KR100959269B1 - 광확산 필름, 그 제조방법, 편광판 및 액정표시장치 - Google Patents

광확산 필름, 그 제조방법, 편광판 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

(과제) 액정표시장치의 광시야각화, 특히 패널 하측방향의 계조 반전 및 외부광의 반사방지를 고도로 실현시키고, 또 고정세 액정표시장치에서도 흐려짐이 없는 화상을 실현시킨다.
(해결수단) 투광성 수지 중에 투광성 미립자가 분산되어 있는 광확산 필름에서, 투광성 수지의 굴절률과 투광성 미립자의 굴절률의 차이를 0.04∼0.3으로 조정하고, 0.1∼50㎛ 입경을 갖는 투광성 미립자를 사용하며, 또한 투광성 미립자의 평균 어스펙트비를 2 이상으로 한다.
광확산 필름, 광산란층

Description

광확산 필름, 그 제조방법, 편광판 및 액정표시장치 {LIGHT DIFFUSING FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, POLARIZER AND LCD DEVICE}
도 1은 반사방지 필름의 예를 나타내는 단면 모식도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 반사방지 필름 2: 투명지지체
3: 광산란층 4: 저굴절률층
5: 산란체(투광성 미립자) 6: 매트 입자
본 발명은 화상표시장치의 표시면에 사용되는 광확산 필름에 관한 것이다. 또, 본 발명은 액정표시장치의 표시 품위를 개선할 수 있는 광확산 필름과 편광판에 관한 것이기도 하다.
일반적으로 액정표시장치는 편광판과 액정셀로 구성되어 있다. 액정표시장치의 표시 품위상 결점은 시야각과 외부광의 반사이다.
시야각에 관해서는 현재 주류인 TN 모드 TFT 액정표시장치에서, 광학보상 필름(예컨대, 일본 공개특허공보 평7-191217호, 일본 공개특허공보 평8-50206호의 각 공보 및 유럽 특허공보 0911656A2호 명세서에 기재됨)을 편광판과 액정셀 사이에 삽입하여 매우 넓은 시야각을 갖는 액정표시장치가 실현되었다.
그러나, 상기 액정표시장치는 패널 하측방향의 계조 반전이 발생하는 문제가 잔존하였다.
이 문제에 대하여 일본 특허공보 제2822983호에는 광확산 수단을 일본 공개특허공보 2001-33783호에는 광축 변환판을, 그리고 일본 공개특허공보 2001-56461호에는 출사광을 확산하는 광학 수단을 시인(視認)측 표면에 설치함으로써, 표시 품위가 현저히 개선됨이 제안되어 있다. 그러나, 이 공보들에 기재되어 있는 구체적 수단은 고도로 제어된 렌즈구조 또는 회절구조를 갖는 광확산 수단으로, 고가이며 또한 대량 생산이 매우 어려웠다.
일본 공개특허공보 평6-18706호, 일본 공개특허공보 평10-20103호의 각 공보에는, 투명기초재 필름 표면에 필러(예, 이산화규소(실리카))를 함유하는 수지를 도포하여 형성한 저렴하고 또한 대량 생산이 가능한 광확산 필름이 개시되어 있다. 일본 공개특허공보 평11-160505호, 일본 공개특허공보 평11-305010호, 일본 공개특허공보 평11-326608호, 일본 공개특허공보 2000-121809호, 일본 공개특허공보 2000-180611호 및 일본 공개특허공보 2000-338310호의 각 공보에는, 기타 광확산 필름이 개시되어 있다. 이들 광확산 필름을 사용해도 표시 품위의 향상은 불충분하였다.
최근에는 액정표시장치가 화소가 세밀한 고정밀 모니터 용도에 사용되는 경우가 많아지고 있다. 광확산 필름을 고정밀 모니터에서 사용하면, 화상의 흐려짐이 잘 발생한다는 또 다른 큰 문제에도 직면한다.
한편, 외부광의 반사에 관해서는 반사방지 필름이 일반적으로 사용된다. 반사방지 필름은 외부광의 반사에 의한 콘트라스트 저하나 이미지의 반사를 방지하기 위해서, 광학 간섭의 원리를 이용하여 반사율을 저감시키는 디스플레이의 최표면에 배치된다. 그러나, 종래의 반사방지 필름에는, 상기 기술한 바와 같은 시야각의 문제를 해결할 수 있는 것이 아니기 때문에, 외부광의 반사에 우수하면서 시야각의 문제를 해결할 수 있는 반사방지 필름이 요구되었다.
본 발명의 목적은 액정표시장치의 광시야각화, 특히 패널 하측방향의 계조 반사 및 외부광의 반사방지를 고도로 실현시키고, 또 고정밀 액정표시장치에서도 흐려짐이 없는 화상을 실현할 수 있는 광확산 필름 및 반사방지 필름을 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 액정패널의 두께를 두껍게 하지 않고 시야각(특히 하측방향 시야각)이 확대되고, 그리고 시각 변화에 따른 콘트라스트 저하, 계조 또는 흑백 반전 및 색상 변화 등이 거의 발생하지 않으며, 또한 내구성이 향상된 편광판 및 이를 사용한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 목적은 다음 (1)∼(12)의 광확산 필름, (13)∼(15)의 광확산 필름의 제조방법, 다음 (16)∼(18)의 편광판 및 다음 (19), (20)의 액정표시장치에 의해 달성되었다.
(1) 투광성 수지 중에 산란체가 분산되어 있는 광확산 필름으로서, 투광성 수지의 굴절률과 산란체의 굴절률의 차이가 0.04∼1.5이고, 투광산란체성 미립자가 0.1∼50㎛ 입경을 가지며, 그리고 산란체가 편평한 것을 특징으로 하는 광확산 필름.
(2) 산란체가 평판 형상인 (1)에 기재된 광확산 필름.
(3) 필름면에 수직인 단면에서의 산란체의 평균입경에 대한, 필름면에 평행한 단면에서의 산란체의 평균입경의 비가 2 이상인 (2)에 기재된 광확산 필름.
(4) 산란체가 원주형상 또는 스틱형상인 (1)에 기재된 광확산 필름.
(5) 필름면에 수직인 단면에서의 산란체의 평균입경에 대한, 필름면에 평행한 단면에서의 산란체의 평균입경의 비가 0.5 이하인 (4)에 기재된 광확산 필름.
