파일에서 0°에서의 산란각에서의 광 강도에 대한 60°의 산란각에서의 산란된 광 강도의 비율은 바람직하게는 0.02 % 이하, 보다 바람직하게는, 0.01 % 이하, 가장 바람직하게는, 0.005 % 이하로 제어된다.

상업적으로 입수가능한 자동 고니오포토미터 (goniophotometer, GP-5, Murakami Color Research Laboratory) 에 의해 제조된 확산막을 측정함으로써 산란광 프로파일이 획득된다.

시야각 특성을 향상시키기 위하여, 헤이즈값을 제어하는 것이 또한 중요하다. 내부 확산 헤이즈값은 30 내지 80 % 범위에서 바람직하고, 35 내지 70 % 에서 보다 바람직하며, 40 내지 60 % 에서 가장 바람직하다.

0.5 내지 2.0 ㎛ 평균 입자 직경을 갖는 미립자량을 증가시키고, 막을 두껍게 하며, 또는, 입자의 굴절율을 증가시킴으로써, 내부 확산 헤이즈를 향상시킬 수 있다.

표면 거칠기는 시인성을 향상시키기 위하여 적절한 표면 헤이즈를 부여할 수 있다. 헤이즈값 결과 (내부 산란된 헤이즈 및 표면 헤이즈의 합) 은 40 내지 90 % 의 범위인 것이 바람직하고, 45 내지 80 % 의 범위인 것이 보다 바람직하며, 50 내지 70 % 의 범위인 것이 가장 바람직하다.

확산층은 30°각도에서 측정되는 헤이즈값을, 바람직하게는, 30 내지 95 % 의 범위에서, 보다 바람직하게는, 35 내지 70 % 의 범위로 더 포함할 수 있다.

(외부광의 반사를 방지하는) 눈부심방지 (antiglare) 기능은 표면 거칠기와 관련된다. 거칠기가 증가함에 따라, 반사가 감소된다는 것을 통상 알려진 것이다. 출원인은 거친 표면으로부터 각도 분포의 평균 각도 또는 최대 피크 각도가 눈부심방지 기능과 근접하게 관련되는 것을 발견하였다. 따라서, 눈부심방지 기능은 표면 거칠기가 작더라도 최대 피크 각도 또는 평균 각도를 조절함으로써 향상될 수 있다. 거친 표면을 갖는 막은 눈부심방지 기능을 갖지만 흐릿하거나 희끄무레한 이미지를 표시하였다. 본 발명에 따르면, 막은 이러한 문제를 발생시키지 않고 반사눈부심 기능을 가질 수 있다.

확산층은 층의 표면으로부터 각도 분포 중 평균 각도가 바람직하게는 1.5° 내지 5° 의 범위이고, 보다 바람직하게는, 2° 내지 4.5° 인 거친 표면을 갖는다. 확산층은 또한 각도 분포 중 최대 피크 각도가 0.4° 내지 1.4° 의 범위이고, 보다 바람직하게는 0.5° 내지 1.2° 의 범위인, 거친 표면을 가질 수 있다. 확산층은 또한 표면 거칠기가 0.05 내지 0.18 ㎛ 인 거친 표면을 갖는다. 표면 거칠기는 0.16 ㎛ 이하인 것이 바람직하며, 0.14 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

층의 표면으로부터의 각도 분포 중 각도는, 할로겐 럼프, 640×480의 CCD 카메라, 이중 빔 간섭 대물 렌즈를 이용하는 간섭 현미경 (MM-40/6, Nikon Corporation) 을 갖는 마이크로 맵 소프트웨어에 의해 측정될 수 있다.

(확산막의 기본 구조)

도 1 은 확산막의 기본적인 구조를 도시하는 개략 단면도이다.

도 1 에 나타낸 확산막 (10) 은 투명 기판 (20), 확산층 (30) 및 저굴절율층 (50) 을 포함하며, 순서대로 적층되어 있다. 확산층 (30) 은 투명 수지 (31), 및 그 내부에 분산되는 제 1 투명 미립자 (41) 및 제 2 투명 미립자 (42) 를 포함한다. 확산층 (30) 은 복수개의 서브층으로 이루질 수 있다. 3 종류 이상의 투명 미립자를 포함할 수 있다.

확산층 (30) 의 투명 수지 (31) 는 1.51 내지 2.00 의 범위의 굴절율을 갖는 바람직하다. 저 굴절율층 (50) 의 굴절율은 1.35 내지 1.45 의 범위인 것이 바람직하다. 투명 기판 (20) 은 1.48 의 굴절율을 갖는 셀룰로오스 트리아세테이트로 이루어지는 것이 바람직하다.

높은 굴절율을 갖는 확산층은 저 굴절율층이 1.35 내지 1.45 의 굴절율을 갖는 경우에도 반사를 잘 방지한다. 확산층의 굴절율이 매우 작으면, 이 층은 반 사를 잘 방지할 수 없다. 그 반면, 너무 높은 경우에는, 반사광이 바람직하지 않게 편향된다.

도 1 의 각도 (θ) 는 층의 표면으로부터의 각도 분포의 각도를 의미한다.

도 2 는 확산막의 다른 기본적인 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 2 에 도시된 확산막 (10) 은 투명 기판 (20), 광학 이방성층 (60), 및 확산층 (30) 을 이 순서대로 포함한다. 확산층 (30) 은 투명 수지 (31) 와 제 1 투명 미립자 (41) 및 제 2 투명 미립자 (42) 를 포함한다.

투명 기판 (20) 은 광학 이방성 중합체막으로 형성될 수 있다. 광학 이방성 중합체층은 셀룰로오스 아세테이트막인 것이 바람직하고, 셀룰로오스 트리아세테이트막인 것이 보다 바람직하다.

배향층은 투명 기판 (20) 과 광학 이방성층 (60) 사이에 제공되는 것이 바람직하다.

확산막이 액정 디스플레이에 접착되는 경우, (투명 기판과 다른) 확산층은 액정셀의 측면 상에 배열된다. 확산막은 액정셀과 편광판 사이에 배치되는 것이 바람직하며, 시야측 편광판과 셀 사이인 것이 보다 바람직하다. 액정 디스플레이는 (1) 투명보호막, (2) 편광 멤브레인, (3) 투명 기판 (광학 이방성 중합체막), (4) 배향층, (5) 광학 이방성층, (6) 확산층, 및 (7) 액정셀을 순서대로 포함한다. 투명 보호막은 눈부심방지 기능 또는 반사방지 기능을 가질 수 있다. 눈부심방지막 또는 반사방지막은 상업적으로 입수가능한 것이다 (Fuji Photo Film Co., Ltd. 의 CV Film).

(확산층)

확산층은 산란광 프로파일 및 헤이즈값이 조절된 투명 수지 및 투명 미립자를 포함한다. 본 발명에서, 상이한 입자 크기를 갖는 2 이상의 종류의 투명 미립자가 이용되는 것이 바람직하다.

입자와 투명 수지 간의 굴절율의 차이는 0.02 에서 0.20 의 범위인 것이 바람직하다. 이 차이가 0.02 보다 작으면, 막이 광을 확산시키는 것이 매우 작다. 차이가 0.20 보다 크면, 광은 또한 막 전체가 백색 또는 반투명이 되도록 확산된다. 굴절율 차이가 0.03 에서 0.15 의 범위인 것이 바람직하고, 0.04 에서 0.13 의 범위인 것이 보다 바람직하다.

투명 미립자 (42) 는 0.5 에서 2.0 ㎛ 의 평균 입자 크기를 갖는다. 이러한 입자 크기는 적절한 광 산란각 분포를 부여한다.

이미지 품질을 향상시키기 위하여 (하부에서 디스플레이를 볼 때, 시야각 특성을 향상시키기 위하여), 소정의 각도로 입사광을 확산시키는 것이 필요하다. 많은 입사광이 확산되면, 시야각 특성이 개선된다. 그 반면, 전방에서 보이는 이미지의 휘도 (brightness) 를 유지하기 위하여, 투과성을 가능한한 높게 증가시킬 필요가 있다.

평균 입자 크기가 0.5 ㎛ 이하인 경우, 입사광은 산란되어 시야각 특성이 현저하게 증가된다. 그러나, 동시에 광은 하부로 산란되어 밝기가 현저하게 저하된다. 평균 입자 크기가 2.0 ㎛ 이상인 경우, 입사광은 산란되어 시야각 특성 이 불충분하게 향상된다. 따라서, 미립자의 평균 입자 크기는 0.6 에서 1.8 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하며, 0.7 에서 1.7 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다.

다른 투명 미립자 (41) 는 2.5 에서 5.0 ㎛ 의 평균 입자 크기를 갖는다. 이러한 입자 크기는 본 발명에 적합하게 표면을 산란시킨다.

이미지 품질을 향상시키기 위하여, 디스플레이 표면 (스크린) 은 주변 환경을 반사하는 것을 방지할 필요가 있다.

디스플레이 표면이 보다 낮은 헤이즈값을 가지면, 디스플레이가 부여하는 이미지는 더욱 명료하게 된다. 그러나, 헤이즈값이 너무 낮으면, 주변 환경을 반사하고 스파클링 (눈부심) 이 관찰된다. 헤이즈값이 너무 높게 되면, 디스플레이 표면이 하얗게 된다. 따라서, 디스플레이 표면의 헤이즈값 (h_s) 은 바람직하게는, 0.5<h_s<30, 보다 바람직하게는, 3≤h_s≤20, 가장 바람직하게는, 7≤h_s≤15 의 조건을 만족한다.

미립자는 막 표면 (디스플레이 표면) 을 적절하게 거칠게 하여, 헤이즈값이 전술한 범위에 있도록 한다. 헤이즈값은 JIS-K-7105 에 따른 측정 장치 (HR-100, Murakami Color Research Laboratory) 로 측정될 수 있다.

평균 입자 크기가 2.5 ㎛ 이하인 경우, 표면 거칠기는 매우 작게 되어, 입사 광이 충분히 산란되지 않게 되어, 표면이 주변 환경을 반사하는 것을 충분히 방지할 수 없게 된다. 5.0 ㎛ 이상인 경우, 표면이 주변 환경을 반사하는 것을 충분히 방지할 수 있도록 거칠게 되지만, 표면이 매우 하얗게 되어 이미지 품질을 저 하시킨다. 따라서, 평균 입자 크기는 2.2 에서 4.7 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하고, 2.4 에서 4.5 ㎛ 의 범위인 것이 보다 바람직하다.

표면 거칠기 (Ra) 는 1.2 이하인 것이 바람직하고, 0.8 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.5 ㎛ 이하인 것이 가장 바람직하다. 표면 거칠기는 AFM (Seiko Instruments Inc. 의 SPI3800N) 으로 관찰될 수 있다.

2 이상의 종류의 투명 미립자가 혼합되어 이용되기 때문에, 조합 및 혼합 비율은 최적의 시야각 특성을 구현하고 디스플레이 표면이 주변 환경을 반사하는 것을 방지하도록 자유롭게 선택될 수 있다.

투명 미립자 (41, 42) 는 단일 분산된 유기 입자 또는 무기 입자가 될 수 있다. 입자의 크기는 균일한 것이 바람직하다. 그런 경우, 입자의 산란 특성은 거의 동일하고 따라서 헤이즈를 쉽게 제어한다.

투명 미립자로서, 플라스틱 비즈가 바람직하다. 플라스틱 비즈는 높은 투과성을 갖는 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 재료의 굴절율와 투명 수지의 굴절율 사이의 차이가 전술한 범위인 것이 바람직하다.

비즈 재료의 예는, 폴리메타크릴레이트 (굴절율 : 1.49), 아크릴-스티렌 공중합체 (굴절율 : 1.54), 멜라민 (굴절율 : 1.57), 폴리카르보네이트 (굴절율 : 1.57), 가교결합된 폴리스티렌 (굴절율 : 1.61), 폴리스티렌 (굴절율 : 1.60), 폴리비닐 클로라이드 (굴절율 : 1.60), 및 벤조구아나민-멜라민 포름알데히드 (굴절율 : 1.68) 을 포함한다.

실리카 (굴절율 : 1.44 내지 1.45) 및 알루미나 (굴절율 : 1.63) 로 이루어 지는 무기 비즈를 또한 이용할 수 있다. 실리카 미립자가 바람직하다.

비즈의 형상은 구형이 아니어야 한다. 비즈의 애스펙트비는, 확산층이 경사각으로 바람직하게 광을 확산하는 경우, 보다 상세하게는, 확산층이 30 에서 95 % 범위에서 30°의 각도로 측정되는 헤이즈값을 갖는 경우, 2 에서 50 인 것이 바람직하며, 5 에서 30 인 것이 보다 바람직하다.

전술한 바와 같이 플라스틱 비즈의 크기는 0.5 에서 5 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 비즈량은 투명 수지의 100 중량부 당 5 에서 30 중량부의 범위인 것이 바람직하다.

확산층의 표면 거칠기는 입자 크기, 입자량, 및 입자에 대한 투명 수지 (바인더) 의 비를 제어함으로써 조절될 수 있다. 비는 확산층의 두께에 필수적으로 대응한다. 입자가 2 이상의 피크를 갖는 경우, 최대 피크를 갖는 입자는 표면 거칠기에 관련된다.

입자 크기 (dp) 와 층 두께 (db) 사이의 관계는 공식 dp-1.0㎛≤db≤dp+1.5㎛ 를 만족하는 것이 바람직하고, dp-0.5㎛≤db≤dp+1.0㎛ 를 만족하는 것이 더욱 바람직하다. 바인더에 기초한 입자량은 상기 공식을 만족시키도록 바람직하게는 1 에서 15 wt% 의 범위로, 보다 바람직하게는 3 에서 12 wt% 이다. 입자 크기는 2.0 에서 5.5 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하고, 2.5 에서 5.0 ㎛ 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 표면 거칠기는, 입자에 대한 투명 수지 (바인더) 의 비율을 증가시켜, 표면에서 돌출되는 입자를 감소시킴으로써 조절할 수 있다.

투명 미립자가 수지 성분 (투명 수지) 에 침전되기 때문에, 실리카와 같은 무기 필러를 추가하여 입자가 부양되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 너무 많이 추가되는 경우, 막의 투명성이 저하된다. 따라서, 0.5 ㎛ 이하의 크기를 갖는 그레인으로 이루어지는 무기 필러가 투명 수지양에 대해 0.1 wt% 미만의 양으로 추가되는 것이 바람직하다. 필러의 양은 투명성을 거의 저하시키지 않는다.

투명 수지는 이온화 조사(즉, 자외선 또는 전자빔)-경화성 수지, 용매에서의 이온화 조사-경화성 수지와 열가소성 수지의 혼합물 또는 열경화성 수지이다. 통상, 확산막의 두께는 일반적으로 0.5 에서 50 ㎛ 의 범위, 바람직하게는 1 에서 20 ㎛ 의 범위, 보다 바람직하게는 2 에서 10 ㎛ 의 범위, 가장 바람직하게는 3 에서 7 ㎛ 의 범위이다.

투명 수지는 바람직하게는 1.51 에서 2.00, 보다 바람직하게는 1.51 에서 1.90, 보다 더욱 바람직하게는 1.51 에서 1.85, 가장 바람직하게는 1.51 에서 1.80 의 굴절율을 갖는다. 확산층의 굴절율은 투명 미립자가 없는 층을 관찰함으로써 결정된다. 굴절율이 매우 작으면, 층은 반사를 잘 방지할 수 없다. 한편, 굴절율이 너무 높으면, 반사광은 착색되어 바람직하지 못하다.

투명 수지는 바인더를 포함한다. 바인더는 포화 하이드로카본 또는 폴리에테르의 주사슬을 갖는 중합체인 것이 바람직하고, 중합체는 가교결합되는 것이 바람직하다. 포화된 하이드로카본의 주사슬을 갖는 중합체는 중합 반응을 통하여 에틸렌성 불포화 단량체로부터 구비되는 것이 바람직하다. 단량체는 2 이상의 에틸렌성 불포화 단량체기를 가짐으로써, 가교결합 중합체를 형성한다.

2 이상의 에틸렌성 불포화 중합체기를 갖는 단량체의 예에는, (메타)아크릴산과 폴리하이드릭 알코올의 에스테르 (예를 들면, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-디클로로헥산 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 1,3,5-사이클로헥산에트리올 트리메타크릴레이트, 폴리우레탄 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르 폴리아크릴레이트), 비닐벤젠 및 그 유도체 (예를 들면, 1,4-디비닐벤젠, 4-비닐벤조산-2-아크릴오일 에틸에스테르, 1,4-디비닐사이클로헥사논), 비닐술폰 (예를 들면, 디비닐술폰), 아크릴아미드 (예를 들면, 메틸렌 비스아크릴아미드) 및 메타크릴아미드를 포함한다. 막의 경도 및 스크래치 내성을 고려하여, 5 이상의 관능기를 갖는 (메타)아크릴레이트가 바람직하다. 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트와 디펜타에리트리오톨 헥사아크릴레이트의 혼합물은 상업적으로 이용할 수 있는 것으로 특히 바람직하게 이용된다.

에틸렌성 불포화 중합체기를 갖는 이러한 단량체는 다양한 중합 개시제 및 첨가제와 함께 용매에 용해된다. 즉, 제조된 용액 (코팅액) 은 지지체 상에 도포되고, 건조 및 중합화되어 이온화 조사 또는 열에 의하여 경화된다.

2 이상의 에틸렌성 불포화 중합체기를 갖는 단량체를 대신하여 또는 그와 함께, 가교결합기가 바인더에 주입되어 가교결합될 수 있다. 가교결합기의 예는 이소시아네이트기, 에폭시기, 아지리딘기, 옥사졸리딘기, 알데히드기, 카르보닐기, 하이드라진기, 카르복실기, 메틸올기, 및 활성 메틸렌기를 포함한다. 또한, 비닐술폰산, 산무수물, 시아노아크릴레이트 유도체, 멜라민, 에테르화 메틸올, 에스테르, 우레탄, 및 메탈 알콕사이드 (예를 들면, 테트라메톡시실란) 과 같은 단량체에 의하여 획득될 수 있다. 또한, 블록이소사아네이트기와 같은 몇몇 단량체의 분해에 의하여 바인더가 가교결합될 수 있다. 가교 결합기로서, 가교결합 반응을 즉시 유도하는 기뿐 아니라, 반응을 생성하도록 분해되는 기를 이용할 수 있다. 가교결합기를 갖는 바인더는 가열에 의하여 가교결합될 수 있다.

전술한 바인더 공중합체이외에도, 투명 수지는 높은 굴절율을 갖는 단량체의 공중합체 및/또는 높은 굴절율을 갖는 금속 옥사이드의 초미립자를 포함한다.