(6) 광확산 필름의 적어도 일측 면이 0.05∼0.18㎛의 표면조도를 갖는 (1)에 기재된 광확산 필름.
(7) 투광성 수지 중에 매트제 미립자가 추가로 함유되고, 투광성 수지의 굴절률과 매트제 미립자의 굴절률의 차이가 0.04 미만인 (1)에 기재된 광확산 필름.
(8) 투광성 수지 중에 입경이 0.1㎛ 미만인 초미립자가 추가로 함유되어 있는 (1)에 기재된 광확산 필름.
(9) 투명기초재 상에, 상기 투광성 수지 중에 상기 산란체가 분산되어 있는 광산란층이 형성되어 있는 (1)에 기재된 광확산 필름.
(10) 광산란층이 2.0∼6.0㎛ 두께를 갖는 (9)에 기재된 광확산 필름.
(11) 광산란층 상에 저굴절률층이 형성되어 있는 (9)에 기재된 광확산 필름.
(12) 저굴절률층에 광이 5도로 입사될 때의 경면반사율이 450∼650㎚ 파장영역에서 평균값이 2.5% 이하인 (11)에 기재된 광확산 필름.
(13) 투광성 수지와, 투광성 수지의 굴절률과의 차이가 0.04∼1.5인 굴절률, 및 0.1∼50㎛ 입경을 갖는 편평한 산란체를, 투명기초재가 용해되는 용제와 투명기초재가 용해되지 않는 용제를 함유하는 혼합 용매 중에 용해 또는 분산시켜 도포액을 조제하는 공정, 도포액을 투명기초재 상에 도포하는 공정, 그리고 건조시킴으로써 광산란층을 형성하는 공정으로 이루어지는 광확산 필름의 제조방법.
(14) 광산란층이 2.0∼6.0㎛ 두께를 가지며, 투광성 수지가 투명기초재의 표면에서부터 0.01∼1.0㎛ 깊이까지 스며드는 (13)에 기재된 광확산 필름의 제조방법.
(15) 투명기초재가 셀룰로오스 아세테이트 필름으로, 투명기초재를 용해시키는 용제가 케톤을 함유하는 (13)에 기재된 광확산 필름의 제조방법.
(16) 편광막 양측에 2개의 보호 필름이 배치되어 있는 편광판으로서, 일측 보호 필름이, 투광성 수지 중에 산란체가 분산되어 있고, 투광성 수지의 굴절률과 산란체의 굴절률의 차이가 0.04∼1.5이고, 산란체가 0.1∼50㎛ 입경을 가지며, 그리고 산란체가 편평한 광확산 필름인 것을 특징으로 하는 편광판.
(17) 타측 보호 필름 상에 액정성 화합물로 이루어진 광학 이방성층이 형성되어 있는 (16)에 기재된 편광판.
(18) 액정성 화합물이 디스코틱 화합물인 (17)에 기재된 편광판.
(19) 액정 셀 양측에 2개의 편광판이 배치되어 있는 투과형 액정표시장치로 서, 편광판이 편광막 양측에 2개의 보호 필름이 배치되어 있는 편광판이고, 표시면측 편광판의 표시면측 보호 필름이 투광성 수지 중에 산란체가 분산되어 있고, 투광성 수지의 굴절률과 산란체의 굴절률의 차이가 0.04∼1.5이고, 산란체가 0.1∼50㎛ 입경을 가지며, 그리고 산란체가 편평한 광확산 필름인 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
(20) 반사판, 액정 셀, 그리고 편광판 순서대로 배치되어 있는 반사형 액정표시장치로서, 편광판이 편광막 양측에 2개의 보호 필름이 배치되어 있는 편광판이고, 편광판의 표시면측의 보호 필름이 투광성 수지 중에 산란체가 분산되어 있고, 투광성 수지의 굴절률과 산란체의 굴절률의 차이가 0.04∼1.5이고, 산란체가 0.1∼50㎛ 입경을 가지며, 그리고 산란체가 편평한 광확산 필름인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
발명의 실시형태
[광확산 필름의 기본 구성]
본 발명의 광확산 필름은 법선방향에서 측정한 헤이즈가 1∼40%인 것이 바람직하고, 5∼30%인 것이 더욱 바람직하며, 7∼20%인 것이 가장 바람직하다.
또, 필름의 법선에서 경사진 방향의 헤이즈는 법선방향의 헤이즈에 비해 높은 것이 바람직하고, 법선으로부터 30°기울였을 때의 헤이즈는 20%∼70%인 것이 바람직하며, 30%∼60%인 것이 가장 바람직하다.
헤이즈를 제어하는 방법으로는 산란체 농도를 올리거나 또는 바인더와 나아가서는 이 산란체 입자의 굴절률 차이를 제어하는 방법이 있다.
이와는 별도로 시인성 관점에서 표면 요철에 의해 표면 헤이즈를 형성하는 것도 필요하고, 이 내부 산란 헤이즈와 표면 헤이즈가 존재하는 상태에서 정면의 헤이즈값이 10% 이상인 것이 바람직하다.
표면조도도 화상의 흐려짐에 기여하므로, 표면조도(Ra)가 0.18㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.16㎛ 이하이며, 0.14㎛ 이하가 가장 바람직하다. 또, 상기 기술한 바와 같이 적당한 표면 헤이즈를 형성하기 위해서는 표면조도(Ra)가 0.05㎛ 이상인 것이 바람직하다.
광산란층의 표면조도는 이 광산란층의 바인더 비율로 제어할 수 있다. 이 비율을 크게 함으로써 광산란층 상에 입자가 잘 돌출되지 않아 표면조도는 작아진다. 바인더 비율을 크게 하는 방법으로는 도포액 내의 바인더 비율을 크게 하는 방법을 도포할 때의 도포액의 용제 조성 및 건조 조건으로 제어할 수 있다. 표면조도를 작게 하는 관점에서는, 도포층이 충분히 레벨링(평활화)할 수 있도록 건조를 지연시키고, 또 용제 조성은 투명기초재에 잘 스며들지 않게(용해되지 않게) 하는 것이 바람직하다. 단, 투명기초재와 광산란층의 밀착 관점에서는, 어느 정도 투명기초재에 스며드는(용해되는) 용제와 혼합하여 사용하는 것이 필요하다.
구체적으로는 용제 건조까지의 온도를 20℃∼40℃로 하고, 용제 조성으로 가장 바람직한 조합은, 투명기초재 필름을 용해시키는 용제로서 건조가 비교적 빠른 메틸에틸케톤을 선택하고, 투명기초재 필름을 용해시키지 않는 용제로서 동일한 케톤계 용제인 메틸이소부틸케톤을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 각각 총량 의 중량 비율(A/B)은 10/90∼30/70이 바람직하고, 15/85∼25/75가 더욱 바람직하다.
반사방지 필름의 바람직한 태양은 트리아세틸 셀룰로오스 투명지지체 상에 1층 이상의 광산란층이 형성되고, 추가로 그 위에 1층 이상의 저굴절률층이 형성된다.
도 1은 반사방지 필름의 예를 나타내는 단면 모식도이다.
반사방지 필름(1)은 트리아세틸 셀룰로오스로 이루어진 투명지지체(2), 광산란층(3), 그리고 저굴절률층(4)의 순서를 갖는 층 구성을 갖는다. 광산란층(3)에는 산란체(5)와 표면 요철을 제어하기 위한 매트 입자(6)가 분산되어 있다. 광산란층(3)은 복수 층으로 이루어질 수도 있다.
광산란층(바인더)의 투광성 수지의 굴절률은 바람직하게는 1.50∼2.00이고, 저굴절률층의 굴절률은 바람직하게는 1.35∼1.45이다. 투명지지체로서 바람직하게 사용되는 트리아세틸 셀룰로오스의 굴절률은 1.48이다.
이와 같이 광산란층(바인더)의 굴절률을 높임으로써 저굴절률층의 굴절률을 1.35∼1.45 범위로 해도 반사방지효과가 우수하다. 따라서, 광산란층의 굴절률이 너무 작으면 반사방지성이 저하되고, 너무 크면 반사광의 색이 강해져 바람직하지 않다.
[광산란층]
광산란층은 산란체 및 매트 입자와 투광성 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 상기 기술한 바와 같이 정면 및 경사방향의 헤이즈값을 제어 한다.
본 발명에서는 다음 (a)∼(c)의 특징을 갖는 산란체로서 사용한다.
(a) 편평하다
(b) 투광성 수지의 굴절률과의 차이가 0.04∼1.5인 굴절률을 갖는다
(c) 입경이 0.1∼50㎛이다
여기에서, 입경이란 법선에 평행한 길이(Z), 필름면에 평행한 길이(X,Y)의 3축의 평균을 말한다.
산란체는 추가로 (d) 및 (e)의 특징을 갖는 것이 바람직하다.
(d) 필름면에 평행한 단면의 평균입경이 0.1∼50.0㎛이다
(e) 필름면에 수직인 단면의 평균입경이 0.01∼10.0㎛이다
본 발명의 산란체는 필름 법선방향에서 시각을 기울였을 때의 산란 강도가 연속적으로 변화하는 것이 바람직하므로, 산란체의 편평형상은 원주형상 내지 스틱형상 또는 타원체(특히 원반형상)인 것이 바람직하다.
타원체의 경우 그 장축은 법선방향에 거의 수직인 것이 바람직하다. 그러나, 특정 방향으로 시야각을 확대하기 위해서 법선으로부터 어느 정도 각도로 기울여 배열할 수도 있다. 이 경우 액정표시장치에 장착한 경우의 효과(정면 콘트라스트, 흐려짐을 희생시키지 않고 시야각을 확대함)를 보다 효율적으로 발휘시키기 위해서는, 평균 어스펙트비는 3 이상이 바람직하고, 평균 5 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 어스펙트비가 다른 산란체를 혼합하여 사용함으로써, 보다 효율적으로 시야각 확대 효과를 발휘할 수 있게 되는 경우도 있다.
여기에서 어스펙트비란 산란체의 필름 법선을 포함하는 단면에서 필름면에 수평인 방향과 수직인 방향의 크기의 비이다.
한편, 원주형상 내지 스틱형상의 경우 그 장축은 법선 방향에 거의 평행한 것이 바람직하고, 평균 어스펙트비로는 0.5 이하가 바람직하며, 0.3 이하가 보다 바람직하고, 0.2 이하가 더욱 바람직하다.
산란체와 광산란층 전체를 구성하는 투광성 수지(바인더)의 굴절률의 차이가 0.04∼1.5이다. 굴절률 차이는 0.04∼1.0인 것이 바람직하고, 0.04∼0.5가 더욱 바람직하며, 0.04∼0.2가 가장 바람직하다. 굴절률 차이가 0.04 미만인 경우에는 양자의 굴절률의 차이가 너무 작아 광확산 효과를 얻을 수 없다. 또 굴절률 차이가 1.5보다 큰 경우에는, 광확산성이 너무 높아 필름 전체가 백화된다.
산란체는 0.1∼50㎛ 입경을 갖는다.
한편, 매트 입자도 투광성인 것이 바람직하다. 또, 매트 입자는 산란층 표면의 요철을 제어하기 위해서 사용되므로, 산란층 바인더와의 굴절률 차이가 작은 것이 바람직하다. 구체적으로는 굴절률 차이가 0.04 미만인 것이 바람직하고, 0.03 미만인 것이 더욱 바람직하며, 0.02 이하인 것이 가장 바람직하다.
매트 입자의 입자경은 2.5㎛∼5.0㎛인 것이 바람직하다. 매트 입자의 입자경을 조정하는 것은 본 발명에 적합한 표면 산란을 얻기 위함이다.
표시 품위를 향상시키기(하측방향 시야각 개선) 위해서 산란층에 비스듬히 입사된 광을 확산시킬 필요가 있고, 이 확산 효과가 크면 클수록 시각 특성은 향상된다. 그러나, 산란층에 수직으로 입사되는 광은 정면의 밝기를 유지하기 위해 되도록 산란되지 않는 것이 바람직하다.
필요한 표시 품위를 달성시키기 위해서는, 외부광의 반사를 방지하는 것도 필요하다. 표면의 헤이즈값은 낮을수록 표시의 흐려짐을 작게 하여 명료한 디스플레이 표시를 얻을 수 있는데, 헤이즈값이 너무 낮으면 비침 및 표면 번쩍임(신틸레이션)이라 하는 번쩍번쩍 빛나는 현상이 발생한다. 반대로, 너무 높으면 하얗게 되므로(백화: 흑색 농도 저하), 표면 헤이즈값(hs)은 0.5<hs<30이 바람직하고, 3≤hs≤20이 더 바람직하며, 7≤hs≤15가 가장 바람직하다.