높은 굴절율을 갖는 단량체의 예에는, 비스(4-메타크릴오일티오페닐)설파이드, 비닐나프탈렌, 비닐페닐술파이드, 및 4-메타크릴옥시페닐-4'-메톡시페닐티오에테르를 포함한다.

높은 굴절율을 갖는 금속 옥사이드는, 지르코늄, 티타늄, 알루미늄, 인듐, 아연, 주석 및 안티몬으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 금속의 옥사이드인 것이 바람직하다. 초미립자의 크기는 100 nm 이하이며, 바람직하게는 50 nm 이하이다. 금속 옥사이드의 예는 ZrO₂, TiO₂, Al₂O₃, In₂O₃, ZnO, SnO₂, Sb₂O₃, 및 ITO 를 포함한다. 이들 중, ZrO₂ 가 특히 바람직하다. 초미립자의 양은, 투명 수지 총량에 기초하여 10 에서 90 wt% 이며, 20 에서 80 wt% 인 것이 보다 바람직하다.

투명 기판 상에 투명 수지를 포함하는 확산층이 제공된다. 이 층을 형성 하기 위하여, 막 상에 수지 용액이 도포된다. 용액의 용매로서, 기판의 재료를 용해하는 하나 이상의 용매 (예를 들면, 셀룰로오스 트리아세테이트) 및 기판의 재료를 용해하지 않는 하나 이상의 용매가 혼합에 이용된다. 혼합 용매는 층이 반짝거리는 것을 방지함과 동시에 층과 기판 사이의 접착성을 향상시킨다. 바람직하게는, 기판을 용해하지 않는 하나 이상의 용매는 기판을 용해하는 하나 이상의 용매보다 높은 끓는점을 갖는다. 기판을 용해하지 않는 용매의 최고 끓는점은 기판을 용해하는 용매의 최저 끓는점보다 30 ℃ 이상 높으며, 가장 바람직하게는, 50 ℃ 이상이다.

기판의 재료 (바람직하게는, 셀룰로오스 트리아세테이트) 를 용해하는 용매의 예는 3 에서 12 탄소 원자를 갖는 에테르 (예를 들면, 디부틸 에테르, 디메톡시 메탄, 디메톡시 에탄, 디에톡시 에탄, 프로필렌 옥사이드, 1,4-디옥산, 1,3-디옥산, 1,3,5-트리옥산, 테트라하이드로퓨란, 아니솔, 페네톨), 3 에서 12 탄소 원자를 갖는 케톤 (예를 들면, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 디프로필 케톤, 디이소부틸 케톤, 사이클로펜타논, 사이클로헥산, 메틸 사이클로헥사논), 3 에서 12 탄소 원자를 갖는 에스테르 (예를 들면, 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, n-페닐 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, n-페닐 아세테이트, γ-부티롤아세톤), 2 종류 이상의 관능기를 갖는 유기 용매 (예를 들면, 메틸 2-메톡시아세테이트, 메틸 2-에톡시아세테이트, 에틸 2-에톡시아세테이트, 에틸 2-에톡시프로피오네이트, 2-메톡시 에탄올, 2-메톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올, 2-부톡시에탄올, 1,2-디아세톡시아세톤, 아세틸아세톤, 디아세톤알코올, 메틸 아세토아세테이트, 에틸 아세토아세테이트) 를 포함한다. 이들을 단일 또는 결합하여 이용될 수 있다. 케톤이 바람직하다.

기판 재료 (바람직하게는, 셀룰로오스 트리아세테이트) 를 분해하지 않는 용매의 예는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, tert-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올, 사이클로헥사놀, 이소부틸 아세테이트, 메틸 이소부틸 케톤, 2-옥시아논, 2-펜타논, 2-헵타논, 3-펜타논, 3-헵타논, 및 4-헵타논을 포함한다. 이들은 단일 또는 조합하여 이용될 수 있다.

기판 재료를 분해하는 용매량 (A) 과 기판 재료를 분해하지 않는 용매량 (B) 의 비 (A/B) 는 바람직하게는 5/95 에서 50/50 의 범위, 보다 바람직하게는 10/90 에서 40/60 의 범위, 가장 바람직하게는 15/85 에서 30/70 의 범위이다.

코팅과 건조 사이의 층의 온도는 20 ℃ 에서 40 ℃ 의 범위인 것이 바람직하다.

전술한 이온화 조사-경화성 수지의 조성은 전자빔 또는 자외선의 조사에 의하여 일반적인 방법으로 경화될 수 있다. 전자빔의 조사시, Cockcroft-Walton 가속기, Van de Graaff 가속기, 공진 변형 가속기, 절연성 코어-변형 가속기, 선형 가속기, 딘아미트론 (dinamitron), 및 라디오-주파수 가속기를 이용할 수 있다. 전자빔은 50 에서 1000 Kev 범위, 바람직하게는 100 에서 300 Kev 의 범위의 에너지를 갖는다. 자외선의 조사 시, 초고압 수은 램프, 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 탄소 아크 램프, 크세논 아크 램프, 및 금속 할라이드 아크 램프와 같은 다양한 광원을 이용할 수 있다.

(저 굴절율층)

반사방지층과 같은 저굴절율층은 확산층측의 상부면 상에 제공되어, 막이 외부에서 입사되는 광을 반사시키는 것을 방지한다.

저굴절율층은 1.35 에서 1.45 범위의 굴절율을 갖는다.

저굴절율층의 굴절율은 다음의 수학식 1 을 만족시키는 것이 바람직하다.

(mλ/4)×0.7＜n₁×d₁＜(mλ/4)×1.3

여기서, m 은 양의 홀수 (통상, 1) 이며, n₁ 은 저굴절율층의 굴절율, d₁ 은 저굴절율층의 두께 (nm) 이고, λ는 450 에서 650 nm 범위의 가시광의 파장이다.

굴절율 (n₁) 가 수학식 1 을 만족할 때, 수학식 1 을 만족하는 특정 양의 홀수 (m, 통상, 1) 은 상기 파장 영역에서 발견될 수 있다.

저굴절율층은 열경화에 의한 경화에 의하여 구비된 플루오르 함유 수지 또는 이온화 조사-경화 가교 결합성 플루오르 함유 화합물로 이루어질 수 있다. 이와 같이 구비된 층은, 마그네슘 플루오라이드 또는 칼슘 플루오라이드로 이루어진 저굴절율층보다 더욱 우수한 스크래치 내성을 갖는다. 경화된 플루오르-함유 수지는 1.35 에서 1.45 범위의 굴절율을 갖는다. 경화된 플루오르-함유 수지는 0.03 에서 0.15 범위의 동역학적 마찰 계수를 가지며, 수분에 대한 접촉각을 90° 에서 120° 범위로 부여한다.

가교성 플루오르 함유 화합물의 예는 퍼플루오로알킬-함유 실란 화합물 (예를 들면, (헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라데실)트리에톡시실란), 및 플루오로-함유 단량체 및 가교 결합기가 주입되는 단량체로부터 유도된 플루오르 함유 공중합체를 포함한다.

플루오르-함유 단량체의 예는 플루오로올레핀 (예를 들면, 플루오로에틸렌, 비닐리딘 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔), 부분 또는 완전 플루오르화 (메타)아크릴 알킬 에스테르 유도체 (예를 들면, Biscoat 6FM [제품명, Osaka Organic Chemical Co., Ltd.], M-2020 [제품명, Daikin Co., Ltd.] 및 부분 또는 완전 플루오르화 비닐 에테르를 포함한다.

가교 결합기가 주입되는 단량체의 예에는, 가교 결합기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 (예를 들면, 글리시딜 메타크릴레이트), 및 카르복실, 하이드록실, 아미노 또는 술폰산기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 (예를 들면, (메타)아크릴산, 메틸올 (메타)아크릴레이트, 하이드록시알킬 (메타)아크릴레이트, 알릴릭 아크릴레이트) 를 포함한다. 카르복실, 하이드록실, 아미노 또는 술포산기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체가 공중합된 후, 일본 특허 공보 제 1998-25388 및 제 1998-147739 호에 개시된 방식으로 가교결합 구조를 형성할 수 있다.

또한, 플루오르 함유 단량체 및 가교결합기로부터 주입되는 단량체로부터 유도되는 공중합체 뿐 아니라, 이러한 단량체와 다른 단량체로부터 유도되는 공중합체도 저 굴절율층으로 이용할 수 있다.

전술한 단량체이외의 이용가능한 단량체를 특히 한정하지 않는다. 이들의 예는 올레핀 (예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드), 아크릴레이트 에스테르 (예를 들면, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트), 메타크릴레이트 에스테르 (예를 들면, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트), 스티렌 유도체 (예를 들면, 스티렌, 디비닐벤젠, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌), 비닐 에테르 (예를 들면, 메틸비닐 에테르), 비닐 에스테르 (예를 들면, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 신나메이트), 아크릴아미드 (예를 들면, N-tert-부틸아크릴아미드, N-사이클로헥실아크릴아미드), 메타크릴아미드 및 아크릴로니트릴 유도체를 포함한다.

저 굴절율층에 이용되는 플루오르 함유 수지에서, Si 옥사이드의 초미립자는 이 층이 스크래칭에 대하여 강하게 되도록 분산되는 것이 바람직하다. Si 옥사이드 입자의 평균 크기는 바람직하게는 0.1 ㎛ 보다 크지 않은 범위이고, 보다 바람직하게는 0.001 에서 0.05 ㎛ 의 범위이다. 플루오르 함유 수지가 갖는 굴절율이 낮아질수록, 층이 광을 반사하는 것만이 억제된다. 그러나, 굴절율이 너무 낮으면, 스크래칭 내성은 감소된다. 따라서, 수지의 굴절율와 Si 옥사이드 입자양은 굴절율와 스크래치 내성이 최적으로 균형되도록 적합하게 조절된다.

낮은 굴절율층을 형성하기 위하여, Si 옥사이드의 초미립자와 같은, 유기용매에 분산되는 상업적으로 입수가능한 실리카졸이 코팅 용액에 직접 추가될 수 있다. 그렇지 않으면, 다양한 상업적으로 입수가능한 실리카 파우더를 유기용매 에 분산시켜 이용할 실리카를 제조할 수 있다.

통상의 온도 및 통상의 습도에서 셀룰로오스 트리아세테이트 (TAC) 막 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 막으로부터 수직 박리될 때, 반사방지막은 바람직하게는 -200 에서 +200 pc/㎠ 의 범위로, 보다 바람직하게는 -100 에서 +100 pc/㎠ 의 범위로, 보다 더욱 바람직하게는 -50 에서 +50 pc/㎠ 의 범위로 대전된다. 가장 바람직하게는, 이 막은 대전되지 않는 것이다 [단위 1 pc 는 10^-12 coulomb 를 의미한다].

상세하게는, 이 막은 통상의 온도와 10%RH 에서 바람직하게는 -100 에서 +100 pc/㎠ 의 범위로, 보다 더욱 바람직하게는 -50 에서 +50 pc/㎠ 의 범위로 대전된다. 가장 바람직하게는, 이 막은 대전되지 않는 것이다.

전술한 대전량 (수직-박리형으로 대전된 하전) 은 다음과 같은 방식으로 측정된다.

측정용 샘플은 2 시간 이상 동안 소정의 온도와 습도의 조건 하에서 미리 방치한다. 측정 장치는 샘플이 탑재되는 스테이지, 테스트용막을 고정하고 이 테스트용막을 샘플에 대하여 압축 및 박리하는 것을 반복하는 헤드, 및 이 샘플 상의 하전된 전하를 측정하기 위하여 헤드 상에 제공되는 전위계를 포함한다. 이 샘플을 스테이지 상에 탑재한 후, TAC 또는 PET 막을 헤드에 설치한다. 장치를 장착한 후, 헤드는 샘플에 대하여 반복적으로 압축되고 이격된다. 테스트 막을 첫번째 박리한 때와 다섯번째 박리한 때의 대전된 전하를 측정하고 평균을 낸다. 이 절차는 3 개의 샘플에 대하여 반복되고, 획득되는 값은 평균이 계산되어 수직- 박리 대전된 전하를 계산한다.

대전된 전하가 양 또는 음인지의 여부는 샘플의 재료 및 테스트 막에 따른다. 그러나, 대전된 전하의 절대값이 중요하다.

일반적으로, 저 습도에서 대전된 샘플은 대전된 전하의 높은 절대값을 나타낸다. 본 발명의 반사방지막은 통상의 온도 및 통상의 습도 또는 10%RH 에서 대전된 전하의 높은 절대값을 나타내며, 따라서, 방진에 우수하다.

반사방지막 표면의 다양한 원소의 함량은 대전된 전하가 전술한 범위에 있을 수 있도록 조절된다.

반사방지막은 1×10¹¹ Ω이상, 바람직하게는, 1×10¹² Ω이상의 표면 저항을 갖는다. 표면 저항은 JIS 에서 규정된 디스크 전극 방법에 따라 측정될 수 있다. 이 방법에서는, 표면 저항 (SR) 을 측정하기 위하여 전압이 인가된 후 전류값을 1 분 측정한다.

본 발명은 방진을 향상시키기 위하여 (막이 먼지를 잡는 것을 방지하기 위하여) 표면 저항을 충분히 작게 하는 (예를 들면, 1×10¹⁰ Ω 이하) 방법과 본질적으로 상이하다. 표면 저항은 표시된 이미지의 품질을 보증할 수 없도록 너무 작기 때문에, 이 방법은 본 발명에 이용되지 않는다. 본 발명에서는, 수직 박리 대전된 전하의 절대값이 너무 작아져, 이 표면 저항이 작게 되어야 할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 표면 저항은 1×10¹¹ Ω 이상으로 설정될 수 있으므로, 이미지 품질이 보장된다.

반사방지막은, 2.5 % 이하의 평균 거울 반사율로 5°의 입사각으로 입사되는 450 에서 650 nm 파장 영역으로 입사광을 반영한다. 평균 거울 반사율은 바람직하게는 1.2 % 이하, 더욱 바람직하게는 1.1 % 이하이다.

또한, 5°의 입사각으로 입사되는 450 에서 650 nm 의 파장 영역의 입사광은 2.5 % 이하의 통합 반사율로 반사되는 것이 바람직하다. 평균 통합 반사율은 2.3 % 이하인 것이 보다 바람직하다.

5°의 입사각으로 입사되는 광과 그 입사광의 거울 반사율은 아래와 같이 설명된다.

5°의 입사각으로 입사되는 광의 거울 반사율은, 수직에서 +5°의 각도로 입사되는 입사광의 강도에 대하여, 수직에서 -5°의 각도로 반사되는 광의 강도의 비이다. 거울 반사율은 표면이 주변 환경을 얼마나 반사하는가를 나타낸다. 눈부심방지 및 반사방지막은, 반사광의 강도를 감소시키기 위하여 입사광을 산란하는 (눈부심장지 특성이 제공되는) 거친 표면을 갖기 때문에, 작은 거울 반사율을 나타낸다. 따라서, 거울 반사율은 반사방지 특성 및 눈부심방지 특성을 나타낸다.

반면, 5°의 입사각으로 입사되는 광의 통합 반사율은, 수직에서 +5°의 각도로 입사되는 입사광의 강도에 대하여, 모든 방향에서 반사되는 광의 강도의 비이다. 산란광에 의해 감소되기 때문에, 통합 반사율은 오직 반사방지 특성을 나타낸다.

본 발명에서, 5°의 입사각으로 입사되는 450 에서 650 nm 의 파장 영역에서 의 광의 통합 반사율과 거울 반사율은, 모두 2.5 % 이하로 조절되어, 모두 반사방지 특성 및 충분한 눈부심방지 특성을 만족시키는 것이 구현된다.

눈부심방지막이 2.5 % 초과의 평균 거울 반사율의 5°의 입사각으로 입사되는 450 에서 650 nm 의 파장 영역에서 광을 반사하는 경우, 이 막이 구비된 디스플레이는 주변의 환경을 반사하여 불량한 시인성의 이미지를 부여한다.

반사방지막이 2.5 % 초과의 평균 거울 반사율의 5°의 입사각으로 입사되는 450 에서 650 nm 의 파장 영역에서 광을 반영하는 경우, 이 막이 구비된 디스플레이는 불량한 콘트라스트를 부여한다. 이미지는 (눈부심방지 성능이 제공되는) 거친 표면에 의하여 산란된 광에 의해 하얗게 되고, 따라서, 이미지의 품질이 저하된다.

반사방지막은 수직으로 반사되는 광이 다음의 조건을 만족시키는 색도를 가질 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다.

L*≤10, 0≤a*≤10, 및 -5≤b*≤2

여기서, L*, a*, 및 b* 은 CIE 1976 의 L*a*b* 컬러 스페이스의 값이다. 이러한 색도를 갖는 수직으로 반사된 광은 중간색도를 나타낸다.

CIE 표준 광원 D65 로부터 발광되고 5°의 입사각으로 입사되는 수직 반사광의 색도는 CIE 1976 의 L*a*b* 컬러 스페이스의 L*, a*, 및 b* 값의 관점에서 평가된다. L*, a*, 및 b* 값은 5°의 입사각으로 입사되는 380 에서 780 nm 의 파장 영역에서, 광원 D65 으로부터 방출되는 오리지널 광의 스펙트럼 분포의 강도에서의 광의 측정된 거울 반사율의 (각 파장에서의) 제품으로부터 획득되는, 분광 반 사 스펙트럼으로부터 계산된다.

L* 값이 10 이상인 경우, 막은 디스플레이 표면이 입사광을 반사하는 것을 충분히 반사할 수 없다. a* 값이 2 보다 큰 경우, 반사광은 보라색으로 부자연스럽게 착색된다. 그 반면, a* 값이 0 보다 작은 경우, 반사광은 녹색으로 부자연스럽게 착색된다. b* 값이 -5 보다 작은 경우, 반사광은 청색으로 부자연스럽게 착색된다. 그 반면, b* 값이 2 보다 큰 경우, 반사광은 황색으로 부자연스럽게 착색된다.

눈부심방지층에 대한 하부 굴절율층의 굴절율와 바인더 재료의 굴절율이 최적으로 평형하게 되어, 반사방지막은 하부 굴절율을 가질 수 있고, 중성색도를 갖는 반사광을 부여할 수 있다.

증착 또는 스퍼터링에 의하여 형성되는 3 이상의 광학적 박층을 포함하는 공지돈 반사방지막은 0.3 % 이하의 평균 거울 반사율을 갖도록 이루어질 수 있고, 따라서, 그 L* 값은 3 이하로 감소될 수 있다. 그러나, 그 경우, a* 및 b* 값은 각각 10 이상 및 -10 미만이다. 따라서, 막은 부자연스럽게 착색된 반사광을 부여한다. 이와 반대로, 본 발명의 눈부심방지막은 반사광의 부자연스러운 착색으로 현저하게 개선된다.