이 표면 헤이즈값을 제어하기 위해서는 미립자에 의해 수지층 표면에 적절한 요철을 형성하는 것이 바람직한 형태로 사용된다. 헤이즈값(흐림도값)은 JIS-K-7105에 준하여 무라카미 색채기술연구소 제조의 HR-100으로 측정할 수 있다.
상기 입자경을 2.5㎛ 이하로 한 경우, 표면 요철은 작아지며 표면 산란의 효과가 작아져 외부광에 의한 반사를 충분히 억제할 수 없다. 한편, 5.0㎛ 이상으로 한 경우에는, 표면 요철이 커져 반사는 억제할 수 있지만, 현저히 백화되어 반대로 표시 품위를 떨어뜨리게 된다. 따라서, 상기 입자경은 2.2㎛∼4.7㎛가 바람직하고, 2.4㎛∼4.5㎛가 가장 바람직하다. 표면 요철은 표면조도(Ra)가 1.2㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.8㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 가장 바람직하게는 0.5㎛ 이하이다.
상기 산란체 및 매트 입자는 단일 분산의 유기 소재이거나 무기 소재일 수도 있다. 크기에 편차가 없을수록 산란 특성에 편차가 적어져 헤이즈값의 설계가 쉬워진다.
상기 산란체 소재는 바인더와의 굴절률 차이의 관계에서 적절하게 선택되며 특별히 한정되지 않는다.
편평한 산란체는 무기 또는 유기 입자를 투명수지 중에 분산시키고 투명기초재 상에 도포하는 것이 바람직하다. 산란체는 각종 재료(예, 단백질, 산화규소, 금속산화물, 중합체)로 제조할 수 있다. 중합체의 경우 광확산 필름의 제조 단계에서 단량체(예컨대, 다가 알콜과 (메타)아크릴산의 에스테르)의 유화 중합으로 미립자를 합성할 수도 있다. 특히, 젤라틴 미립자(굴절률: 1.44) 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트의 중합체 미립자(굴절률: 1.51)가 특히 바람직하다.
시판되는 입자, 예컨대 운모 입자(시클로마이카, 코프케미컬㈜), 실크 단백질 입자(이데미츠 실크 파우더(이데미츠 석유화학㈜ 제조), 알루미나 입자(세라프, YKK㈜ 제조)를 사용할 수도 있다. 또, 원주형상의 입자로는 발륨 페라이트를 원주형상으로 스태킹시킨 것을 사용할 수 있다.
또, 편평한 산란체를 갖는 광산란층을 제조하는 다른 방법으로는, 바인더 중에 유화 분산시키고 투명기초재 상에 도포한 후, 건조시 두께방향으로의 수축을 이용하는 방법(유화법) 또는 어스펙트비가 2 이상인 산란체(원반형상 산란체가 바람직함)를 바인더 중에 분산시킨 것을 투명기초재 상에 도포하는 방법(분산법) 등을 들 수 있다.
상기 매트 입자로는 플라스틱 비즈가 바람직하며, 특히 투명도가 높고 투광성 수지와의 굴절률 차이가 상기 기술한 바와 같은 수치인 것이 바람직하다. 플라스틱 비즈로는 폴리메틸메타크릴레이트 비즈(굴절률 1.51), 아크릴-스티렌 공중합체 비즈(굴절률 1.55), 멜라민 비즈(굴절률 1.57), 폴리카보네이트 비즈(굴절률 1.57), 스티렌 비즈(굴절률 1.60), 가교 폴리스티렌 비즈(굴절률 1.61), 폴리염화비닐 비즈(굴절률 1.60), 벤조구아나민-멜라민포름알데히드 비즈(굴절률 1.68) 등이 사용된다.
플라스틱 비즈의 입경은 상기 기술한 바와 같이 0.5∼5㎛인 것을 적절하게 선택하여 사용하면 되고, 투광성 수지 100 중량부에 대하여 5∼30 중량부 함유시키면 된다.
투광성 수지로는 시판되는 중합체 또는 자외선ㆍ전자선으로 경화시키는 수지, 즉 전리방사선 경화형 수지, 전리방사선 경화형 수지에 열가소성 수지와 용제를 혼합시킨 것, 열경화형 수지의 3종류가 사용된다.
상기 투광성 수지에는, 산란체 또는 매트제의 침강 방지 및 굴절률 제어를 위해 실리카, 지르코니아 등과 같은 무기 필러를 첨가할 수도 있다. 또, 무기 필러는 첨가량을 늘릴 수록 투광성 미립자의 침강 방지에 유효하지만, 도포막의 투명성에 악영향을 미친다. 따라서, 바람직하게는 입경 0.5㎛ 이하의 무기 필러를 투광성 수지에 대하여 도포막의 투명성을 손상시키지 않을 정도로 0.1 중량% 미만 정도 함유시키면 된다.
또, 광산란층의 두께는 통상 2㎛∼6㎛ 정도로 하고, 바람직하게는 3㎛∼5㎛이다.
투광성 수지의 굴절률은 바람직하게는 1.50∼2.00이고, 보다 바람직하게는 1.53∼1.95이며, 더욱 바람직하게는 1.57∼1.90이고, 특히 바람직하게는 1.64∼1.80이다. 또, 투광성 수지의 굴절률은 투광성 미립자를 포함하지 않고 측정한 값이다.
굴절률이 너무 작으면 반사방지성이 저하된다. 또, 이것이 너무 크면 반사광의 색이 강해져 바람직하지 않다.
투광성 수지에 사용되는 바인더는 포화 탄화수소 또는 폴리에테르를 주쇄로서 갖는 중합체인 것이 바람직하고, 포화 탄화수소를 주쇄로서 갖는 중합체인 것이 더욱 바람직하다. 또, 바인더는 가교되어 있는 것이 바람직하다. 포화 탄화수소를 주쇄로 하여 갖는 중합체는 에틸렌성 불포화 단량체의 중합반응으로 수득하는 것이 바람직하다. 가교되어 있는 바인더를 수득하기 위해서는, 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 사용하는 것이 바람직하다.
2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체의 예에는, 다가 알콜과 (메타)아크릴산의 에스테르(예, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-디클로로헥산디아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤에탄트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,3,5-시클로헥산트리올트리메타크릴레이트, 폴리우레탄폴리아크릴레이트, 폴리에스테르폴리아크릴레이트), 비닐벤젠의 유도체(예, 1,4-디비닐벤젠, 4-비닐벤조산-2-아크릴로일에틸에스테르, 1,4-디비닐시클로헥사논), 비닐술폰(예, 디비닐술폰), 아크릴아미드(예, 메틸렌비스아크릴아미드) 및 메타크릴아미드가 포함된다. 이들 중에서도 3개 이상의 관능기를 갖는 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트 단량체, 더구나 5개 이상의 관능기를 갖는 아크릴레이트 단량체가 막 경도, 즉 내흠집성 관점에서 바람직하다. 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트의 혼합물이 시판되고 있으며 특히 바람직하게 사용된다.
이들 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체는 각종 중합 개시제 기타 첨가제와 함께 용제에 용해, 도포, 건조시킨 후 전리방사선 또는 열에 의한 중합 반응으로 경화시킬 수 있다.
2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체 대신 또는 여기에 부가하여 가교성 기의 반응으로 가교 구조를 바인더에 도입할 수도 있다. 가교성 관능기의 예에는, 이소시아네이트기, 에폭시기, 아질리딘기, 옥사졸린기, 알데히드기, 카르보닐기, 히드라진기, 카르복실기, 메틸롤기 및 활성 메틸렌기가 포함된다. 비닐술폰산, 산무수물, 시아노아크릴레이트 유도체, 멜라민, 에테르화 메틸롤, 에스테르 및 우레탄, 테트라메톡시실란과 같은 금속 알콕시드도 가교 구조를 도입하기 위한 단량체로서 이용할 수 있다. 블록 이소시아네이트기와 같이 분해 반응의 결과로서 가교성을 나타내는 관능기를 사용할 수도 있다. 즉, 본 발명에서 가교성 관능기는 바로 반응을 나타내는 것은 아니어도 분해된 결과 반응성을 나타내는 것이어도 된다.
이들 가교성 관능기를 갖는 바인더는 도포한 후 가열함으로써 가교 구조를 형성할 수 있다.
투광성 수지는 상기 바인더 중합체에 부가하여 여기에 고굴절률을 갖는 단량체 및/또는 고굴절률을 갖는 금속산화물 초미립자 등으로 형성되는 것이 바람직하다.
고굴절률을 갖는 단량체의 예에는, 비스(4-메타크릴로일티오페닐)술피드, 비닐나프탈렌, 비닐페닐술피드, 4-메타크릴옥시페닐-4'-메톡시페닐티오에테르 등이 포함된다.
고굴절률을 갖는 금속산화물 초미립자의 예에는, 지르코늄, 티탄, 알루미늄, 인듐, 아연, 주석, 안티몬 중에서 선택된 하나 이상의 산화물로 이루어진 입경 100㎚ 이하, 바람직하게는 50㎚ 이하의 미립자를 함유하는 것이 바람직하다. 고굴절률을 갖는 금속산화물 초미립자로는 Al, Zr, Zn, Ti, In 및 Sn에서 선택된 1 종류 이상의 금속산화물 초미립자가 바람직하고, 구체예로는 ZrO2, TiO2, Al2O 3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3, ITO 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 ZrO2 가 바람직하게 사용된다.
고굴절률을 갖는 단량체나 금속산화물 초미립자의 첨가량은 투광성 수지 전체 중량의 10∼90 중량%인 것이 바람직하고, 20∼80 중량%이면 더욱 바람직하다.
투광성 수지와 투명기초재 필름이 접하는 경우, 투광성 수지를 형성하기 위한 도포액의 용제는 방현성의 발현 및 지지체와 방현층간의 밀착성 양립을 도모하기 위해서, 투명기초재 필름(예컨대, 트리아세틸 셀룰로오스 지지체)을 용해시키는 적어도 1 종류 이상의 용제와 투명기초재 필름을 용해시키지 않는 적어도 1 종류 이상의 용제로 구성된다. 보다 바람직하게는 투명기초재 필름을 용해시키지 않는 용제 중 1 종류 이상이 투명기초재 필름을 용해시키는 용제 중 1 종류 이상보다 높은 비등점인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 투명기초재 필름을 용해시키지 않는 용제 중 비등점이 가장 높은 용제와 투명기초재 필름을 용해시키는 용제 중 비등점이 가장 높은 용제의 비등점 온도 차이가 30℃ 이상인 것이고, 가장 바람직하게는 50℃ 이상인 것이다.
투명기초재 필름(바람직하게는 트리아세틸 셀룰로오스)을 용해시키는 용제로서,
탄소수가 3∼12인 에테르류: 구체적으로는 디부틸에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 프로필렌옥시드, 1,4-디옥산, 1,3-디옥소산, 1,3,5-트리옥산, 테트라히드로푸란, 아니솔 및 페네톨 등,
탄소수가 3∼12인 케톤류: 구체적으로는 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 디이소부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸시클로헥사논 및 메틸시클로헥사논 등,
탄소수가 3∼12인 에스테르류: 구체적으로는 포름산에틸, 포름산프로필, 포름산n-펜틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 아세트산n-펜틸 및 γ-부틸로락톤 등,
2 종류 이상의 관능기를 갖는 유기용매: 구체적으로는 2-메톡시아세트산메틸, 2-에톡시아세트산메틸, 2-에톡시아세트산에틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-메톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올, 2-부톡시에탄올, 1,2-디아세톡시아세톤, 아세틸아 세톤, 디아세톤알콜, 아세토아세트산메틸 및 아세토아세트산에틸 등을 들 수 있다.
이것들은 1 종류 단독으로 또는 2 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 투명기초재를 용해시키는 용제로는 케톤계 용제가 바람직하다.
투명기초재 필름(바람직하게는 트리아세틸 셀룰로오스)을 용해시키지 않는 용제로서, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, tert-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올, 시클로헥산올, 아세트산이소부틸, 메틸이소부틸케톤, 2-옥타논, 2-펜타논, 2-헥사논, 2-헵타논, 3-펜타논, 3-헵타논, 4-헵타논을 들수 있다.
이것들은 1 종류 단독으로 또는 2 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
투명기초재 필름을 용해시키는 용제의 총량(A)과 투명기초재 필름을 용해시키지 않는 용제의 총량(B)의 중량 비율(A/B)은 5/95∼50/50이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10/90∼40/60이며, 더욱 바람직하게는 15/85∼30/70이다.