(투명 기판)

투명 기판은 투명 수지 또는 투명 글라스로 이루어질 수 있다. 투명 수지의 예는 셀룰로오스 트리아세테이트 (TAC) [굴절율 : 1.48], 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 디아세틸렌 셀룰로오스, 아세테이트부틸레이트 셀룰로오스, 폴리(에테르 술폰), 폴리아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리(메틸 펜텐), 폴리(에테르 케톤), 및 (메타)아크릴로니트릴을 포함한다. 기판의 두께는 통상 25 에서 1000 ㎛ 의 범위에 있다.

투명 기판은 편광판의 상부 표면 상에 제공되고, 즉, 셀룰로오스 아세테이트로 이루어지는 것이 바람직하며, 통상 편광판의 보호막이 이용된다. 셀룰로오스 아세테이트의 기판은 충분한 투과성 및 충분한 매끄러운 표면을 가짐으로써 본 발명의 확산막으로의 이용시 바람직하게 된다.

본 발명에서, 59.0 에서 61.5 % 의 아세트산 함유량을 갖는 셀룰로오스 아세테이트을 이용하는 것이 바람직하다. 용어 "아세트산 함유량" 는 셀룰로오스의 일 단위 질량에 대한 결합된 아세트산의 양을 의미한다. 아세트산 함유량은 ASTM: D-817-91 (셀룰로오스 아세테이트의 테스트) 에 따라 결정된다.

셀룰로오스 에스테르는 바람직하게는 250 이상, 보다 바람직하게는 290 이상의 점도 평균 중합도를 갖는다. 또한, 본 발명에 이용되는 셀룰로오스 에스테르는, 겔 침투 크로마토크래피에 의해 측정되는 Mw/Mn (Mw 및 Mn 은 각각 질량 및 수평균 분자량이다) 의 분자질량 분포를 좁게 갖는 것이 바람직하다. Mw/Mn 의 값은 바람직하게는 1.0 에서 1.7 의 범위, 보다 바람직하게는 1.3 에서 1.65 의 범위, 가장 바람직하게는 1.4 에서 1.6 의 범위에 있다.

통상, 셀룰로오스 아실레이트의 2-, 3-, 및 6-포지션에서의 하이드록실기는 균등 치환되지 않고 (즉, 각 위치에서의 치환도는 총 치환도의 1/3 이 아니고), 6- 포지션에서의 치환도는 비교적 작게 된다. 본 발명에 이용되는 셀룰로오스 아세테이트에서, 6-포지션에서의 치환도는 2- 및 3-포지션에서의 치환도보다 큰 것이 바람직하다. 6-포지션에서의 하이드록실기는, 총 치환도에 기초할 때, 바람직하게는 32 % 이상으로, 보다 바람직하게는 33 % 이상으로, 가장 바람직하게는 34 % 이상으로, 아크릴기로 치환된다. 또한, 6-포지션의 아크릴기의 치환도는 0.88 이상인 것이 바람직하다. 6-포지션의 하이드록실기는 아세틸과 다른 아크릴기로 치환될 수 있다. 다른 아크릴기의 예에는 3 이상의 탄소 원자를 갖는 아크릴기 (예를 들면, 프로피오닐기, 부틸오일기, 바렐로일기, 벤조일기, 아크릴로일기) 이다. 각 포지션에서의 치환도는 NMR 에 의해 측정될 수 있다.

일본 특허 가공보 제 1999-5851 호에 개시된 방법에 따라 구비되는 셀룰로오스 아실레이트를 본 발명에 이용할 수 있다.

셀룰로오스 아세테이트막은 용매 캐스트 방법에 따라 구비되는 것이 바람직하다. 용매 캐스트 방법에서는, 셀룰로오스 아세테이트가 유기 용매에 분해된 도프를 이용한다.

유기 용매의 예는 3 에서 12 탄소 원자를 갖는 에테르, 3 에서 12 탄소 원자를 갖는 케톤, 3 에서 12 탄소 원자를 갖는 에스테르, 및 1 에서 6 탄소 원자를 갖는 할로겐화 하이드로카본을 포함한다.

에테르, 케톤, 또는 에스테르는 고리형 구조를 가질 수 있다. 에테르, 케톤, 또는 에스테르 (-O-, -CO-, 또는 -COO-) 의 2 이상의 관능기를 갖는 화합물은 또한 용매로서 이용할 수 없다. 유기 용매는 알코올 하이드록실 등의 다른 관능기를 가질 수도 있다. 용매가 2 이상의 관능기를 갖는 화합물인 경우, 탄소 원자의 개수는 전술한 범위 중 어떤 것도 가능하다.

3 에서 12 탄소 원자를 갖는 에테르의 예는 디이소프로필 에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 테트라하이드로퓨란, 아니솔, (anisole) 및 페네톨을 포함한다.

3 에서 12 탄소 원자를 갖는 케톤의 예는 아세톤, 메틸에틸 케톤, 디에틸 케톤, 디이소부틸 케톤, 사이클로헥사논 및 메틸사이클로헥산을 포함한다.

3 에서 12 탄소 원자를 갖는 에스테르의 예는 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 펜틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트 및 펜틸 아세테이트를 포함한다.

2 이상의 관능기를 갖는 화합물의 예는 2-에톡시에틸 아세테이트, 2-메톡시에탄올 및 2-부톡시에탄올을 포함한다.

할로겐화 하이드로카본은 하나 이상, 보다 바람직하게는 하나의 탄소 원자를 갖는다. 할로겐은 염소인 것이 바람직하다. 할로겐화 하이드로카본의 수소는, 바람직하게는 25 에서 75 mol% 의 양으로, 보다 바람직하게는 30 에서 70 mol% 의 양으로, 보다 더욱 바람직하게는 35 에서 65 mol% 의 양으로, 가장 바람직하게는 40 에서 60 mol% 의 양으로 할로겐과 치환된다. 통상의 할로겐화 하이드로카본은 메틸렌 클로라이드이다.

2 종류 이상의 용매가 혼합되어 결합에 이용될 수 있다.

셀룰로오스 아세테이트 용액은 통상의 방법으로 구비될 수 있다. 용어 " 통상의 방법" 은 0 ℃ 이상의 온도 (실온 또는 승온) 에서 제조를 수행하는 것을 의미한다. 셀룰로오스 아세테이트 용액 (도프) 는 일반적인 용매 캐스트 방법의 일반적인 장치에 의하여 일반적인 프로세스를 통하여 구비될 수 있다. 일반적인 프로세스에서, 할로겐화 하이드로카본 (특히, 메틸렌 클로라이드) 는 용매로서 이용되는 것이 바람직하다. 또한, 비염소함유 용매는 일본 특허 공보 2001-1745 호에 개시된다.

용액의 셀룰오로스 아세테이트의 양은 10 에서 40 wt% 의 범위인 것이 바람직하고, 10 에서 30 wt% 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 유기 (주요) 용매에 대하여, 아래에 설명되는 첨가제를 선택적으로 추가할 수 있다.

셀룰로오스 아세테이트 및 유기 융매를 실온 (0 에서 40 ℃) 에서 혼합하고 교반하여 용액을 제조한다. 농축된 용액을 제조하기 위하여, 고압하에서 온도를 상승시키면서 제조할 수도 있다. 이 경우, 셀룰로오스 아세테이트 및 유기 용매를 내압 용기에 둔다. 용기를 밀봉한 후, 상승된 온도에서 증가된 압력 하에서 혼합물을 교반한다. 대기압에서 용매의 끓는점 보다 높지만 용매가 끓지 않도록, 온도를 제어한다. 온도는 일반적으로 40 ℃ 이상의 범위, 바람직하게는 60 에서 200 ℃ 의 범위, 보다 바람직하게는 80 에서 110 ℃ 의 범위이다.

용기에 두기 전에, 용액의 성분들을 미리 혼합할 수 있다. 또한, 이들을 용기에 연속으로 추가할 수 있다. 용기는 교반 수단으로 구비되어야 한다. 질소 가스와 같은 불활성 가스를 용기에 채우고 내부 압력을 증가시킨다. 그 반면, 용기를 가열하여 용매의 증기압을 증가시켜 내부 압력을 증가시킬 수 있다. 용기를 밀봉한 후, 상승된 압력하에서 각각의 성분들을 추가할 수 있다.

용기를 외부에서 가열하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 재킷 히터를 이용하는 것이 바람직하다. 그 반면, 용기 전체를 가열하도록 용기 외부에 위치되는 플래이트 히터로 가열된 액체를 용기 주변을 감고 있는 파이프를 통해 흐르도록 할 수도 있다.

혼합물을 용기에 제공되는 프로펠러 믹서로 교반하는 것이 바람직하다. 프로펠러의 날개는 용기의 내벽에 도달되는 길이를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 날개의 팁에서, 스크래칭 수단은 내벽 상에 접착된 액체를 긁어내고 보충하도록 제공된다.

용기에서, 압력 게이지 및 온도계와 같은 다양한 미터를 제공할 수 있다. 성분들이 용기의 용매에서 용해된다. 이와 같이 제조된 도프를 냉각하고 용기에서 꺼내거나, 또는, 용기에서 꺼낸 후 열 교환기로 냉각시킨다.

통상의 프로세스에서 셀룰로오스 아세테이트를 분해할 수 없는 유기 용매에서 셀룰로오스 아세테이트를 분해할 수 있도록 하는 냉각 분해 방법에 따라 용액을 제조할 수 있다. 또한, 본 방법에 따르면, 셀룰로오스 아세테이트를 통상의 프로세스에 의해 용해할 수 있는 유기 용매에서, 셀룰로오스 아세테이트를 신속하고 균일하게 분해할 수 있다.

먼저, 냉각 분해 방법의 프로세스에서, 셀룰로오스 아세테이트를 점진적으로 추가하여 유기 용매에서 실온에서 교반한다. 혼합물 내의 셀룰로오스 아세테이트의 양은 바람직하게는 10 에서 40 wt% 의 범위, 보다 바람직하게는 10 에서 30 wt% 의 범위이다. 다음의 다양한 첨가제를 이 혼합물에 추가할 수 있다.

제조된 혼합물을 -100 에서 -10 ℃, 바람직하게는, -80 에서 -10 ℃ 로, 보다 바람직하게는, -50 에서 -20 ℃ 로, 가장 바람직하게는 -50 에서 -30 ℃ 의 온도로 냉각한다. 예를 들어, 건조 아이스-메탄올 조 (-75 ℃) 또는 냉각 에틸렌 글리콜 용액 (-30 에서 -20 ℃) 를 통해 냉각 절차를 수행할 수 있다. 냉각 절차를 통하여, 혼합물을 응고시킨다.

냉각 속도는 바람직하게는 4 ℃/min 이상, 보다 바람직하게는 8 ℃/min 이상, 가장 바람직하게는 12 ℃/min 이상이다. 냉각 속도는 가능한한 빠른 것이 바람직하다. 그러나, 냉각 속도의 이론적 상한은 초당 10000 ℃ 이고, 기술적 상한은 초당 1000 ℃ 이며, 실제 상한은 초당 100 ℃ 이다. 냉각 속도는 냉각 단계를 완료하는데 필요한 시간에 대한 냉각 단계에서의 온도 변화를 의미한다. 온도 변화는 냉각 단계 시작 시의 온도와 냉각 단계 종료 시의 온도 사이의 차이를 의미한다.

냉각 혼합물은 0 에서 200 ℃ 온도로, 바람직하게는 0 에서 150 ℃ 온도로, 보다 바람직하게는 0 에서 120 ℃ 온도로, 가장 바람직하게는 0 에서 50 ℃ 온도로 데워진다. 이러한 데움 절차를 통하여, 셀룰로오스 아세테이트는 유기 용매에서 용해된다. 데우기 위하여, 혼합물을 실온에서 방치하거나 데움 조에서 가열할 수 있다.

데움 속도는 4 ℃/min 이상, 보다 바람직하게는 8 ℃/min 이상, 가장 바람직하게는 12 ℃/min 이상이다. 데움 속도는 가능한한 빠른 것이 바람직하다. 그러나, 냉각 속도의 이론적 상한은 초당 10000 ℃ 이고, 기술적 상한은 초당 1000 ℃ 이며, 실제 상한은 초당 100 ℃ 이다. 데움 속도는 데움 단계를 완료하는데 필요한 시간에 대한 데움 단계에서의 온도 변화를 의미한다. 온도 변화는 데움 단계 시작 시의 온도와 데움 단계 종료 시의 온도 사이의 차이를 의미한다.

따라서, 균질 용액을 제조할 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트가 충분하게 분해되지 않으면, 냉각 및 데움 절차를 반복할 수 있다. 셀룰로오스 아세테이트가 충분히 분해 또는 분해되지 않는지의 여부를 눈으로 관찰할 수 있다.

냉각 분해 방법의 프로세스에서, 냉각 단계에서의 결로를 유발할 수 있는 물의 오염을 피하기 위하여 밀봉 용기를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 감압 하에서 혼합물을 냉각하여, 냉각 단계를 완성하기 위해 필요한 시간을 단축할 수 있으므로, 따라서, 감압 하에서 이 절차를 수행하기 위하여 내압 용기를 이용하는 것이 바람직하다.

시차주사 열량계법 (DSC) 에 따라, 냉각 분해 프로세스를 통하여 메틸 아세테이트의 셀룰로오스 아세테이트 (아세트산 함량 : 60.9 %, 점도 평균 중합도 : 299) 를 분해하여 제조되는 20 wt% 용액은 약 33 ℃ 에서 겔과 졸 사이의 의사 상전이점이점을 갖는다. 이 온도 이하에서, 용액은 균질한 겔의 형상이다. 따라서, 이 용액은 의사 상전이점이점 이상의 온도에서 유지되어야 하며, 바람직하게는 의사 상 전환점보다 약 10 ℃ 높은 온도에서 유지되어야 한다. 의사 상 전환점은 유기 용매, 아세트산 함량, 점도 평균 중합도 및 셀룰로오스 아세테이트의 농도와 같은 다양한 조건에 따른다.

셀룰로오스 아세테이트 막은 라 제조된 셀룰로오스 아세테이트 용액 (도프) 로부터 용매 캐스트 방법에 따형성된다.

이 도프는 드럼 또는 밴드 상에 캐스팅되고, 용매를 증발시켜 막을 형성한다. 이 도프의 고체 함량은 18 에서 35 % 의 범위로 조절된다. 드럼 또는 밴드의 표면은 거울이 되도록 미리 연마되는 것이 바람직하다. 캐스팅 방법의 캐스팅 및 건조 단계는 미국 특허 제 2,336,310 호, 제 2,367,603 호, 제 2,492,078 호, 제 2,492,977 호, 제 2,492,978 호, 제 2,607,704 호, 제 2,739,069 호, 제 2,739,070 호, 영국 특허 제 640,731 호, 제 736,892 호, 일본 특허 공개 제 1970-4554, 제 1974-5614 호, 일본 특허 가공보 제 1985-176834 호, 제 1985-203430 호, 및 제 1987-115035 호에 개시되어 있다.

드럼 또는 밴드의 표면 온도는 10 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 드럼 또는 밴드 상의 캐스팅 후에, 도프는 2 초 이상 동안 공기중에서 블로잉되어 건조된다. 형성된 막을 박리하고, 잔류 용매를 증발시키기 위해 100 ℃ 에서 160 ℃ 으로 온도를 연속으로 변화시킨 핫-에어로 블로잉된다. 이 절차는 일본 특허 공보 제 1993-17844 호에 개시된다. 이 절차는 박리하기 위한 냉각 단계를 완성하기 위해 필요한 시간을 단축할 수 있다. 이 절차를 수행하기 위하여, 캐스트 도프는 드럼 또는 밴드의 표면 온도에서 겔화되어야 한다.

구비된 셀룰로오스 아실레이트 용액 (도프) 로부터, 2 이상의 층을 갖는 막을 형성할 수 있다. 또한, 이 캐스트에서, 용매 캐스트 방법으로 막을 형성하는 것이 바람직하다. 도프를 드럼 또는 밴드 상에 캐스트하고, 용매를 증발시 켜 막을 형성한다. 도프의 고체 함량은 10 에서 40 % 의 범위로 조절되는 것이 바람직하다. 드럼 또는 밴드의 표면은 미리 거울이 되도록 연마되는 것이 바람직하다.

2 이상의 셀룰로오스 아실레이트 용액을 함께 캐스트하여 2 이상의 층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 2 이상의 출구를 지지체 (드럼 또는 밴드) 의 진행방향을 따라 간격을 두고 배열하고, 각각의 출구로부터 각각의 셀룰로오스 아실레이트 용액을 캐스트하여 층상화된 막을 형성한다 (일본 특허 가공보 제 1986-158414, 1989-122419, 1999-198285 호 참조). 그렇지 않으면, 셀룰로오스 아실레이트 용액을 2 출구로부터 캐스트하여 막을 형성할 수 있다 (일본 특허 공보 제 1985-27562, 일본 특허 가공보 제 1986-94724, 제 1986-947245 호, 제 1986-104813 호, 제 1986-158413 호 및 제 1994-134933 호). 또한, 고 점성 셀룰로오스 아실레이트 용액의 플로우는 저 점성 셀룰로오스 아실레이트 용액의 플로우로 둘러싸임으로써, 층상화된 플로우를 형성할 수 있으며, 층상화된 플로우의 고 점성 용액 및 저 점성 용액이 동시에 압출되어 막을 제조할 수 있다 (일본 특허 가공보 제 1981-162617 호).

또한, 일본 특허 공보 제 1969-20235 호는 다른 막 제조를 개시한다. 개시된 프로세스에서, 셀룰로오스 아실레이트 용액을 하나의 출구로부터 서프트 상에 캐스트하여 막을 형성한다. 지지체로부터 박리한 후, 형성된 막을 뒤집은 후에 다시 서프트 상에 위치시킨다. 따라서, (지지체와 접촉되는) 표면 상에는, 다른 셀룰로오스 아실레이트 용액을 다른 출구로부터 캐스트하여 막을 형성한다.

이용되는 셀룰로오스 아실레이트 용액은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 각각의 출구로부터 압출되는 각각의 대응하는 용액에 의해 각각의 셀룰로오스 아실레이트층의 기능은 주어질 수 있다.

전술한 방법으로 셀룰로오스 아실레이트 용액으로부터 다른 기능층 (예를 들면, 접착층, 염색층, 정전기방지층, 헬레이션방지층, UV 흡수층, 편광층) 을 동시에 형성할 수 있다.