상기와 같은 전리방사선 경화형 수지조성물의 경화 방법으로는 상기 전리방사선 경화형 수지조성물의 통상적인 경화 방법, 즉 전자선 또는 자외선의 조사으로 경화시킬 수 있다.
예컨대, 전자선 경화의 경우에는 콕크로프트ㆍ월턴형, 반 데 그라프형, 공진변압형, 절연코어 변압기형, 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등과 같은 각종 전자선 가속기에서 방출되는 50∼1000KeV, 바람직하게는 100∼300KeV 에너지를 갖는 전자선 등이 사용되고, 자외선 경화의 경우에는 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크, 크세논 아크, 메탈할라이드 램프 등의 광선에서 발해지는 자외 선 등을 이용할 수 있다.
[저굴절률층]
저굴절률층은 반사방지능을 부여하는 목적에서 지지체 상에 광산란층을 형성한 측의 최외층에 반사방지층으로 형성된다.
저굴절률층의 굴절률은 바람직하게는 1.35∼1.45이다.
저굴절률층의 굴절률은 다음 수학식Ⅰ을 만족시키는 것이 바람직하다.
(mλ/4)×0.7<n1d1<(mλ/4)×1.3
식에서 m은 양의 홀수(일반적으로 1)이고, n1은 저굴절률층의 굴절률이며, 그리고 d1은 저굴절률층의 막두께(㎚)이다. 또, λ는 가시광선의 파장으로, 450∼650(㎚) 범위의 값이다.
또, 상기 수학식Ⅰ을 만족시킨다는 것은 상기 파장 범위에서 수학식Ⅰ을 총족시키는 m(양의 홀수, 일반적으로 1)이 존재하는 것을 의미한다.
저굴절률층에는 열경화성 또는 전리방사선 경화형의 가교성 불소 함유 화합물이 경화된 불소 함유 수지가 사용된다. 그럼으로써, 플루오르화 마그네슘이나 플루오르화 칼슘을 사용한 저굴절률층에 비해 최외층으로 사용해도 내흠집성이 우수하다. 열경화성 또는 전리방사선 경화형의 가교성 불소 함유 화합물의 굴절률로는 1.35 이상 1.45 이하가 바람직하다. 경화된 불소 함유 수지의 동마찰계수는 바람직하게는 0.03∼0.15, 물에 대한 접촉각은 바람직하게는 90∼120도이 다.
이와 같은 가교성 불소 함유 화합물로는, 퍼플루오로알킬기 함유 실란 화합물(예컨대 (헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라데실)트리에톡시실란) 등 이외에 불소 함유 단량체와 가교성 기를 부여하기 위한 단량체를 구성 단위로 하는 불소 함유 공중합체를 들 수 있다.
불소 함유 단량체 단위의 구체예로는, 예컨대 플루오로올레핀류(예컨대, 플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔 등), (메타)아크릴산의 부분 또는 완전 불소화 알킬에스테르 유도체류(예컨대, 비스코트 6FM(오사카 유기화학 제조)이나 M-2020(다이킨 제조) 등), 완전 또는 부분 불소화 비닐에테르류 등이다.
가교성 기를 부여하기 위한 단량체로는 글리시딜메타크릴레이트와 같이 분자 내에 미리 가교성 관능기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 이외에 카르복실기나 히드록실기, 아미노기, 술폰산기 등을 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체(예컨대, (메타)아크릴산, 메틸롤(메타)아크릴레이트, 히드록시알킬(메타)아크릴레이트, 알릴아크릴레이트 등)를 들 수 있다. 후자는 공중합한 후 가교 구조를 도입할 수 있음이 일본 공개특허공보 평10-25388호 및 일본 공개특허공보 평10-147739호에 개시되어 있다.
또, 저굴절률층에는 상기 불소 함유 단량체와 가교성 기를 부여하기 위한 단량체의 공중합체 뿐아니라, 여기에 기타 단량체가 공중합된 중합체를 사용할 수도 있다.
공중합할 수도 있는 기타 단량체에는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 올레핀류(에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 염화비닐, 염화비닐리덴 등), 아크릴산에스테르류(아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산2-에틸헥실), 메타크릴산에스테르류(메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 등), 스티렌 유도체(스티렌, 디비닐벤젠, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌 등), 비닐에테르류(메틸비닐에테르 등), 비닐에스테르류(아세트산비닐, 프로피온산비닐, 신남산비닐 등), 아크릴아미드류(N-tert-부틸아크릴아미드, N-시클로헥실아크릴아미드 등), 메타크릴아미드류, 아크릴로니트릴 유도체 등을 들 수 있다.
저굴절률층에 사용되는 불소 함유 수지에는 내흠집성을 부여하기 위해서 평균입경이 바람직하게는 0.1㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.001∼0.05㎛인 Si의 산화물 초미립자를 첨가하여 사용하는 것이 바람직하다. 반사방지성 관점에서는 굴절률이 낮을수록 바람직하지만, 불소 함유 수지의 굴절률을 저하시키면 내흠집성이 악화된다. 그래서, 불소 함유 수지의 굴절률과 Si의 산화물 초미립자의 첨가량을 최적화시킴으로써, 내흡집성과 저굴절률의 균형이 가장 양호하다는 것을 발견할 수 있다.
Si의 산화물 초미립자로는 시판되는 유기용제에 분산된 실리카졸을 그대로 도포액에 첨가해도 되고, 시판되는 각종 실리카 분체를 유기용제에 분산시켜 사용할 수도 있다.
본 발명의 반사방지 필름은 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 또는 폴리에틸렌테 레프탈레이트(PET) 중 어느 하나에 대하여 상온 상습에서 측정한 수직박리 대전이 -200pc(피코쿨롬)/㎠∼+200pc(피코쿨롬)/㎠인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 -100pc/㎠∼+100pc/㎠이고, 더욱 바람직하게는 -50pc/㎠∼+50pc/㎠이며, 가장 바람직하게는 0pc/㎠이다. 여기에서, 단위 pc(피코쿨롬)는 10-12 쿨롬이다.
더욱 바람직하게는 상온 10% RH에서 측정한 수직박리 대전이 -100pc/㎠∼+100pc/㎠이고, 더욱더 바람직하게는 -50pc/㎠∼+50pc/㎠이며, 가장 바람직하게는 0pc/㎠이다.