통상의 단일층 제조 프로세스에서는 각각 결과막이 목적의 두께를 가질 수 있도록 높은 농도와 높은 점성을 갖는 셀룰로오스 아실레이트 용액을 압출하는 것이 필요하다. 따라서, 셀룰로오스 아실레이트 용액은 매우 불안정하여 고체 함유물을 퇴적하여 문제를 발생시키고 평탄성을 저하시킨다. 이 문제를 회피하기 위하여, 복수개의 농축된 셀룰로오스 아실레이트 용액을 출구에서 지지체로 압출한다. 이와 같이 제조된 두꺼운 막을 우수한 평탄성을 갖는다. 또한, 농출된 용액을 제조하기 때문에, 막이 매우 쉽게 건조되어 생산성 (특히, 생산 속도) 을 향상시킬 수 있다.

셀룰로오스 아실레이트 용액에 가소제를 추가하여, 결과물 막의 기계적인 강도를 향상시킬 수 있고, 건조 시간을 단축시킬 수 있다. 가소제는 예를 들면 포스페이트 에스테르 또는 카르보네이트 에스테르이다. 가소제로 이용되는 포스페이트 에스테르의 예에는 트리페닐 포스페이트 (TPP), 디페닐비페닐 포스페이트, 및 트리크레실 포스페이트 (TCP) 를 포함한다. 카르보네이트 에스테르의 통상의 예는 프탈레이트 에스테르 및 시트레이트 에스테르이다. 프탈레이트 에스테르의 예는 디메틸 프탈레이트 (DMP), 디에틸 프탈레이트 (DEP), 디부틸 프탈레이트 (DBP), 디옥틸 프탈레이트 (DOP), 디페닐 프탈레이트 (DPP), 및 디에틸헥실 프탈레이트 (DEHP) 를 포함한다. 시트레이트 에스테르의 예는 트리에틸 O-아세틸시트레이트 (OACTE), 및 트리부틸 O-아세틸시트레이트 (OACTB) 를 포함한다. 전술한 것 이외에도, 부틸 올레이트, 메틸아세틸 리시놀레이트, 디부틸 세바케이트 및 다양한 트리멜리틱 에스테르를 또한 이용할 수 있다. 포스페이트 에스테르 (DMP, DEP, DBP, DOP, DPP, DEHP) 의 가소제가 바람직하다. 특시 바람직한 것이 DEP 및 DPP 이다. 가소제의 함량은, 셀룰로오스 에스테르의 양에 기초하여 바람직하게는 0.1 에서 25 wt%, 보다 바람직하게는 1 에서 20 wt%, 가장 바람직하게는 3 에서 15 wt% 의 범위이다.

또한, 열화 반응억제제 (예를 들면, 산화 반응억제제, 퍼옥사이드 분해제, 라디컬 반응억제제, 금속 비활성제, 산소 제거제 (scavenger), 아민) 이 셀룰로오스 아세테이트막에 포함될 수 있다. 열화 반응억제제는 일본 특허 가공보 제 1991-199201 호, 제 1993-1907073 호, 제 1993-194789 호, 제 1993-271471 호, 및 제 1994-107854 호에 개시되어 있다. 열화 반응억제제의 함량은 도프량에 기초하여 바람직하게는 0.01 에서 1 wt%, 보다 바람직하게는, 0.01 에서 0.2 wt% 의 범위이다. 함량이 0.01 wt% 미만인 경우, 열화 반응억제제는 효과가 거의 없다. 함량이 1 wt% 보다 큰 경우, 열화 반응억제제는 종종 막의 표면 상에서 점점 분비된다 (흘러나온다). 특히 바람직한 열화 반응방지제는 부틸레이트 하이드록시톨루엔 (BHT) 및 트리벤질아민 (TBA) 이다.

셀룰로오스 아세테이트막은 표면 처리하는 것이 바람직하다. 표면 처리 의 예는 글로우 방전 (glow discharge) 처리, 코로나 방전 처리, UV 처리, 화염 처리, 및 산 또는 알칼리 처리를 포함한다. 또한, 언더코팅층이 일본 특허 가공보 제 1995-333433 호에 개시된 바와 같이 제공되는 것이 바람직하다.

막의 평탄성을 보장하기 위하여, Tg 보다 높지 않은 온도 (150 ℃ 이하의 온도) 에서 전술한 처리를 수행하는 것이 바람직하다.

이 막을 편광판의 보호막으로 이용하는 경우, 산 또는 알칼리 처리를 수행하여, 셀룰로오스 아세테이트막의 표면을 감화 (saponify) 하는 것이 바람직하다. 이러한 처리는 편광판과 막 사이의 접착력을 향상시킨다. 표면 에너지는 55 mN/m 이상인 것이 바람직하며, 60 에서 75 mN/m 의 범위인 것이 보다 바람직하다.

이하, 알칼리 감화 처리를 설명한다.

이 처리는 알칼리 용액에 막 표면을 담그는 단계, 산 용액으로 중성화하는 단계, 물로 세정하는 단계, 및 건조하는 단계를 포함한다.

알칼라인 용액의 예는 KOH 및 NaOH 용액을 포함한다. 수소 이온의 상태는 바람직하게는 0.1 에서 3.0 N 의 범위, 보다 바람직하게는 0.5 에서 2.0 N 의 범위이다. 용액은 온도는 바람직하게는 실온에서 90 ℃ 의 범위, 보다 바람직하게는 40 에서 70 ℃ 의 범위이다.

생산성의 관점에서, 담그는 대신 막에 알칼라인 용액을 코팅하고, 감화 후 물로 세정한다. 코팅액에 대한 용매로는, 젖음성을 고려하여 알코올 (예를 들면, IPA, n-부탄올, 메탄올, 에탄올) 이 바람직하다. 또한, 물, 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜과 같은 분해제가 코팅액에 추가되는 것이 바람직하다.

접촉각 방법, 습식 가열 방법, 또는 흡수 방법에 의하여 표면 에너지를 측정할 수 있다 (이러한 방법은 1989년 Realize Co., Ltd. 에서 발행된 "The basic theory and application of wetting (일문)" 에 개시되어 있다). 접촉각 방법이 바람직하다. 이 방법에서는, 알고 있는 표면 에너지를 갖는 2 가지 용액을 막에 떨어뜨린다. 각 방울의 접촉각을 측정하고, 막의 표면 에너지를 측정된 접촉각으로부터 측정한다. 접촉각은, 정의에 의하여, 교차지점에서의 막 표면과 방울 표면 기울기 사이의 (방울을 포함하는) 각도이다.

투명 기판은 광학 이방성 중합체막으로 이루어질 수 있다. 광학 이방성은 광학적으로 등축 또는 2축이 될 수 있다.

광학 이방성 중합체막 자체는 이미지 디스플레이에서 광학적으로 기능할 수 있다. 이 막의 Re 리타데이션값은 0 에서 200 nm 의 범위인 것이 바람직하다. Rth 리타데이션값은 70 에서 400 nm 의 범위인 것이 바람직하다.

액정셀이 TN 모드로 이루어지는 경우, Re 리타데이션값은 바람직하게는 0 에서 20 nm 의 범위이고, 보다 바람직하게는 70 에서 250 nm 의 범위이다. 액정셀이 OCB 또는 VA 모드인 경우, Re 리타데이션값은 20 에서 100 nm 의 범위, Rth 리타데이션값은 150 에서 500 nm 의 범위인 것이 바람직하다.

광학 이방성 충합체막은 0.002 보다 적은 평면 복굴절율 (Δn : nx-ny) 를 갖는다. 또한, 막은 0.001 에서 0.04 의 범위의 두께 방향에 따른 복굴절율 ({(nx+ny)/2}-nz) 를 갖는다.

Re 리타데이션값은 다음의 수학식 2 으로 정의된다.

Re=(nx-ny)×d

수학식 2 에서, nx 는 느린축 (최대 굴절율을 부여하는 방향) 에 따른 굴절율이고, ny 는 빠른축 (최소 굴절율을 부여하는 방향) 에 따른 굴절율이며, d 는 막의 두께 (nm) 이다.

Re 리타데이션값은 다음의 수학식 3 으로 정의된다.

Rth=[{(nx+ny)/2}-nz]×d

수학식 3 에서, nx 는 느린축 (최대 굴절율을 부여하는 방향) 에 따른 굴절율이고, ny 는 빠른축 (최소 굴절율을 부여하는 방향) 에 따른 굴절율이며, nz 는 두께 방향에 따른 굴절율이고, d 는 막의 두께 (nm) 이다.

2 이상의 방향족 사슬을 갖는 방향족 화합물을 광학 이방성 중합체막 (특히, 셀룰로오스 아세테이트막) 의 리타데이션을 조절하기 위한 리타데이션 상승제로서 이용할 수 있다.

이 방향족 화합물은, 폴리머의 100 중량부에 기초하여 0.01 에서 20 중량부의 양, 바람직하게는 0.05 에서 15 중량부의 양, 보다 바람직하게는 0.1 에서 10 중량부의 양으로 추가된다. 2 이상의 방향족 화합물을 조합하여 이용할 수 있다.

본 발명에서, 용어 "방향족 고리" 는 방향족 하이드로카본 고리와 같은 방향족 헤테로사이클릭 고리를 포함한다.

방향족 하이드로카본 고리로서, 6 원 고리 (즉, 벤젠 고리) 가 바람직하다.

방향족 헤테로 사이클릭 고리는 통상 불포화성이다. 방향족 헤테로사이클릭 고리는 바람직하게는 5-, 6-, 또는, 7-원 고리이며, 보다 바람직하게는 5-, 또는 6-원 고리이다. 방향족 헤테로사이클릭 고리는 통상 가능한한 많은 이중결합을 갖는다. 고리의 헤테로-원자는 질소 원자, 황 원자, 또는 산소 원자인 것이 바람직하고, 질소 원자인 것이 보다 바람직하다. 방향족 헤테로사이클릭 고리의 예는 퓨란 고리, 티오펜 고리, 피롤 고리, 옥사졸 고리, 이소옥사졸 고리, 티아졸 고리, 이소티아졸 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 푸라자인 고리, 트리아졸 고리, 피란 고리, 피리딘 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리 및 1,3,5-트리아진 고리를 포함한다.

바람직한 방향족 링은 벤젠 고리, 퓨란 고리, 티오펜 고리, 피롤 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 트리아졸 고리, 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리 및 1,3,5-트리아진 고리이다. 벤젠 고리 및 1,3,5-트리아진 고리가 보다 바람직하다.

방향족 화합물은 하나 이상의 1,3,5-트리아진 고리를 포함한다.

방향족 화합물의 방향족 고리의 개수는 바람직하게는 2 에서 20 의 범위, 보다 바람직하게는 2 에서 12, 더 바람직하게는 2 에서 8, 가장 바람직하게는 2 에서 6 의 범위이다.

즉, 2 이상의 방향족링의 관계는 다음의 3가지 경우로 분류된다.

(a) 2 이상의 방향족 고리가 응축링을 형성하는 경우,

(b) 방향족링이 단일결합을 통해 연결되는 경우, 및

(c) 방향족링이 결합기를 통해 연결되는 경우.

(c) 의 경우, 고리가 방향족이기 때문에 나선형-본딩이 형성되지 않는다.

방향족 고리의 관계는 (a) 에서 (c) 중 어느 하나가 될 수 있다.

리타데이션 증가제의 예는 일본 특허 가공보 제 2000-111914 호, 제 2000-275434 호, WO00/2619A1, WO01/88574A1 및 일본 특허 출원 제 2002-70009 에 개시된다.

중합체막이 수분에 의하여 부풀어오르는 것을 방지하기 위하여 (중합체막의 수분 팽창 계수의 감소를 위하여), 막이 연신되는 것이 바람직하다. 연신은, 면에서의 모든 방향의 뒤틀림이 억제하도록 하므로, 이축 연신인 것이 바람직하다.

이방축 연신될 때, 막은 동시에 또는 연속으로 2 방향 (즉, 동시 이방축 연신 또는 연속의 이방성 연신) 으로 연신된다. 연속 이방축 연신은 연속적인 생산을 고려할 때 바람직하다. 연속의 이방축 연신의 프로세스는 도프의 캐스팅 단계, 밴드 또는 드럼으로부터 형성된 막을 박리하는 단계, 외부로 막을 연신하는 단계 (캐스팅 방향과 수직하게), 다음으로, 막을 세로축으로 연신하는 단계를 포함한다. 세로축 연신 단계는 외부 연신 단계 이전에 수행될 수 있다.

일본 특허 가공보 제 1987-115035 호, 제 1992-152125 호, 제 1992-284211 호, 제 1992-298310 호 및 제 1999-48271 호 는 외부 연신을 개시하고 있으며, 실온 또는 승온에서 수행된다. 상승된 온도는 막의 유리 전이점 이하인 것이 바람직하다. 막은 그 제조 시 건조하는 동안 연신될 수 있다. 바람직하게는, 막은 용매가 막에 잔존하는 동안 연신될 수 있다. 예를 들면, 이송 롤러를 막의 감김 속도를 막의 박리 속도보다 빠르게 제어함으로써 세로축 연신 단계를 수행할 수 있다. 그 반면, 외부 연신 단계는 이송된 막의 양면을 클립하는 텐터 (tenter) 사이의 간격을 점진적인 넓힘으로써 수행될 수 있다. 한편, 막을 건조한 후, 연신 장치에 의하여 연신할 수 있다 (바람직하게는, 막을 장 연신 장치에 의해 일축 연신된다). 증가되는 연신의 팽창 비율 (오리지널 길이에 대하여, 연신되어 증가되는 길이의 비율) 은 바람직하게는 5 내지 50 % 의 범위, 보다 바람직하게는 10 에서 40 % 의 범위, 가장 바람직하게는 15 에서 35 % 의 범위이다.

(광학 이방성층)

광학 이방성층에 이용되는 액정 화합물은 로드형 또는 디스코틱형이 될 수 있다. 화합물은 복합체 액정 또는 저 분자량의 단량체 액정이 될 수 있다. 또한, 저분자량의 액정 분자가 가교결합되어, 액정으로 더이상 작용하지 않게 되는 중합체를 이용할 수 있다. 본 발명에서 디스코틱 액정 화합물을 이용하는 것이 가장 바람직하다.

로드형 액정 화합물의 바람직한 예를 일본 특허 공보 제 2000-304932 호에 개시한다. 디스코틱 액정 화합물의 예는, 1981년 Mol. Cryst. vol. 71, pp. 111 에서 C. Destrade 등이 개시한 벤젠 유도체; 1985년 Mol. Cryst. vol. 122, pp. 141 및 1990년 Physics lett. A, vol. 78, pp. 82 에서 C. Destrade 등이 개시한 트루젠 유도체; 1984년 Angew. Chem. vol. 96, pp. 70 에서 B. Kohn 등이 개시한 사이클로헥산 유도체; 및 1985년 J. Chem. Commun. pp. 1794 에서 J. M. Lehn 등과, 1994년 J. Am. Chem. Soc. vol. 116, pp. 2655 에서 J. Zhang 등이 개시한 아자크라운형 화합물 또는 페닐아세틸렌형의 마크로사이클릭 화합물을 포함한다.

전술한 액정 화합물은 일반적으로 디스코틱 구조 단위가 중심에 부모 코어 (parent core) 로서 위치되는 구조를 가지며, 알킬, 알콕시 및 치환된 벤조일과 같은 직쇄기를 조사형으로 더 갖는다. 디스코틱 액정 화합물은 일반적으로 액정 특성을 갖는다. 디스코틱 화합물로부터 유도된 물질은 항상 전술한 화합물인 것은 아니다. 예를 들면, 열-반응기 또는 광-반응기를 갖는 저 분자량 디스코틱 액정 화합물은 열 또는 광에 의해 중합화되어, 액정으로서 작용하지 않는 중합체를 형성한다. 이러한 중합체를 또한 본 발명에 이용할 수 있다. 디스코틱 액정 화합물의 바람직한 예가 일본 특허 가 공보 제 1996-50206 호에 개시된다.

광학 이방성층이 하나 이상의 디스코틱 구조 단위를 갖는 화합물로 형성되며, 디스코틱 구조 단위는, 투명 지지체의 면으로부터 광학 이방성층의 깊이의 방향을 따라 변화하는 각도로 경사를 갖는 면을 갖는 것이 바람직하다.

일반적으로 디스코틱 구조 단위의 면의 전술한 각도 (경사각) 는 광학 이방층의 하부로부터의 깊이의 방향으로의 거리 증가에 따라 증가하거나 감소한다. 경사각은 거리의 증가에 따라 증가하는 것이 바람직하다. 또한, 경사각의 변화의 예는 연속적인 증가, 연속적인 감소, 간헐성 증가, 간헐성 감소, 연속적인 증감을 포함하는 변동, 및 증가 또는 감소를 포함하는 간헐적인 변동을 포함한다. 간헐적인 변동은 경사각이 층 두께 방향에 따라 변동하지 않는 영역을 포함한다. 경사각은 진로에 따라 변동하지 않더라도 층 전체에서 증가 또는 감소한다. 경사각은 전체적으로 증가하는 것이 보다 바람직하고, 연속적으로 증가하는 것이 특히 바람직하다.

통상, 광학 이방성층은, 용매에 용해된 디스코틱 화합물 및 다른 화합물의 용액으로 배향층을 코팅하고, 건조하고, 디스코틱 뉴메틱상을 형성하기 위한 온도로 가열하며, 배향 상태 (디스코틱 뉴메틱상) 를 유지하면서 냉각함으로써 구비될 수 있다. 한편, 디스코틱 화합물 용액 및 용매에 용해된 다른 화합물 (예를 들면, 중합성 단량체, 광 중함성 개시제) 로 배향층을 코팅, 건조, 디스코틱 뉴매틱 상을 형성하기 위한 온도로 가열 (예를 들면, UV 광의 조사) 및 냉각하여 층을 구비할 수 있다. 디스코틱 뉴매틱상으로부터 고상으로의 전이 온도 (가열을 위한 온도) 는 바람직하게는 70 ℃ 에서 300 ℃ 의 범위, 특히 70 ℃ 에서 170 ℃ 의 범위이다.

일반적으로 지지체 면 상의 디스코틱 유닛의 경사각은 배향층의 재료 또는 디스코틱 화합물을 선택하거나, 러빙 처리를 위한 방법을 선택함으로써 제어될 수 있다. 표면 측 (대기측) 상의 디스코틱 유닛의 경사각은 디스코틱 화합물과 함께 이용되는 디스코틱 화합물 또는 다른 화합물 (예를 들면, 가소제, 표면 활성제, 중합성 단량체 및 중합체) 를 선택하여 제어될 수 있다. 또한, 상기 선택에 의하여 경사각의 변화의 범위를 또한 조절할 수 있다.

디스코틱 화합물과 호환가능하고 경사각의 변화를 부여하거나 디스코틱 화합물 분자량의 조절을 방해하지 않는다면, 임의의 화합물을 가소제, 표면 활성제, 및 중합성 단량체로서 선택할 수 있다. 중합성 단량체 (예를 들면, 비닐, 비니옥시, 아크릴오일, 또는 메타아크릴오일기를 갖는 화합물) 가 바람직하다. 이러한 화합물을 디스코틱 화합물의 양을 기초로 하여 1 내지 50 wt% (특히, 5 에서 30 wt%) 의 양으로 이용하는 것이 바람직하다. 중합성 단량체의 바람직한 예는 복수개의 관능기를 갖는 아크릴레이트를 포함한다. 관능기의 개수는 바람직하게는 3 이상, 보다 바람직하게는 4 이상, 가장 바람직하게는 6 이다. 6 개의 관능기를 갖는 아크릴레이트의 바람직한 예는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트를 포함한다. 상이한 개수의 관능기를 갖는 2 이상의 종류의 단량체를 혼합하여 그 결합물을 이용할 수 있다.

중량체로서, 디스코틱 화합물과 호환가능하고 경사각의 변동을 부여한다면 임의의 중합체를 이용할 수 있다. 셀룰로오스 에스테르를 이용하는 것이 바람직하다. 셀룰로오스 에스테르의 예는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트프로피오네이트, 하이이드록시프로필셀룰로오스 및 셀룰로오스 아세테이트부틸레이트를 포함한다. 일반적으로 중합체는 디스코틱 화합물의 양에 기초하여 0.1 에서 10 wt% (바람직하게는, 0.1 에서 8.0 wt%, 보다 바람직하게는, 0.1 에서 5.0 wt%) 의 양이 이용되어, 디스코틱 화합물 조절이 방해되지 않도록 한다.

본 발명의 광보상시트는 셀룰로오스 아세테이트막, 배향층 및 디스코틱 액정층을 순서대로 적층하여 포함한다. 배향층은 가교결합된 중합체로 이루어지는 것이 바람직하고, 러빙 처리에 투입되는 것이 보다 바람직하다.

(배향층)

본 발명의 배향층은 가교결합되는 2 개의 중합체로 이루어진다. 1 이상의 폴리머는 스스로 또는 가교결합제에 의하여 가교결합될 수 있다. 즉, 본래 관능기를 갖거나 관능기가 주입된 중합체는 광, 열 또는 pH 변화에 의하여 반응하여 배향층을 형성하거나, 반응성 가교결합제에 의하여 반응성 가교결합제를 중합체에 주입하여 중합체를 가교결합하여 배향층을 형성한다.

통상의 프로세스에서, 폴리머와 필요하다면 가교결합체를 함유하는 코팅액을 투명 지지체 상에 도포하고, 그 후, 가열하여 가교결합 반응을 유도한다. 그러나, 광보상시트 결과물이 충분한 내구성을 갖는다면, 코팅액으로 지지체를 코팅하는 단계에서 시트 결과물을 제조하는 단계 중 임의의 단계에서 반응이 생성될 것이다. (광학 이방성층의) 디스코틱 화합물의 배향을 고려하여, 디스코틱 화합물이 정렬된 후 가교결합 반응을 충분하게 생성하는 것이 바람직하다. 중합체와 가겨교결합제를 함유하는 코팅 용액을 지지체 상에 도포하고 가열하여 건조할 때, 가교결합 반응은 통상 특정 정도로 진행한다. 그러나 가열 온도가 낮은 경우, 디스코틱 화합물을 디스코틱 뉴메틱상을 형성하기 위한 온도로 가열할 때 반응이 더 진행된다. 따라서, 도포, 건조된 층을 러빙 처리에 투입하여 배향층을 형성한 후, 디스코틱 화합물을 함유하는 다른 코팅 액체를 도포하고 디스코틱 뉴매틱 상을 형성하기 위한 온도로 가열한다. 배향층 상의 가열된 액체를 냉각하여 광학 이방성층을 구비한다.

그 자체 또는 가교결합제에 의한 가교결합성을 갖는 중합체는 본 발명에서 배향층을 형성하기 위하여 이용될 수 있다. 몇몇 중합체는 자체적으로 그리고 가교결합제에 의하여 가교결합될 수 있고, 물론 이용할 수 있다. 중합체의 예는 폴리메틸 메타크릴레이트, 아크릴산/메타크릴산 공중합체, 스티렌/말레인이미드 공중합체, 폴리비닐 알코올 및 변성 폴리비닐 알코올, 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 스티렌/비닐톨루엔 공중합체, 클로로슐포네이트 폴리에틸렌, 니트로셀룰로오스, 폴리비닐 클로라이드, 클로리네이트 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리이미드, 비닐 아세테이트/비닐 클로라이드 공중합체, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체ㅡ 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 및 실란 결합제와 같은 유기 첨가물을 포함한다. 바람직한 예는 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 폴리비닐 알코올 및 변성 폴리비닐 알코올과 같은 수용성 중합체이다. 폴리비닐 알코올 및 변성 폴리비닐 알코올이 특히 바람직하다.

상이한 중합도를 갖는 2 종류의 폴리비닐 알코올 또는 변성 폴리비닐 알코올을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 폴리비닐 알코올의 감화도는 70 에서 100 % 의 범위이며, 바람직하게는, 80 에서 100 % 의 범위이며, 보다 바람직하게는, 85 에서 95 % 의 범위이다. 중합도는 100 에서 3000 의 범위인 것이 바람직하다. 변성 폴리비닐 알코올의 예에는, (COONa, Si(OX)₃, N(CH₃)₃·Cl, C₉H₁₉COO, SO₃Na, C₁₂H₂₅ 등의 변성기가 주입된) 공중합화에 의하여, (COONa, SH, C₁₂H₂₅ 등의 변성기가 주입된) 사슬 이동제에 의하여, 및 (COONa, CONH₂, COOR, C₆H₅ 등의 변성기가 주입된) 블록 중합화에 의하여, 변성된 폴리비닐 알코올을 포함한다. 80 에서 100 % 의 감화도를 갖는 비변성 또는 변성 폴리비닐 알코올이 바람직하며, 85 에서 95 % 를 갖는 알킬티오-변성 폴리비닐 알코올이 특히 바람직하다. 변성 폴리비닐 알코올과 관련하여, 일본 특허 가공보 제 1996-338913 은 이들의 합성, 가시 흡수 스펙트럼의 측정 및 주입 비율을 결정하는 방법을 상세하게 설명한다.

가교결합제의 예는 알데히드 (예를 들면, 포름알데히드, 글리옥살, 글루타르알데히드), N-메틸올 화합물 (예를 들면, 디메틸올 우레아, 메틸올디메틸하이덴토인), 디옥산 유도체 (예를 들면, 2,3-디하이드록시디옥산), 카르복실기가 활성화될 때 작용하는 화합물 (예를 들면, 카르베니움, 2-나프탈렌슐포네이트, 1,1-비스피롤리디노-1-클로로피리디늄, 1-모폴리노카르보닐-3-(술포네이토아미노메틸), 활성 비닐 화합물 (예를 들면, 1,3,5-트리아크릴오일-헥사하이드로-s-트리아진, 비스-(비닐술폰)메탄, N, N'-메틸렌비스-[β-비닐-술포닐]프로피온아미드), 활성 할로겐 화합물 (예를 들면, 2,4-디클로로-6-하이드록시-s-트리아진), 이소옥사졸 및 디알데히드 스타치를 포함한다. 이들은 바람직하게는 수용성 중합체와 함께, 특히 바람직하게는 (전술한 변성 폴리비닐 알코올을 포함하는) 폴리비닐 알코올 및 변성 폴리비닐 알코올을 함께 이용하는 것이 바람직하다. 2 이상의 가교결합제는 혼합하여 이용할 수 있다. 생산성을 고려하여, 반응성 알데히드가 바람직하다. 특히 바람직한 것은 글루타르알데히드이다.

가교결합제가 보다 많이 추가될수록, 층이 갖는 내습성은 보다 강하게 된다. 그러나, 가교결합제가 폴리머 양에 기초하여 50 wt% 이상의 함량으로 포함되면, 배 향층 결과물은 불량한 배향 효과를 나타낸다. 따라서, 가교결합제는 바람직하게는 중합체의 양에 기초하여 0.1 에서 20 wt% 의 범위, 보다 바람직하게는 0.5 에서 15 wt% 이다. 배향층에 잔류하는 비반응 가교결합제의 양은, 배향층의 양에 기초하여 바람직하게는 1.0 wt% 이하, 보다 바람직하게는 0.5 wt% 이하이다. 층이 1.0 wt% 보다 큰 양으로 비반응 가교결합제를 함유하는 경우, 층은 불량한 내구성을 갖는다. 이러한 배향층을 포함하는 액정 디스플레이는 고온 다습한 조건 하에서 장기간 동안 이용되거나 방치되는 경우, 종종 레티큘레이션의 문제가 발생된다.

배향층은 상기 중합체 및 가교결합제를 함유하는 코팅 용액을 투명 지지체 상에 인가하는 단계, 가열시켜 건조 및 가교결합시키는 단계, 및 러빙 처리에 투입하는 단계에 의해 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 가교결합 반응은 코팅 용액을 도포한 후 어떠한 단계에 의해도 생성될 수 있다. 폴리비닐 알코올과 같은 수용성 복합체를 이용하는 경우, 물과 기포를 제거하는 특성을 갖는 유기용매 (예를 들면, 메탄올) 의 혼합용매로부터 코팅용액을 구비하는 것이 바람직하다. 물/메탄올의 비율은 일반적으로 0:100 에서 99:1 의 범위이고, 0:100 에서 91:9 의 범위인 것이 바람직하다. 유기용매의 변형 특성으로 인하여, 배향층 상의 결함이 현저하게 감소되고, 따라서 광학 이방성층이 개선된 표면을 갖는다. 코팅 방법으로서, 스핀-코팅, 딥-코팅, 커튼-코팅, 압출-코팅, 바-코팅, 및 E-타입 코팅과 같은 공지된 방법을 이용할 수 있다. E-타입 코팅 방법이 특히 바람직하다. 층의 두께는 0.1 에서 10 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 도포층은 20 에서 110 ℃ 의 온도에서 건조된다. 충분한 가교결합을 보장하기 위하여, 온도는 바람직하게는 60 에서 100 ℃ 의 온도, 보다 바람직하게는 80 에서 100 ℃ 의 온도이다. 건조 시간은 1 분에서 36 시간의 범위인 것이 바람직하고, 5 분 에서 30 분인 것이 보다 바람직하다. pH 는 또한 최적값을 이용된 가교결합제에 따라 조절하는 것이 바람직하다. 글루타르알데히드를 가교결합제로 이용하는 경우, pH 는 바람직하게는 4.5 에서 5.5 의 범위, 보다 바람직하게는 5.0 이다.

투명 지지체 또는 하부 코팅층 상에 배향층이 제공된다. 전술한 중합체층이 가교결합된 후, 이 층의 표면은 러빙 처리에 투입된다. 배향층은 그 상부에 제공된 디스코틱 액정 화합물의 정렬 방향을 결정한다.

러빙 처리는 LCD 액정 분자의 정렬 시 널리 이용되는 방식으로 수행될 수 있다. 층의 표면은, 특정 방향을 따라, 페이퍼, 헝겊 (사포, 펠트, 나일론, 폴리에스테르) 또는 러버로 러빙되어, 정렬 기능을 부여하도록 한다. 일반적으로, 동일한 길이 및 두께를 갖는 섬유가 제공된 헝겊으로 수차례 러빙을 실시한다.

(투명 지지체)

지지체의 재료는 매우 투명한 플라스틱 수지인 것으로 한정하지 않는다. 바람직한 재료는 셀룰로오스 아세테이트이며, 이는 또한 편광판의 보호막에 대하여 이용된다. 투명 지지체는 광학적 단일축성 또는 이축성을 가질 수 있다.

광학 이방성층이 제공되는 투명 지지체는 광학적으로 중요한 역할을 수행한다. 따라서, 리타데이션값 (Re) 은 0 에서 200 nm 의 범위이다. 지지체의 Rth 는 70 에서 400 nm 의 범위인 것이 바람직하다.

액정 디스플레이가 2 광학 이방성 셀룰로오스 아세테이트막을 포함한다면, 각각의 막의 Rth 는 70 에서 250 nm 의 범위인 것이 바람직하다.

액정 디스플레이가 하나의 광학 이방성 셀룰로오스 아세테이트막을 포함한다면, 막의 Rth 값은 150 에서 400 nm 의 범위인 것이 바람직하다.

셀룰로오스 아세테이트막은 0.00 에서 0.002 의 복굴절율 [Dn: nx-ny] 를 갖는 것이 바람직하다. 막 두께에 따른 복굴절율 [(nx+ny)/2-nz] 는 0.001 에서 0.04 의 범위인 것이 바람직하다.

리타데이션값 (Re) 은 공식 Re=(nx-ny)×d 에 따라 결정되며, 여기서, nx 는 막 평면의 표시축 (show axis) 의 굴절율이고 (막 평면의 최대 굴절율), ny 는 막 평면의 표시축에 수직한 굴절율이다.

굴절값 (Rth) 은 공식 [(nx+ny)/2-nz]×d 는 nx 가 막 평면의 표시축에 따른 굴절율 (막 평면의 최대 굴절율) 이고, ny 가 막 평면의 표시축에 수직한 굴절율이며, nz 가 막의 깊이에 따른 굴절율이고, d 는 nm 단위의 막의 두께이다.

(편광판)

편광판은 2 개의 투명 보호막과 이 막 사이에 제공되는 편광 멤브레인을 포함한다. 본 발명의 확산막 또는 반사방지막은 보호막 중 하나로서 이용될 수 있다. 일반적인 셀룰로오스 아세테이트막은 다른 보호막으로 이용될 수 있다.

편광 멤브레인의 예는 요오드 편광 멤브레인, 폴리엔 편광 멤브레인, 및 이색성 착색 편광 멤브레인을 포함한다. 요오드 편광 멤브레인 및 착색 편광 멤브레인은 일반적으로 폴리비닐 알코올막으로부터 구비된다.

확산막의 투명 기판 및 셀룰로오스 아세테이트막은 막의 지상축들이 편광 멤브레인의 투명 축과 실질적으로 평행하도록 위치된다.

보호막의 투수성이 편광판의 생산 시 중요하다는 것을 발견하였다. 편광판의 생산 시, 편광 멤브레인 및 보호막은 수용성 접착제로 적층되고, 그 후, 막이 접착제의 용매가 확산되어 건조된다. 막이 갖는 투수성이 증가될수록, 보다 빠르게 건조된다. 따라서, 편광판의 생산성이 향상된다. 그러나, 액정 디스플레이가 다습한 상태로 이용되는 경우, 투수성이 매우 높으면, 외부 수분이 멤브레인으로 침투될 수 있으므로, 편광성이 저하될 수 있다.

흡습성은 두께, 프리 볼륨 (free volume), 및 중합체막 (및 액정 화합물) 의 소수성 (친수성) 과 같은 다양한 상태에 의존한다.

편광판의 보호막은 바람직하게는 100 에서 1000 g/m²·24hour 의 범위, 보다 바람직하게는 300 에서 700 g/m²·24hour 의 범위로 내수성을 갖는다.

막 형성 프로세스에서, 립 플로우, 라인 속도, 연신 및/또는 압축과 같은 조건 및 절차는 투명 기판의 두께를 조절하도록 적절하게 선택된다. 흡습성이 재료애 의존하기 때문에, 두께가 바람직한 흡습성을 획득할 수 있도록 제어될 수 있다.

또한, 막 형성 프로세스에서, 시간 및 온도와 같은 건조 조건은 투명 기판의 프리 볼륨을 제어할 수 있도록 적절하게 결정된다. 흡습성이 재료에 의존하기 때문에, 프리 볼륨은 바람직한 흡습성을 획득할 수 있도록 제어될 수 있다.

투명 기판의 소수성 (친수성) 은 첨가제에 의해 제어될 수 있다. 소수성 첨가제가 프리 볼륨에 함유되는 경우, 흡습성이 증가된다. 소수서 첨가제가 추가되는 경우, 흡습성이 증가된다.

따라서, 흡습성은 독립적으로 제어될 수 있으므로, 광 보상 기능을 갖는 편광판은 적은 비용으로 높은 생산성으로 제조될 수 있다.

편광판은 바람직하게는 본 발명의 확산막 또는 반사방지막, 편광자, 및 광학 이방성층을 순서대로 적층하여 포함할 수 있다.

광학 이방성층은 중합체막 상에 제공되고, 디스코틱 액정 화합물 또는 로드형 액정 화합물을 함유할 수 있다. 디스코틱 액정 화합물이 바람직하다. 광학 이방성층을 제조하면서, 디스코틱 액정 화합물의 분자는 정렬되고 이와 같이 형성된 정렬이 고정된다.

통상 디스코틱 액정 분자는 큰 복굴절을 부여하고 다양한 정렬 형상을 갖기 때문에, 디스코틱 액정 분자로부터 로부터 구비된 광학 이방성층은 통상의 연신된 복굴절 복합체막으로부터 획득될 수 없는 특정 광 특성을 갖는다. 디스코틱 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성층은 일본 특허 가공보 제 1996-214116 호, 미국 특허 제 5,583,679 호 및 제 5,646,703 호 및 독일 특허 공보 제 3911620A1 에 개시된다.

(이미지 디스플레이 장치)

본 발명의 확산막, 반사방지막 또는 편광판은 이미지 디스플레이 장치에 이용되는 것이 바람직하다. 이들은 디스플레이 장치의 상부면 상에 위치되는 것이 바람직하다. 이미지 디스플레이 장치는 액정 디스플레이, 유기 EL 장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 또는 음극선관 디스플레이이다. 액정 디스플레이가 특히 바람직하다.

TN, VA, OCB, IPS 또는 ECB 모드의 액정 디스플레이는 2 개의 편광판 및 이들 사이에 제공되는 액정셀을 포함한다. 액정셀은 한 쌍의 전극 기판 및 이들 사이에 위치되는 액정 분자를 포함한다.

광학 이방성층은 편광판 중 하나와 셀 사이에 위치된다. 한편, 2 광학 이방성층은 셀의 양면에 위치된다 (즉, 셀과 각각의 편광판 사이에 각각의 층이 위치된다).