수직박리 대전의 측정방법은 다음과 같다.
측정 샘플은 미리 측정 온도ㆍ습도의 환경 하에서 2시간 이상 방치시켜 둔다. 측정장치는 측정 샘플을 놓는 스탠드와 상대 필름을 유지하며 측정 샘플에 위에서부터 압착과 박리를 반복시키는 헤드로 이루어지고, 이 헤드에 대전량을 측정하는 일렉트로 미터가 연결되어 있다. 측정할 방현성 반사방지 필름을 스탠드에 올려놓고 헤드에 TAC 또는 PET를 장착한다. 측정 부분을 제전(除電)한 후 헤드를 측정 샘플에 압착ㆍ박리시키는 것을 반복하고, 1회째의 박리시와 5회째의 박리시의 대전 값을 판독하여 그것을 평균낸다. 샘플을 바꿔 3 샘플로 그것을 반복하여 모두를 평균낸 것을 수직박리 대전으로 한다.
상대 필름이나 측정 샘플의 종류에 따라 플러스로 대전하는 경우와 마이너스로 대전하는 경우가 있는데 문제가 되는 것은 절대값의 크기이다.
또, 일반적으로 저습도의 환경 하에서 실시하는 것이 대전의 절대값은 커진 다. 본 발명의 방현성 반사방지 필름은 이 절대값도 작다.
본 발명의 반사방지 필름은 상온 상습 및 상온 10% RH에서의 수직박리 대전의 절대값이 작기 때문에 방진성이 우수하다.
수직박리 대전의 값을 상기 범위로 하기 위해서는 반사방지 필름 표면의 각종 원소의 비율을 조절함으로써 수행된다.
본 발명의 반사방지 필름의 표면저항값은 1×1011Ω/□ 이상, 바람직하게는 1×1012Ω/□ 이상이다. 표면저항값의 측정방법은 JIS에 기재되어 있는 원(圓)전극법이다. 즉, 전압 인가 후 1분 후의 전류값을 판독하여 표면저항값(SR)을 구한다.
본 발명에서는 표면저항값을 작게 하는 것, 예컨대 1×1010Ω/□ 이하로 함으로써, 방진성(먼지부착 방지성)을 양호하게 하는 방법과는 생각이 근본적으로 다르다. 이 방법은 화상표시 품위가 떨어지기 때문에 채택하지 않고, 본 발명에서는 상기 방법으로 수직박리 대전의 절대값을 작게 하고 있으므로 표면저항값을 작게 할 필요가 없고, 표면저항값을 1×1011Ω/□ 이상으로 할 수 있어 화상표시 품위가 떨어지지 않는다.
본 발명의 반사방지 필름은 5도 입사시의 경면반사율의 450㎚∼650㎚까지의 파장영역에서 평균값이 2.5% 이하이고, 1.2% 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 1.1% 이하이다.
또, 5도 입사시의 적분반사율의 450㎚∼650㎚까지의 파장영역에서 평균값이 2.5% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.3% 이하이다.
상기 5도 입사시의 경면반사율 및 5도 입사시의 적분반사율에 대해서 설명한다.
5도 입사시의 경면반사율은 샘플의 법선방향 +5도에서 입사된 광에 대한 법선방향 -5도로 반사한 광의 강도의 비율이고, 배경의 경면반사에 따른 반사의 척도가 된다. 방현성 반사방지 필름에 적용하는 경우에는, 방현성 부여를 위해서 형성된 표면 요철에서 기인되는 산란광의 분량만큼 법선방향의 -5도로 반사한 광의 강도는 약해진다. 따라서, 경면반사율은 방현성과 반사방지성 양쪽의 기여를 반영하는 측정법이라 할 수 있다.
한편, 5도 입사시의 적분반사율이란 샘플의 법선방향 +5도에서 입사된 광에 대한 모든 방향으로 반사된 광의 강도의 적분값의 비율이다. 반사방지 필름에 적용하는 경우에는, 방현성에 따른 반사광의 감소가 일어나지 않기 때문에, 반사방지성만 반영하는 측정을 할 수 있다.
따라서, 상기 양쪽 반사율의 450㎚∼650㎚까지의 파장영역에서 평균값을 각각 2.5% 이하(경면반사율), 2.5% 이하(적분반사율)로 함으로써, 방현성과 반사방지성을 동시에 만족시킬 수 있게 된다.
반사방지 필름의 5도 입사시의 경면반사율의 450㎚∼650㎚까지의 파장영역에서 평균값이 2.5%를 초과하면, 배경 비침의 우려가 있으며 표시장치의 표면필름에 적용했을 때 시인성이 저하된다.
한편, 반사방지 필름의 5도 입사시의 적분반사율의 450㎚∼650㎚까지의 파장영역에서 평균값이 2.5%를 초과하면, 표시장치의 콘트라스트 개선 효과가 적어지고, 방현성을 부여하기 위한 표면 요철에서 기인되는 산란광으로 인해 표시화면이 백화되어 표시장치의 표시 품위가 저하된다.
본 발명의 반사방지 필름은 CIE 표준 광원 D65의 5도 입사광에 대한 정반사광의 색이 CIE1976 L*a*b* 색 공간의 L*, a*, b* 값으로 정량화되었을 때에, 각각 L*≤10, 0≤a*≤2, -5≤b*≤2 범위 내에 들어가도록 설계되어 있는 것이 바람직하다. 이를 만족시키는 정반사광의 색은 뉴트럴한 색이다.
CIE 표준 광원 D65의 5도 입사광에 대한 정반사광의 색은 5도 입사시의 파장 380㎚∼780㎚ 영역에서 경면반사율의 실측값과 광원 D65의 각 파장에서의 분광 분포의 곱을 산출하여 얻은 분광 반사 스펙트럼으로부터 CIE1976 L*a*b* 색 공간의 L* 값, a* 값, b* 값을 각각 산출함으로써 정량화할 수 있다.
L* 값이 10보다 크면 반사방지성이 충분치 못하다. a* 값이 2보다 크면 반사광의 적보라색이 강하고, 0 미만인 경우에는 반대로 녹색이 강해져 바람직하지 않다. 또, b* 값이 -5 미만인 경우에는 청색이 강하고, 2보다 크면 황색이 강해져 바람직하지 않다.