액정셀은 VA 모드, OCB 모드, 또는 TN 모드에 따라 작동하는 것이 바람직하다.

VA 의 액정셀에서, 로드형 액정 분자는 전압이 인가되지 않는 경우 거의 수직으로 정렬된다.

VA 모드의 액정셀은 몇몇 타입을 포함한다:

(1) 로드형 액정 분자가 전압이 인가되지 않는 동안 거의 수직으로 정렬되고 전압이 인가될 때 거의 수평으로 정렬되는 협의의 VA 모드의 액정셀 (일본 특허 가 공보 제 1990-176625),

(2) 시야각이 확대되도록 VA 모드가 멀티 도메인 타입으로 변화되는 VA 모드의 액정셀 (Digest of tech. Papers, 28(1997), 845, SID97 에 개시),

(3) 전압이 인가되지 않는 동안 로드형 분자들이 거의 수직으로 정렬되고 전압이 인가될 때 분자들이 트위스트형 멀티 도메인 정렬로 거의 배향되는, (Nippon Ekisho Toronkai [Liquid crystal forum of Japan], Digest of tech. Papers (1998), 58-59 에서 설명된) n-ASM 모드의 액정셀, 및

(4) (LCD international 98 에서 발행된) SURVAIVAL 모드의 액정셀.

OCB 모드의 액정셀은, 상부의 로드형 액정 분자와 하부의 로드형 액정 분자가 실질적으로 반전되어 (대칭적으로) 정렬되는 밴드 정렬 모드의 액정셀이다. 밴드 정렬 모드의 액정셀을 갖는 액정 디스플레이는 미국 특허 제 4,583,825 호 및 제 5,410,422 호에 개시된다. 상부 및 하부의 로드형 액정 분자는 대칭적으로 정렬되기 때문에, 밴드 정렬 모드의 액정셀은 자기-광보상 기능을 갖는다. 따라서, 이 모드를 OCB 모드라 한다. 밴드 정렬 모드의 액정 디스플레이는 신속한 대응의 이점을 갖는다.

TN 모드의 액정셀에서, 로드형 액정 분자가 전압이 인가되지 않는 동안 거의 수평으로 정렬되며, 60 에서 120 °의 트위스트 각도로 트위스트 정렬되도록 배향된다.

TN 모드의 액정셀은 컬러 TFT 액정 디스플레이에 널리 이용되므로, 많은 간행물에 개시된다.

실시예 1

메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤의 혼합 용매에 (중량 20/80), 실리카 초미립자를 함유하는 하드 코팅 액체 (JSR Co., Ltd.의 Desolite Z7526; 굴절율 1.51) 의 100 중량부, 가교결합형 폴리스티렌 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. SX130H; 입자 크기 1.3 ㎛, 굴절율 1.61) 의 25 중량부 및 가교결합된 폴리스티렌 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 의 SX350H; 입자 크기 3.5 ㎛, 굴절율 1.61) 의 6 중량부를 혼합하여 45 % 의 고체함량을 갖는 용액을 제조한다. 구비된 용액을 셀룰로오스 트리아세테이트막 (Fuji Photo Film Co., Ltd. TD-80U) 상에 도포한다. 1.3 ㎛ 의 가교결합된 폴리스티렌 비즈의 코팅량은 1.1 g/m² 이었다. 층을 건조하고, 그 후, 160 W/cm 의 공기 냉각형 금속 할라이드 램프 (Eyegraphics Co., Ltd.) 로부터 방출된 자외선 (휘도 : 400 mW/cm², 노출 : 300 mJ/cm²) 에 노출하여 이 층을 경화시켰다. 이와 같이 하여 확산막 (A-01) 을 제조하였다. 이 층의 두께는 3.5 ㎛ 이였다.

실시예 2

(저 굴절율층에 대한 코팅용액의 제조)

열-가교결합성 플루오린 함유 중합체 (JN-7228, JSR Co., Ltd., 굴절율 1.42) 의 93 g 에, 메틸 에틸 케톤 (MEK-ST, Nissan Chemical Co., Ltd, 평균 입자 크기 10-20 nm, 고체 함량 30 wt%) 에 분산된 SiO₂ 졸 8 g 및 메틸 에틸 케톤의 100 g 을 추가하고 교반하였다. 획득된 액체를 프로필렌 필터 (기공 사이즈 1 ㎛) 를 통하여 여과하여, 저 굴절율층에 대한 코팅액을 제조하였다.

상기 제조된 코팅 용액을 확산막 (A-01) 의 확산층에 바 코터로 도포하여 80 ℃ 에서 건조한 후, 120 ℃ 에서 10 분 동안 가열하여, 열 가교결합 반응을 생성하였다. 즉, 저 굴절율층 (두께 0.096 ㎛) 을 확산막 (A-02) 을 생성하도록 형성하였다.

실시예 3

1.3 ㎛ 의 가교결합형 폴리스티렌 비즈의 양을 표 1 에 나타낸 양으로 변경하는 것을 제외하고 실시예 2 의 절차를 반복하여, 확산막을 제조하였다 (A-03 내지 A-07).

실시예 4

1.3 ㎛ 의 가교결합형 폴리스티렌 비즈를 표 1 의 양으로 1.5 ㎛ 의 실리카 비즈 (Nippon Shokubai Co., Ltd. 의 Seehostar KE-P150, 굴절율 1.44) 로 변경하는 것을 제외하고 실시예 2 의 절차를 반복하여 확산막을 제조하였다 (A-08 및 A-09).

실시예 5

지르코늄 옥사이드가 분산된 하드 코팅액 (Desolite KZ-7114A, JSR Co., Ltd.) 의 100 중량부를, 투명 수지 (Nippon Kayaku Co., Ltd. 의 DPHA) 의 57 중량부에 혼합하였다. 이 혼합물을 메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤이 혼합된 용매에서 에어-디스펜서로 교반하여 용해시켰다. 구비된 용액을 도포, 건조, 및 자외성광에 노출하여 층을 경화시켰다. 이와 같이 형성된 층은 1.61 의 굴절율을 가졌다.

전술한 용액에, 프로메틸 메타크릴레이트 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 의 MX150, 입자 크기 1.5 ㎛, 굴절율 1.49) 의 17 중량부 및 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 의 MX300, 입자 크기 3.0 ㎛, 굴절율 1.49) 의 7 중량부를 혼합하여 분산시켰다. 메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤 (20/80 중량비) 으로 용액의 고체 함량을 50 % 로 조정하였다. 구비된 용액을 셀룰로오스 트리아세테이트 막 (Fuji Photo Film Co., Ltd. TD-80U) 상에 도포하였다. 1.5 ㎛ 의 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈의 코팅량은 0.4 g/m² 이었다. 층을 건조하고, 그 후, 160 W/cm 의 공기 냉각형 금속 할라이드 램프 (Eyegraphics Co., Ltd.) 로부터 방출된 자외선 (휘도 : 400 mW/cm², 노출량 300 mJ/cm²) 에 노출하여 이 층을 경화시켰다. 이와 같이 하여 확산막 (B-01) 을 제조하였다. 이 층의 두께는 3.0 ㎛ 이였다.

실시예 6

상기 제조된 코팅 용액을 확산막 (B-01) 의 확산층에 바 코터로 도포하여 80 ℃ 에서 건조한 후, 120 ℃ 에서 10 분 동안 가열하여, 가교결합 반응을 생성하였다. 즉, 저 굴절율층 (두께 0.096 ㎛) 을 형성하여 확산막 (B-02) 을 제조하였다.

실시예 7

1.5 ㎛ 의 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈의 양을 표 2 에 나타낸 양으로 변경하는 것을 제외하고 실시예 6 의 절차를 반복하여, 확산막을 제조하였다 (B-03 내지 B-06).

실시예 8

1.5 ㎛ 의 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈를 5.0 ㎛ 의 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈로 변경하는 것을 제외하고는, 실시예 6 의 절차를 반복하여, 확산막을 제조하였다 (B-07).

실시예 9

1.5 ㎛ 의 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈를 표 2 에 나타낸 양으로 1.3 ㎛ 의 가교결합형 폴리스티렌 비즈로 변경하는 것을 제외하고는 실시예 6 의 절차를 반복하여 확산막을 제조하였다 (B-08 및 B-09).

실시예 10

1.5 ㎛ 의 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈를 표 2 에 나타낸 양의 멜라민 포름알데히드 비즈 (Nippon Shokubai Co., Ltd., 입자 크기 0.5 ㎛, 굴절율 1.68) 로 변경하는 것을 제외하고 실시예 6 의 절차를 반복하여 확산막을 제조하였다 (B-10).

(확산막의 평가)

구비된 확산막을 다음의 방식으로 평가하였다.

(1) 거울 반사율

어댑터 ARV-474 로 구비되는 스펙트로포토미터 (V-550, Japan Spectrum Co., Ltd.) 로, 5°입사각으로 입사되는 380 에서 780 nm 파장 범위의 광의 거울 반사율을 -5°각도에서 측정하였다. 450 에서 650 nm 범위의 파장의 평균 반사율을 계산하여 반사방지 기능을 평가하였다.

(2) 헤이즈

헤이즈 미터 (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., MODEL 1001DP) 로 제조된 막의 헤이즈를 측정하였다.

(3) 산란광 프로파일

제조된 막을 입사광에 수직으로 위치시키고, 자동 고니오포토미터 (Murakami Color Research Laboratory, GP-5) 에 의하여, 산란광 프로파일을 모든 방향에서 측정하였다. 0° 에서 투과된 광의 강도에 기초하여 30° 및 60° 로 산란된 광의 강도를 측정하였다.

도 3 은 실시예 2 에서 마련된 확산막 (A-02) 의 산란광 프로파일을 나타낸다. 도 3 의 중심원의 반경은 로그 증가된다.

이 예들에서 제조된 확산막을 포함하는 편광판을 마련하여, 액정 디스플레이에 설치하여 평가하였다.

(시야측 편광판의 제조)

폴리비닐 알코올 막에서 요오드를 흡수하여 편광 멤브레인을 제조하였다. 각각의 막 A-01 내지 A-09 및 B-01 내지 B-10 을 감화하고, 편광 멤브레인의 표면 상에 적층하여, 확산막의 투명 기판 (셀룰로오스 트리아세테이트막) 을 멤브레인과 접촉시킬 수 있었다. (액정 화합물로 형성되는 광학 이방성층을 갖는) 상업적으로 입수가능한 광보상시트 [Fuji Photo Film Co., Ltd., WVSA12B] 를 또한 감화하여 멤브레인의 다른 표면 상에 폴리비닐 접착제에 의하여 적층시켜, 시트의 지지체를 멤브레인에 접속시킬 수 있었다. 이와 같이 하여, 시야측 (PA-01 내지 PA-09 및 PB-01 내지 PB-10) 상에 편광판을 제조하였다.

(백라이트측 편광판의 제조)

연장된 폴리비닐 알코올 막 상에 요오드를 흡수시켜 편광 멤브레인을 제조하였다. 상업적으로 입수가능한 셀룰로오스 트리아세테이트막 (Fuji Photo Film Co., Ltd., Fuji Tac TD80) 을 감화하여, 편광 멤브레인의 표면 상에 폴리비닐 접착제에 의해 적층하였다. (액정 화합물로 형성되는 광학 이방성층을 갖는) 상업적으로 입수가능한 광보상시트 [Fuji Photo Film Co., Ltd., WVSA12B] 를 또한 감화하여 셀룰로오스 아세테이트막을 멤브레인에 접속되도록 멤브레인의 다른 표면 상에 폴리비닐 접착제에 의하여 적층시킬 수 있었다. 이와 같이 하여, 백라이트측 편광판을 제조하였다.

실시예 11

TN 모드의 상업적으로 입수가능한 액정 디스플레이로부터 한 쌍의 편광판을 제거하였다 (6E 내지 A3, Sharp Corporation). 제거된 편광판 대신, 각각의 편광판 (PA-01 내지 PA-09 및 PB-01 내지 PB-10) 을 시야측 표면 상에 접착제로 적층하여, 광보상시트가 액정셀 측 상에 있도록 할 수 있다. 백라이트측 상에서, 백라이트측 상의 전술한 편광판을 접착제에 의하여 적층시킴으로써, 광보상시트가 액정셀측 상에 있도록 할 수 있다. 시야측 편광판 및 백라이트측 편광판은 시야측 편광판과 백라이트측 편광판의 투과축이 0 모드로 배열될 수 있다. 따라서, 액정 디스플레이가 마련된다.

흑색 (L1) 에서 백색 (L8) 의 8 개의 각각의 톤을 표시할 때, 측정 장치 (ELDIM, EZ-Contrast 160D) 로 제조된 액정 디스플레이의 시야각을 측정하였다. 또한, 액정 디스플레이에 의해 표시되는 이미지를 관찰하고 다음의 3 등급으로 평가하였다.

A : 얼룩이 관찰되지 않음.

B : 얼룩이 약간 관찰됨.

C : 얼룩이 명확하게 관찰됨.

이 결과를 표 1 및 표 2 에 나타낸다.

표 1 및 표 2 에 나타낸 결과는, 0.01 % 이하의 범위로 30°/0°의 산란광 강도 비율을 부여하는 확산막이, 디스플레이 상에 제공되는 편광판으로 이용될 때, 액정 디스플레이의 시야각 특성이 현저하게 향상되는 것을 나타낸다. 특히, 디스플레이를 하부 및 좌우로 볼 때 시야각이 개선된다. 그러나, 반면에, 30°/0°의 산란광 강도 비율이 0.2 % 보다 큰 경우, 시야각이 현저하게 증가되더라도 이미지 결과는 흐리게 된다. 따라서, 0.1 에서 0.2 % 로 30°/0°의 산란광 강도 비율을 부여하는 확산막은 표시된 이미지를 흐리게하지 않고 시야각 특성을 현저하게 개선한다.

실시예 12

메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤의 혼합 용매 (20/80 중량비) 에, 실리카 초미립자를 함유하는 하드 코팅액 (JSR Co., Ltd., Desolite Z7526, 굴절율 1.51) 의 100 중량부, 가교결합된 폴리스티렌 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 의 SX130H, 굴절율 1.61 ) 의 33 중량부, 및 가교결합된 폴리스티렌 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 의 SX350H, 입자 크기 3.5 ㎛, 굴절율 1.61) 의 11 중량부을 혼합하고 분산시켜, 50 % 의 고체함량을 갖는 용액을 제조하였다. 구비된 용액을 셀룰로오스 트리아세테이트막 (Fuji Photo Film Co., Ltd. TD-80U) 상에 도포하고 건조하였다. 이 층의 건조 두께는 4.0 ㎛ 이었다. 층을 160 W/cm 의 공기 냉각형 금속 할라이드 램프 (Eyegraphics Co., Ltd.) 로부터 방출된 자외선 (휘도 : 400 mW/cm², 노출량 300 mJ/cm²) 에 노출하여 경화시켰다. 이와 같이 하여 확산막 (HKF-01) 을 제조하였다.

구비된 막 HKF-01 의 헤이즈를 헤이즈미터 (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., MODEL 1001DP) 로 측정하였다. 그 결과, 헤이즈값은 55 % 이었다.

막 표면 거칠기는 0.16 ㎛ 이었다. Surface Explore SX-520 을 이용하여 층 표면으로부터의 각도 분포를 측정하였다. 그 결과, 각도 분포의 평균은 4.0°이고, 각도 분포의 최대 피크는 1.0° 이었다.

실시예 13

지르코늄 옥사이드가 분산된 하드 코팅액 (JSR Co., Ltd., Desolite KZ-7114A) 의 100 중량부를, 투명 수지 (Nippon Kayaku Co., Ltd. 의 DPHA) 의 43 중량부 및 경화 개시제 (Ciba-Geigy, Irgacure 184) 의 5 중량부와 혼합하였다. 이 혼합물을 메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤 (20/80 중량비) 이 혼합된 용매에서 에어-디스펜서로 교반하여 용해시켰다. 구비된 용액을 도포, 건조, 및 자외선광에 노출하여 층을 경화시켰다. 이와 같이 형성된 층은 1.64 의 굴절율을 가졌다.

전술한 용액에, 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 의 MX150, 입자 크기 1.5 ㎛, 굴절율 1.49) 의 21 중량부 및 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 의 MX300, 입자 크기 3.0 ㎛, 굴절율 1.49) 의 8.5 중량부를 혼합하여 분산시켰다. 메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤 (20/80 중량비) 으로 용액의 고체 함량을 53 % 로 조정하였다. 구비된 용액을 셀룰로오스 트리아세테이트막 (Fuji Photo Film Co., Ltd. TD-80U) 상에 도포하였다. 코팅된 막을 건조하였다. 층의 건조 두께는 2.7 ㎛ 이었다. 이 층을 160 W/cm 의 공기 냉각형 금속 할라이드 램프 (Eyegraphics Co., Ltd.) 로부터 방출된 자외선 (휘도 : 400 mW/cm², 노출량 300 mJ/cm²) 에 노출하여 경화시켰다. 이와 같이 하여 확산막 (HKF-02) 을 제조하였다.

구비된막 (HKF-02) 의 헤이즈를 헤이즈미터 (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., MODEL 1001DP) 로 측정하였다. 그 결과, 헤이즈값은 63 % 이었다.

막 표면 거칠기는 0.15 ㎛ 이었다. Surface Explore SX-520 을 이용하여 층 표면으로부터의 각도 분포를 측정하였다. 그 결과, 각도 분포의 평균은 3.5°이고, 각도 분포의 최대 피크는 1.0° 이었다.

실시예 14

(저 굴절율층에 대한 코팅액의 제조)

열-가교결합성 플루오르 함유 중합체 (JN-7228, JSR Co., Ltd., 굴절율 1.42) 의 93 g 에, 메틸 에틸 케톤 (MEK-ST, Nissan Chemicals Co., Ltd, 고체 함량 30 wt%) 에 분산된 SiO₂ 졸 8 g 및 메틸 에틸 케톤의 100 g 을 추가하고 교반하였다. 획득된 액체를 프로필렌 필터 (기공 사이즈 1 ㎛) 를 통하여 여과하여, 저 굴절율층에 대한 코팅액을 제조하였다.

상기 제조된 코팅 용액을 확산막 (HKF-01) 의 확산층에 바 코터로 도포하여 80 ℃ 에서 건조한 후, 120 ℃ 에서 10 분 동안 더 가열하여, 열 가교결합 반응을 생성하였다. 즉, 저 굴절율층 (두께 0.096 ㎛) 을 확산막 (HKHB-01) 을 생성하도록 형성하였다.

실시예 15

실시예 14 에서 제조된 코팅 용액을 확산막 (HKF-02) 의 확산층에 바 코터로 도포하여 80 ℃ 에서 건조한 후, 120 ℃ 에서 10 분 동안 더 가열하여, 가교결합 반응을 생성하였다. 즉, 저 굴절율층 (두께 0.096 ㎛) 을 형성하여 확산막 (HKHB-02) 을 제조하였다.

비교예 1

메틸 에틸 케톤/아세톤의 혼합 용매 (40/60 중량비) 에, 실리카 초미립자를 함유하는 하드 코팅액 (JSR Co., Ltd., Desolite Z7526, 굴절율 1.51) 의 100 중량부, 벤조구아나민-멜라민 포름알데히드 수지 비즈 (Nippon Shokubai Co., Ltd., 입자 크기 0.5 ㎛, 굴절율 1.68) 및 가교결합된 폴리스티렌 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 의 SX130H, 입자 크기 3.5 ㎛, 굴절율 1.61) 의 11 중량부를 혼합하고 분산시켜, 50 % 의 고체함량을 갖는 용액을 제조하였다. 구비된 용액을 셀룰로오스 트리아세테이트막 (Fuji Photo Film Co., Ltd. TD-80U) 상에 도포하고 건조하였다. 이 층의 건조 두께는 3.0 ㎛ 이었다. 층을 160 W/cm 의 공기 냉각형 금속 할라이드 램프 (Eyegraphics Co., Ltd.) 로부터 방출된 자외선 (휘도 : 400 mW/cm², 노출량 300 mJ/cm²) 에 노출하여 경화시켰다. 이와 같이 하여 확산막 (HKF-01) 을 제조하였다.

구비된 막 HKF-01 의 헤이즈를 헤이즈미터 (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., MODEL 1001DP) 로 측정하였다. 그 결과, 헤이즈값은 50 % 이었다.

막 표면 거칠기는 0.35 ㎛ 이었다. Surface Explore SX-520 을 이용하 여 층 표면으로부터의 각도 분포를 측정하였다. 그 결과, 각도 분포의 평균은 6.5°이고, 각도 분포의 최대 피크는 1.6° 이었다.

(확산막의 평가)

구비된 확산막을 다음의 방식으로 평가하였다.

(0) 산란광 프로파일

구비된막을 입사광에 수직하게 위치시키고, 자동 고니오포토미터 (Murakami Color Research Laboratory, GP-5) 에 의하여, 산란광 프로파일을 모든 방향에서 측정하였다. 0°에서 반사된 광의 강도에 기초하여 30° 및 60° 로 산란된 광의 강도를 측정하였다.

(1) 거울 반사율 및 색도

어댑터 ARV-474 로 구비되는 스펙트로포토미터 (V-550, Japan Spectrum Co., Ltd.) 로, 5°의 입사각으로 입사되는 380 에서 780 nm 파장 범위의 광의 거울 반사율을 -5°각도에서 측정하였다. 450 에서 650 nm 파장 범위의 평균 반사율을 계산하여 반사방지 기능을 평가하였다.

(2) 헤이즈

(3) 연필 경도

스크래치에 대한 내성을 평가하기 위하여 JIS-K-5400 에 따라 연필 경도를 측정하였다. 확산막을 25 ℃ 온도, 60 % 상대습도에서 2 시간 동안 방치하였다. 1 kg 의 하중으로 JIS-S-6006 에 따라 3H 의 테스트 연필을 이용하여 이 막을 평가하여, 다음의 3 가지 등급으로 분류하였다.

A : 테스트 5 회 반복 시 스크래치가 관찰되지 않음.

B : 테스트 5 회 반복 시 1 또는 2 개의 스크래치가 관찰됨.

C : 테스트 5 회 반복 시 3 개 이상의 스크래치가 관찰됨.

(4) 수분의 접촉각

확산막을 25 ℃ 온도, 60 % 상대습도에서 2 시간 동안 방치하였다. 오염 (지문) 에 대한 표면 저항을 평가하기 위하여 막 상부의 수분의 접촉각을 측정하였다.

(5) 역학적 마찰

막 평탄성을 평가하기 위하여 막의 역학적 마찰을 측정하였다. 확산막을 25 ℃ 온도, 60 % 상대습도에서 2 시간 동안 방치하였다. 역학적 마찰 측정 장치 (HEIDON-14) 에서 분당 60 cm 의 속도로 100 g 중량의 5mmΦ의 스테인레스볼을 이용하여 이 막을 측정하였다.

(6) 눈부심 방지 기능

네이크형 (루버가 없는) 형광 램프의 광 (면적당 1×10¹² Ω) 을 확산막 상에 반사시켰다. 반사된 이미지를 다음의 4 가지 단계로 평가하였다.

A : 형광 램프의 윤곽이 전혀 인지되지 않았음.

B : 형광 램프의 윤곽이 약간 인지되었음.

C : 형광 램프의 이미지가 흐릿하지만 윤곽이 인지되었음.

D : 이미지를 평가하지 않았음.

(7) 표면 저항

디스크 전극 방법에 따라 표면 저항을 측정하였다. 그 결과, 각각의 샘플이 면적당 1×10¹² Ω 이상의 표면 저항을 나타낸다.

(8) 수직 박리 정전하

셀룰로오스 트리아세테이트 (TAC) 에 대한 확산막의 수직 박리 정전하를 전술한 바와 같이 측정하였다.

(9) 먼지에 대한 내성

확산막을 글라스판에 부착하여 방전시켰다. 이 막을 헝겊 크리너 (Toray Co., Ltd., TORAYSEE) 로 10 회 앞뒤로 문질렀다. 미세 발포형 폴리스티렌 파우더를 모조 먼지로서 이용하고 이 막 상에 분사하였다. 이 막을 세운 후에, 떨어지는 파우더를 관찰하고 다음의 4 가지 단계로 평가하였다.

A : 거의 대부분의 파우더가 떨어짐.

B : 80 % 이상의 파우더가 떨어짐.

C : 50 % 이상의 파우더가 떨어짐.

D : 50 % 이상의 파우더가 막 표면 상에 잔존함.

이 결과를 표 3 에 나타낸다.

본 발명에 따른 확산막은 눈부심 방지 기능 및 반사 방지 기능이 향상된다. 또한, 본 발명에 따른 막은 연필 경도, 지문에 대한 내성 (접촉각), 및 표면 평탄성 (역학적 마찰) 이 향상된다. 또한, 본 발명에 따른 막의 색도 변화가 작았다. 그 반면, (저 굴절율층을 갖는) 비교 샘플은 충분한 반사방지 기능을 나타내지 않는다.

실시예 16

(시야측 편광판 (SHB-01) 의 제조)

연신된 폴리비닐 알코올 막에서 요오드를 흡수하여 편광 멤브레인을 제조하였다.

막 (HKHB-01) 을 감화 처리에 투입하고, 막 (HKHB-01) 의 투명 기판 (셀룰로오스 트리아세테이트막) 을 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 편광 멤브레인의 표면에 접촉시킬 수 있었다.

디스코틱 화합물을 포함하는 광학 이방성층을 갖는 광보상시트 (Fuji Photo Film Co., Ltd., WVSA12B) 를 감화 처리에 투입하였다. 광보상시트의 투명 막 지지체를 편광 멤브레인의 다른 표면에 폴리비닐 알코올 접착제로 접착하였다.

이와 같이 하여, 시야측의 편광판 (SHB-01) 제조하였다.

(백라이트측 편광판 (BHB-01) 의 제조)

연장된 폴리비닐 알코올막 상에서 요오드를 흡수하여 편광 멤브레인을 제조하였다.

상업적으로 입수가능한 셀룰로오스 트리아세테이트막 (Fuji Photo Film Co., Ltd., Fuji TAC TD80) 을 감화 처리에 투입하고, 이 막을 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 편광 멤브레인의 표면에 접착하였다.

디스코틱 화합물을 포함하는 광학 이방성층을 갖는 광보상 시트 (Fuji Photo Film Co., Ltd. 의 WVSA12B) 를 감화 처리에 투입하였다. 광보상 시트의 투명막 지지체를 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 편광 멤브레인의 다른 표면에 접착하였다.

이와 같이 하여, 백라이트측 편광판 (BHB-01) 을 제조하였다.

(액정 디스플레이의 제조)

TN 모드의 액정셀을 갖는 액정 디스플레이 (Sharp Co., Ltd. 6E-A3) 로부터 편광판 쌍을 제거하였다. 편광판 (SHB-01) 의 광보상시트를 디스플레이의 액정셀의 시야측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 편광판 (BHB-01) 의 광보상시트를 디스플레이의 액정셀의 백라이트측에 접착제로 접착하였다. 시야측의 편광판의 투과 축 및 백라이트측의 편광판의 투과축을 0 모드에 따라 배열하였다.

측정 장치 (ELDIM, EZ-Contrast 160D) 를 이용하여 제조된 액정 디스플레이를 평가하여, 흑색 (L1) 에서 백색 (L8) 의 시야각 및 중간 단계 (L3) 에서의 색도의 변경을 측정한다. 그 결과를 표 4 에 나타낸다.

실시예 17

(시야측 편광판의 제조 (SHB-02))

연신된 폴리비닐 알코올막에서 요오드를 흡수하여 편광 멤브레인을 제조하였다.

막 (HKHB-02) 을 감화 처리에 투입하고, 막 (HKHB-02) 의 투명 기판 (셀룰로오스 트리아세테이트막) 을 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 편광 멤브레인의 표면에 접촉시켰다.

디스코틱 화합물을 포함하는 광학 이방성층을 갖는 광보상시트 (Fuji Photo Film Co., Ltd., WVSA12B) 를 감화 처리에 투입하였다. 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 광보상시트의 투명 막 지지체를 편광 멤브레인의 다른 표면에 접착하였다.

이와 같이 하여, 시야측의 편광판 (SHB-02) 을 제조하였다.

(액정 디스플레이의 제조)

TN 모드의 액정셀을 갖는 액정 디스플레이 (Sharp Co., Ltd. 6E-A3) 에서 편광판 쌍을 제거하였다. 편광판 (SHB-02) 의 광보상시트를 디스플레이의 액정셀의 시야측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 편광판 (BHB-01) 의 광보상시트를 디스플레이의 액정셀의 백라이트측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 시야측의 편광판의 투과축 및 백라이트측의 편광판의 투과축을 0 모드에 따라 배열하였다.

측정 장치 (ELDIM, EZ-Contrast 160D) 를 이용하여 제조된 액정 디스플레이를 평가하여, 흑색 (L1) 에서 백색 (L8) 의 시야각 및 중간 단계 (L3) 에서의 색도의 변화를 측정한다. 그 결과를 표 4 에 나타낸다.

비교예 2

(액정 디스플레이의 제조)

TN 모드의 액정셀을 갖는 액정 디스플레이 (Sharp Co., Ltd., 6E-A3) 에서 편광판 쌍을 제거하였다. 제거된 판 대신, 상업적으로 입수가능한 편광판 (SANRITZ, LL-82-12WNA). 시야측의 편광판의 투과축 및 백라이트측의 편광판의 투과축을 0 모드에 따라 배열하였다.

본 발명에 따른 확산막 또는 편광판을 이용한 액정 디스플레이는 시야각이 개선되었다.

실시예 18

(광학 이방성 중합체막의 제조)

다음의 성분을 혼합 탱크에 두고, 가열하면서 교반시켜, 셀룰로오스 아세테이트 용액을 제조하였다.

다른 혼합 탱크에, 다음의 리타데이션 증가제의 16 중량부, 메틸렌 클로라이드의 80 중량부, 및 메탄올의 20 중량부를 두었다. 이 혼합물을 가열하면서 교반시켜, 리타데이션 증가제 용액을 제조하였다.

셀룰로오스 아세테이트 용액의 484 중량부를, 리타데이션 증가제 용액의 16 중량부에 혼합하였다. 이 혼합물을 잘 교반하여 도프를 제조하였다. 리타데이션 증가제의 양은 셀룰로오스 아세테이트의 100 중량부에 기초하여 2.0 중량부였다.

제조된 도프를 밴드-캐스팅 장치에서 캐스트하였다. 밴드 상의 도프를 40 ℃ 로 냉각할 때, 도프를 1 분동안 건조하고 그 후 밴드에서 박리하였다. 형성된 막을 140 ℃ 의 핫 에어로 건조하여, 0.3 wt% 양으로 잔존하는 용매를 포함하는 셀룰로오스 아세테이트막 (두께: 80㎛) 을 제조하였다.

제조된 셀룰로오스 아세테이트막 (광학 이방성 중합체막) 의 광학적 특성을 측정하였다. 그 결과, Re 리타데이션 값은 5 nm 이였고, Rth 리타데이션값은 83 nm 이었다. 엘립소미터 (JASCO Corporation, M-150) 를 이용하여 리타데이션 값 (Re 및 Rth) 을 633 nm 의 파장에서 측정하였다.

셀룰로오스 아세테이트막을 2 분 동안 칼륨 하이드록사이드 (25 ℃) 2.0 N 수용액에 담그었다. 이 막을 황산으로 중화시키고 순수로 세정한 후 건조하였다. 처리된 막의 표면 에너지는 접촉각 방법에 따라 측정하여 63 mN/m 의 값을 획득하였다.

(배향층의 형성)

다음의 코팅 용액을 #16 의 와이어-바 코터를 이용하여 28 ml/m² 의 양으로 제조된 셀룰로오스 아세테이트막 상에 코팅하였다. 코팅된 용액을 60 초 동안 60 ℃ 의 핫 에어에서 건조하고, 150 초 동안 90 ℃ 의 핫 에어에서 건조하였다. 셀룰로오스 아세테이트막 (광학 이방성 중합체막) 의 세로 방향으로 건조된층을 러 빙 처리에 투입하였다.

(광학 이방성층의 형성)

메틸 에틸 케톤 102 g 에, 다음의 디스코틱 액정 화합물 41.01 g, 에틸렌 옥사이드 변성 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (Osaka Organic Chemical Industry Ltd., V#360) 4.06 g, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (Eastman Chemical, CAB-551-0.2) 0.90 g, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (Eastman Chemical, CAB-531-1) 0.23 g, 광중합 개시제 (Ciba-Geigy, Ingacure 907) 1.35 g, 및 증감제 (Nippon Kayaku Co., Ltd., Kayacure DETX) 0.45 g 를 용해하여, 코팅액을 제조한다. #3.6 의 와이어 바를 이용하여 배향층 상에 코팅액을 코팅하였다. 코팅막을 자동온도조절장치에서 130 ℃ 로 2 분 동안 가열하여 디스코틱 액정 화합물을 정렬하였다. 60 ℃ 로 5 분 동안 120 W/cm 고압 수은 램프로부터 방출된 자외선으로 막을 조사하여, 디스코틱 액정 분자를 중합화하였다. 막을 실온으로 냉각하였다. 이와 같이 하여 광학 이방성층을 형성하였다.

546 nm 에서 측정된 Re 리타데이션값은 43 nm 이었다. 디스코틱 액정 화합물의 디스코틱 평면과 투명 지지체 (광학 이방성 중합체막) 사이의 (경사각) 각도는 평균 42° 이었다.

(확산층의 형성)

지르코늄 옥사이드 분산된 하드 코팅액 (Desolite KZ-7114A, JSR Co., Ltd.제조) 의 100 중량부를, 투명 수지 (Nippon Kayaku Co., Ltd., DPHA) 43 중량부 및 경화 개시제 (Ciba-Geigy, Irgacure 184) 의 5 중량부와 혼합하였다. 이 혼합물을 에어 디스펜서로 교반하여 메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤의 혼합 용매 (20/80 중량비) 에 용해하였다. 제조된 용액을 도포, 건조, 및 자외선에 노출하여 층을 경화시켰다. 이와 같이 형성된 층은 1.64 의 굴절율을 가졌다.

상기 제조된 용액에, 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd., MX150, 입자 크기 1.5 ㎛, 굴절율 1.53) 의 30 중량부를 혼합하여 분산하였다. 용액의 고체 함량을 메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤 (20/80 중량비) 53 % 까지 조절하였다. 제조된 용액을 광학 이방성층 상에 도포하였다. 코팅층을 건조하였다. 층의 건조 두께는 4.0 ㎛ 이었다. 층을 160 W/cm 의 공기 냉각형 금속 할로겐화물 램프 (Eyegraphics Co. Ltd.) 에서 방출되는 자외선 (조도: 400 mW/cm², 노광: 300 mJ/cm²) 에 노출시켜 층을 경화하였다. 이와 같이 하여 확산막을 제조하였다.

확산층의 헤이즈를 측정하기 위하여 글라스판 상에 용액을 도포하는 점을 제외하고 전술한 바와 동일한 방식으로 확산막을 제조하였다. JIS-K-7105 에 다른 (막 표면의 수직선으로부터) 30°경사각에서 헤이즈미터 (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., Model 1001DP) 로 헤이즈를 측정하였다. 그 결과 헤이즈는 59 % 이었다.

제조된 막을 입사광에 수직하여 두고, 자동 고니오포토미터 (Murakami Color Research Laboratory, GP-5) 로 모든 방향에서 산란광 프로파일을 측정하였다. 0° 반사광의 강도에 기초하여 30°및 60°에서의 산란광의 강도를 측정하였다. 그 결과, 30°에서의 산란광의 강도와 0°에서의 투과된 광의 강도의 비율 (30°/0°) 은 0.110 이었고, 60°에서의 산란광의 강도와 0°에서의 투과된 광의 강도의 비율 (60°/0°) 은 0.0100 이었다.

(시야측 편광판의 제조)

확산막을 감화 처리에 투입하고, 확산막의 셀룰로오스 트리아세테이트막 (광학 이방성 중합체층) 을 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 편광 멤브레인의 표면에 접촉시켰다.

상업적 입수가능한 반사방지막 (Fuji Photo Film Co., Ltd., CV01) 을 감화 처리에 투입하였다. 반사 방지의 투명 막 지지체를 편광 멤브레인의 다른 표면에 폴리비닐 알코올 접착제로 접착하였다.

이와 같이 하여, 시야측의 편광판을 제조하였다.

(백라이트측 편광판의 제조)

상업적으로 입수가능한 셀룰로오스 트리아세테이트막 (Fuji Photo Film Co., Ltd., Fuji TAC TD80) 을 감화 처리에 투입하고, 이 막을 편광 멤브레인의 표면에 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 접착하였다.

셀룰로오스 트리아세테이트막 (광학 이방성 중합체층) 상에 광학 이방성층을 전술한 바와 같이 형성하였다. 층과 층의 적층을 감화 처리에 투입하였다. 적층의 셀룰로오스 트리아세테이트막을 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 편광 멤브레인의 다른 표면에 접촉시켰다.

이와 같이 하여, 백라이트측 편광판을 제조하였다.

(액정 디스플레이의 제조)

TN 모드의 액정셀을 갖는 액정 디스플레이 (Sharp Co., Ltd. 6E-A3) 로부터 편광판 쌍을 제거하였다. 시야측 편광판 (SHB-01) 의 광보상시트를 디스플레이의 액정셀의 시야측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 백라이트측 편광판의 광학 이방성층을 디스플레이의 액정셀의 백라이트측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 시야측의 편광판의 투과축 및 백라이트측의 편광판의 투과축을 0 모드에 따라 배열하였다.

측정 장치 (ELDIM, EZ-Contrast 160D) 를 이용하여 제조된 액정 디스플레이를 평가하여, 흑색 (L1) 에서 백색 (L8) 의 시야각 및 중간 단계 (L3) 에서의 색도의 변경을 측정한다. 그 결과를 표 5 에 나타낸다.

비교예 3

(시야측 편광판의 제조)

실시예 18 과 동일한 방식으로 셀룰로오스 아세테이트막 (광학 이방성 폴리머막) 상에 광학 이방성층을 형성하였다. 층과 막의 적층을 감화 처리에 투입하고, 적층의 셀룰로오스 트리아세테이트막 (광학 이방성 중합체층) 을 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 편광 멤브레인의 표면에 접착시켰다.

상업적 입수가능한 반사방지막 (Fuji Photo Film Co., Ltd., CV01) 을 감화 처리에 투입하였다. 반사 방지의 막 지지체를 편광 멤브레인의 다른 표면에 폴리비닐 알코올 접착제로 접착하였다.

이와 같이 하여, 시야측의 편광판을 제조하였다.

(액정 디스플레이의 제조)

TN 모드의 액정셀을 갖는 액정 디스플레이 (Sharp Co., Ltd. 6E-A3) 로부터 편광판 쌍을 제거하였다. 시야측 편광판의 광학 이방성층을 디스플레이의 액정셀의 시야측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 실시예 18 에서 제조된 백라이트측 편광판의 광학 이방성층을 디스플레이의 액정셀의 백라이트측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 시야측의 편광판의 투과축 및 백라이트측의 편광판의 투과축을 0 모드에 따라 배열하였다.

실시예 19

(광학 이방성 중합체막의 제조)

다음의 성분을 혼합 탱크에 두고 열을 가하여 교반하여, 셀룰로오스 아세테이트 용액을 제조한다.

다른 혼합 탱크에, 실시예 1 에서 이용된 리타데이션 증가제의 25 중량부, 메틸렌 클로라이드의 80 중량부, 및 메탄올의 20 중량부를 두었다. 이 혼합물 을 가열하면서 교반시켜, 리타데이션 증가제 용액을 제조하였다.

셀룰로오스 아세테이트 용액의 470 중량부를, 리타데이션 증가제 용액의 30 중량부에 혼합하였다. 이 혼합물을 잘 교반하여 도프를 제조하였다. 리타데이션 증가제의 양은 셀룰로오스 아세테이트의 100 중량부에 기초하여 6.9 중량부였다.

제조된 도프를 밴드-캐스팅 장치에서 캐스트하였다. 밴드 상의 도프를 35 ℃ 로 냉각할 때, 도프를 1 분 동안 건조하고 그 후 밴드에서 박리하였다. 형성된 막을 140 ℃ 에서 폭방향을 따라 텐터 (tenter) 연장 영역 상에서 28 % 의 연신 비율로 연신하였다. 이 막을 10 분 동안 140 ℃ 에서 건조하고 20 분 동안 130 ℃ 에서 건조하여, 0.3 wt% 양으로 잔존하는 용매를 포함하는 셀룰로오스 아세테이트막 (두께: 60㎛) 을 제조하였다.

제조된 셀룰로오스 아세테이트막 (광학 이방성 중합체막) 의 광학적 특성을 측정하였다. 그 결과, Re 리타데이션 값은 35 nm 이였고, Rth 리타데이션값은 175 nm 이었다. 엘립소미터 (JASCO Corporation, M-150) 를 이용하여 리타데이션 값 (Re 및 Rth) 을 550 nm 의 파장에서 측정하였다.

셀룰로오스 아세테이트막을 실시예 18 과 동일한 방법으로 감화 처리에 투입하였다. 처리된 막의 표면 에너지를 접촉각 방법에 따라 측정하여 60 mN/m 의 값을 획득하였다.

(배향층의 형성)

실시예 18 과 동일한 방식으로 제조된 셀룰로오스 아세테이트막 상에 배향층을 형성하였다.

이 층을 셀룰로오스 아세테이트막의 세로 방향으로부터 45°의 각도로 러빙 처리에 투입하였다.

(광학 이방성층의 형성)

메틸 에틸 케톤 102 g 에, 실시예 18 에서 이용된 디스코틱 액정 화합물 41.01 g, 에틸렌 옥사이드 변성 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (Osaka Organic Chemical Industry Ltd., V#360) 4.06 g, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (Eastman Chemical, CAB-551-0.2) 0.68 g, 광중합 개시제 (Ciba-Geigy, Ingacure 907) 1.35 g, 및 증감제 (Nippon Kayaku Co., Ltd., Kayacure DETX) 0.45 g 를 용해하여, 코팅액을 제조한다. #4 의 와이어 바를 이용하여 배향층 상에 코팅액을 코팅하였다. 코팅막을 자동온도조절장치에서 130 ℃ 로 2 분 동안 가열하여 디스코틱 액정 화합물을 정렬하였다. 약 0.4 초 동안 100 ℃ 로 1200 W/cm 의 고압 수은 램프로부터 방출된 자외선으로 막을 조사하여, 디스코틱 액정 분자를 중합화하였다. 이 막을 실온으로 냉각하였다. 이와 같이 하여 광학 이방성층을 형성하였다.

550 nm 에서 측정된 Re 리타데이션값은 42 nm 였다. 디스코틱 액정 화합물의 디스코틱 평면과 투명 지지체 (광학 이방성 중합체막) 사이의 각도 (경사각) 는 평균 30°였다.

(확산층의 형성)

메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤의 혼합된 용매 (20/80 중량비) 에, 실리카 초미립자를 함유하는 하드 코팅액 (JSR Co., Desolite Z7526, 굴절율 1.51) 100 중량부 및 가교결합된 폴리스티렌 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd., 입자 크기 1.3 ㎛, 굴절율 1.61) 의 33 중량부를 혼합 및 분산시켜, 50 % 고체 함량을 갖는 용액을 제조하였다. 제조된 용액을 광학 이방성층 상에 도포하였다. 코팅층을 건조하였다. 층의 건조 두께는 3.5 ㎛ 이었다. 이 층을 160 W/cm 의 공기 냉각형 금속 할로겐화물 램프 (Eyegraphics Co., Ltd.) 에서 방출되는 자외선광 (조도: 400 mW/cm², 노광: 300 mJ/cm²) 에 노출시켜 층을 경화하였다. 이와 같이 하여 확산막을 제조하였다.

확산층의 헤이즈를 측정하기 위하여, 글라스판 상에 용액을 도포하는 점을 제외하고 전술한 바와 동일한 방식으로 확산막을 제조하였다. JIS-K-7105 에 따른 (막 표면의 수직선으로부터) 30°경사각에서 헤이즈미터 (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., Model 1001DP) 로 헤이즈를 측정하였다. 그 결과 헤이즈는 55 % 이었다.

막의 표면 거칠기는 0.16 ㎛ 이였다. 층 표면의 각도 분포를 Surface Explore SX-520 을 이용하여 측정하였다. 그 결과, 각도 분포의 평균은 4.0°이고, 각도 분포의 최대 피크는 1.0°이었다.

제조된 막을 입사광에 수직하게 두고, 자동 고니오포토미터 (Murakami Color Research Laboratory, GP-5) 로 모든 방향에서 산란광 프로파일을 측정하였다. 0°에서의 반사광의 강도에 기초하여 30°및 60°에서의 산란광의 강도를 측정하였다. 그 결과, 30°에서의 산란광의 강도와 0°에서의 투과된 광의 강도의 비율 (30°/0°) 은 0.095 이었고, 60°에서의 산란광의 강도와 0°에서의 투과된 광의 강도의 비율 (60°/0°) 은 0.0065 이었다.

(시야측 편광판의 제조)

확산막을 감화 처리에 투입하고, 확산막의 셀룰로오스 트리아세테이트막 (광학 이방성 중합체층) 을 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 편광 멤브레인의 표면에 접착시켰다.

이와 같이 하여, 시야측의 편광판을 제조하였다.

(백라이트측 편광판의 제조)

셀룰로오스 트리아세테이트막 (광학 이방성 중합체층) 상에 광학 이방성층을 전술한 바와 같이 형성하였다. 층과 층의 적층을 감화 처리에 투입하였다. 적층의 셀룰로오스 트리아세테이트막을 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 편광 멤브레인의 다른 표면에 접착시켰다.

이와 같이 하여, 백라이트측 편광판을 제조하였다.

(밴드 정렬 모드의 액정셀의 제조)

폴리이미드 멤브레인을 투명 전극을 갖는 글라스판 상에 형성하였다. 폴리이미드 멤브레인을 러빙 처리에 투입하여, 배향층을 형성하였다. 획득된 2 개의 기판을 배향층이 서로 대향되고 러빙 방향이 평행하게 되도록 배열하였다. 셀 간격을 6 ㎛ 로 조절하였다. 0.1396 의 Δn 을 갖는 액정 화합물 (Merck, ZLI1132) 을 셀 사이에 삽입하고 밴드 정렬 모드의 액정셀을 제조하였다.

(액정 디스플레이의 제조)

시야측 편광판의 광학 이방성층을 밴드 정렬 모드의 액정셀의 시야측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 백라이트측 편광판의 광학 이방성층을 디스플레이의 액정셀의 백라이트측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 액정셀의 러빙 방향을 이웃하는 편광판의 러빙 방향과 반평행 (anti-parallel) 하였다.

55 Hz 의 면 전압을 액정셀에 인가하였다. 2 V (백색) 및 5 V (흑색) 의 노말리 화이트 (normally white) 모드에 따라 이미지를 표시하였다.

측정 장치 (ELDIM, EZ-Contrast 160D) 를 이용하여 표시된 이미지를 평가하여, 흑색 (L1) 에서 백색 (L8) 의 시야각을 측정한다. 콘트라스트 비율을 투과율 (백색/흑색) 에 따라 측정하였다. 그 결과를 표 6 에 나타낸다.

실시예 20

(확산층의 형성)

지르코늄 옥사이드 분산된 하드 코팅액 (JSA Co., Ltd., Desolite KZ-7114A) 의 100 중량부를, 투명 수지 (Nippon Kayaku Co., Ltd., DPHA) 43 중량부 및 경화 개시제 (Ciba-Geigy, Irgacure 184) 의 5 중량부와 혼합하였다. 이 혼합물을 에어 디스펜서로 교반하여 메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤의 혼합 용매 (20/80 중량비) 에 용해하였다. 제조된 용액을 도포, 건조, 및 자외선에 노출하여 층을 경화시켰다. 이와 같이 형성된 층은 1.64 의 굴절율을 가졌다.

상기와 같이 제조된 용액에, 폴리메틸 메타크릴레이트 비즈 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd., MX150, 입자 크기 1.5 ㎛, 굴절율 1.53) 의 35 중량부를 혼합하여 분산하였다. 용액의 고체 함량을 메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤 (20/80 중량비) 으로 53 % 까지 조절하였다.

제조된 용액을 실시예 19 에서 제조된 광학 이방성층 상에 도포하고 건조하였다. 층의 건조 두께는 4.0 ㎛ 이었다. 층을 160 W/cm 의 공기 냉각형 금속 할로겐화물 램프 (Eyegraphics Co., Ltd.) 로부터 방출된 자외선 (휘도 : 400 mW/cm², 노출 : 300 mJ/cm²) 에 노출시켜 층을 경화하였다. 이와 같이 하여 확산막을 제조하였다.

확산막의 헤이즈를 측정하기 위하여 글라스판 상에 용액을 도포하는 점을 제외하고 전술한 바와 동일한 방식으로 확산막을 제조하였다. JIS-K-7105 에 따른 (막 표면의 수직선으로부터) 30°경사각에서 헤이즈미터 (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., Model 1001DP) 로 헤이즈를 측정하였다. 그 결과 헤이즈는 63 % 이었다.

제조된 막을 입사광에 수직하게 두고, 자동 고니오포토미터 (Murakami Color Research Laboratory, GP-5) 로 모든 방향에서 산란광 프로파일을 측정하였다. 0°에서의 반사광의 강도에 기초하여 30°및 60°에서의 산란광의 강도를 측정하였다. 그 결과, 30°에서의 산란광의 강도와 0°에서의 투과된 광의 강도의 비율 (30°/0°) 은 0.120 이었고, 60°에서의 산란광의 강도와 0°에서의 투과된 광의 강도의 비율 (60°/0°) 은 0.0110 이었다.

(시야측 편광판의 제조)

상업적 입수가능한 반사방지막 (Fuji Photo Film Co., Ltd., CV01) 을 감화 처리에 투입하였다. 반사 방지의 막 지지체를 편광 멤브레인의 다른 표면에 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 접착하였다.

이와 같이 하여, 시야측의 편광판을 제조하였다.

(백라이트측 편광판의 제조)

셀룰로오스 아세테이트막 (광학 이방성 중합체막) 상에 광학 이방성층을 실시예 19 와 동일한 방법으로 형성하였다. 층과 층의 적층을 감화 처리에 투입하였다. 이 적층의 셀룰로오스 아세테이트막을 폴리비닐 알코올 접착제를 이용하여 편광 멤브레인의 다른 표면에 접착시켰다.

이와 같이 하여, 백라이트측 편광판을 제조하였다.

(액정 디스플레이의 제조)

정렬 모드의 액정셀을 갖는 액정 디스플레이 (Fujitsu Limited, VL-1530) 로부터 편광판 쌍을 제거하였다. 시야측 편광판의 광학 이방성층을 디스플레이의 액정셀의 시야측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 백라이트측 편광판의 광학 이방성층을 디스플레이의 액정셀의 백라이트측에 접착제를 이용하여 접착하였다. 크로스된 Nicols 배열에 따라, 시야측의 편광판의 투과축을 상부 및 하부 방향을 따라 배열하고, 백라이트측의 편광판의 투과축을 좌우 방향을 따라 배열하였다.

측정 장치 (ELDIM, EZ-Contrast 160D) 를 이용하여 제조된 액정 디스플레이를 평가하여, 흑색 (L1) 에서 백색 (L8) 의 시야각을 측정하였다. 그 결과를 표 7 에 나타낸다.

Claims

투명 기판 및 확산층을 포함하고,

상기 확산층은, 고니오포토미터 (goniophotometer) 로 측정되는 산란광 프로파일이 0°각도로 투과된 광의 강도에 대한 30°각도로 산란된 광의 강도의 비율이 0.01 내지 0.2 % 인 것을 나타내는, 확산막.
제 1 항에 있어서,

상기 확산층은, 고니오포토미터로 측정되는 산란광 프로파일이 0°각도로 투과된 광의 강도에 대한 60°각도의 산란광의 강도의 비율이 0.02 % 이하인 것을 나타내는, 확산막.
제 1 항에 있어서,

상기 확산층은 40 내지 90 % 범위의 총헤이즈값을 갖는, 확산막.
제 1 항에 있어서,

상기 확산층은 30 내지 80 % 범위의 내부 확산 헤이즈값을 갖는, 확산막.
제 1 항에 있어서,

상기 확산층은 30°의 각도에서 측정된 헤이즈값을 30 내지 95 % 범위로 갖는, 확산막.
제 1 항에 있어서,

상기 확산층은 투명 수지 및 투명 미립자를 포함하고,

상기 투명 미립자는 상기 투명 수지의 굴절율와 상이한 굴절율을 갖는, 확산막.
제 6 항에 있어서,

상기 투명 수지와 상기 투명 미립자 사이의 굴절율 차이는 0.02 내지 0.20 의 범위인, 확산막.
제 6 항에 있어서,

상기 미립자는, 0.5 내지 2.0 ㎛ 범위의 입자 크기를 갖는 상대적으로 작은 입자, 및 2.5 내지 5.0 ㎛ 범위의 입자 크기를 갖는 상대적으로 큰 입자를 포함하는, 확산막.
제 1 항에 있어서,

상기 확산층은, 상기 확산층의 표면으로부터의 각도 분포의 평균 각도가 1.5 내지 5°의 범위인 거친 표면을 갖는, 확산막.
제 1 항에 있어서,

상기 확산층은, 상기 확산층의 표면으로부터의 각도 분포의 최대 피크 각도가 0.4 내지 1.4°의 범위인 거친 표면을 갖는, 확산막.
제 1 항에 있어서,

상기 확산층은, 표면 거칠기가 0.05 내지 0.18 ㎛ 의 범위인 거친 표면을 갖는, 확산막.
제 1 항에 있어서,

상기 투명 기판은 광학 이방성 중합체막인, 확산막.
제 12 항에 있어서,

상기 광학 이방성 중합체막은 0 내지 200 nm 범위의 Re 리타데이션값 및 70 내지 500 nm 범위의 Rth 리타데이션값을 갖는, 확산막.
한 쌍의 보호막 및 상기 보호막들 사이에 제공되는 편광 멤브레인을 포함하고,

상기 보호막들 중 하나가 제 1 항에 기재된 확산막인, 편광판.
제 14 항에 있어서,

상기 편광판은 액정 화합물로 형성되는 광학 이방성층을 더 포함하고,

상기 편광판은 상기 확산막, 상기 편광 멤브레인, 및 상기 광학 이방성층을 이 순서대로 포함하는, 편광판.
제 15 항에 있어서,

상기 액정 화합물은 디스코틱 화합물인, 편광판.
투명 기판, 확산층, 및 저 굴절율층을 이 순서대로 포함하고,

상기 확산층은 고니오포토미터로 측정되는 산란광 프로파일이 0°각도로 투과된 광의 강도에 대한 30°각도로 산란된 광의 강도의 비율이 0.01 내지 0.2 % 인 것으로 나타나고,

5°각도의 입사광의 평균 거울 반사율이 450 내지 650 nm 의 파장 영역에서 2.5 % 이하인, 반사방지막.
한 쌍의 보호막, 및 상기 보호막들 사이에 제공되는 편광 멤브레인을 포함하고,

상기 보호막들 중 하나는 제 17 항에 기재된 반사방지막인, 편광판.
제 1 항에 기재된 확산막으로 커버되는 디스플레이 표면을 갖는, 이미지 디스플레이 장치.