이와 같은 뉴트럴한 색의 반사광을 가지며 또한 저반사율을 갖는 반사방지 필름은, 저굴절률층의 굴절률과 방현층의 바인더 소재의 굴절률의 균형을 최적화함으로써 수득된다.
일반적으로 3층 이상의 증착, 스퍼터 등에 따른 광학 박막에 의한 의한 반사 방지막은 경면반사율의 평균값을 0.3% 이하까지 저감시킬 수 있으며 따라서 L* 값도 3 이하까지 저감시킬 수 있는데, a* 값이 10 이상, b* 값이 -10 미만인 값이 되어 반사광의 색이 매우 강해졌지만, 본 발명의 방현성 반사방지 필름에서는 이 반사광의 색 면에서 대폭 개선되었다.
[투명기초재]
투명기초재의 소재로는 투명수지 필름, 투명수지 판, 투명수지 시트나 투명 유리가 있다. 투명수지 필름으로는, 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름(굴절률 1.48), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 디아세틸렌 셀룰로오스 필름, 아세테이트부틸레이트 셀룰로오스 필름, 폴리에테르술폰 필름, 폴리아크릴계 수지 필름, 폴리우레탄계 수지 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리술폰 필름, 폴리에테르 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리에테르케톤 필름, (메타)아크릴니트릴 필름 등을 사용할 수 있다. 또, 두께는 통상 25㎛∼1000㎛ 정도로 한다.
투명기초재로는, 편광판의 최표면에 사용하기 위해 편광판의 보호 필름으로서 일반적으로 사용되고 있는 셀룰로오스 아세테이트 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
다음에, 투명성이 높고 표면이 평활하며 본 발명의 광확산 필름의 투명기초재 필름에 특히 바람직하게 사용할 수 있는 셀룰로오스 아세테이트 필름에 관해서 설명한다.
본 발명에서는 산화도가 59.0∼61.5%인 셀룰로오스 아세테이트를 사용하는 것이 바람직하다.
산화도란 셀룰로오스 단위 중량당 결합 아세트산량을 의미한다. 산화도는 ASTM:D-817-91(셀룰로오스 아세테이트 등의 시험법)에서 아세틸화도를 측정 및 계산하는 것에 따른다.
셀룰로오스 에스테르의 점도평균중합도(DP)는 250 이상인 것이 바람직하고, 290 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또, 본 발명에 사용되는 셀룰로오스 에스테르는 겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 Mw/Mn(Mw는 중량평균분자량, Mn은 수평균분자량)의 분자량 분포가 좁은 것이 바람직하다. 구체적인 Mw/Mn의 값으로는 1.0∼1.7인 것이 바람직하고, 1.3∼1.65인 것이 더욱 바람직하며, 1.4∼1.6인 것이 가장 바람직하다.
일반적으로 셀룰로오스 아실레이트의 2, 3, 6의 수산기는 전체 치환도가 1/3씩 균등하게 분배되는 것이 아니라, 6위 수산기의 치환도가 작아지는 경향이 있다. 본 발명에서는 셀룰로오스 아실레이트의 6위 수산기의 치환도가 2, 3위에 비해 많은 것이 바람직하다.
전체 치환도에 대하여 6위 수산기가 32% 이상 아실기로 치환되어 있는 것이 바람직하고, 더욱 33% 이상, 특히 34% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 셀룰로오스 아실레이트의 6위 아실기의 치환도가 0.88 이상인 것이 바람직하다.
6위 수산기는 아세틸기 이외에 탄소수 3 이상의 아실기인 프로피오닐기, 부티로일기, 발레로일기, 벤조일기, 아크릴로일기 등으로 치환될 수도 있다. 각 위치의 치환도의 측정은 NMR로 구할 수 있다. 본 발명의 셀룰로오스 아실레이트로서, 일본 공개특허공보 평11-5851호에 기재된 「0043」∼「0044」 [실시예], [ 합성예 1], 「0048」∼「0049」 [합성예 2], 「0051」∼「0052」 [합성예 3]의 방법으로 수득된 셀룰로오스 아세테이트를 사용할 수 있다.
[셀룰로오스 아세테이트 필름의 제조]
솔벤트 캐스팅법으로 셀룰로오스 아세테이트 필름을 제조하는 것이 바람직하다. 솔벤트 캐스팅법에서는 셀룰로오스 아세테이트를 유기용매에 용해시킨 용액(도프)을 사용하여 필름을 제조한다.
유기용매는 탄소원자가 3∼12인 에테르, 탄소원자수가 3∼12인 케톤, 탄소원자수가 3∼12인 에스테르 및 탄소원자수가 1∼6인 할로겐화 탄화수소에서 선택된 용매를 함유하는 것이 바람직하다.
에테르, 케톤 및 에스테르는 고리형 구조를 가질 수도 있다. 에테르, 케톤 및 에스테르의 관능기(즉, -O-, -CO- 및 -COO-) 중 어느 하나를 2 이상 갖는 화합물도 유기용매로 사용할 수 있다. 유기용매는 알콜성 수산기와 같은 다른 관능기를 가질 수도 있다. 2 종류 이상의 관능기를 갖는 유기용매의 경우 그 탄소원자수는 어느 하나의 관능기를 갖는 화합물의 규정 범위 내이면 된다.
탄소원자수가 3∼12인 에테르류의 예에는, 디이소프로필에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 테트라히드로푸란, 아니솔 및 페네톨이 포함된다.
탄소원자수가 3∼12인 케톤류의 예에는 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디이소부틸케톤, 시클로헥사논 및 메틸시클로헥사논이 포함된다.
탄소원자수가 3∼12인 에스테르류의 예에는 에틸포르메이트, 프로필포르메이 트, 펜틸포르메이트, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트 및 펜틸아세테이트가 포함된다.
2 종류의 이상의 관능기를 갖는 유기용매의 예에는, 2-에톡시에틸아세테이트, 2-메톡시에탄올 및 2-부톡시에탄올이 포함된다.
할로겐화 탄화수소의 탄소원자수는 1 또는 2인 것이 바람직하고, 1인 것이 가장 바람직하다. 할로겐화 탄화수소의 할로겐은 염소인 것이 바람직하다. 할로겐화 탄화수소의 수소원자가 할로겐으로 치환되는 비율은 25∼75몰%인 것이 바람직하고, 30∼70몰%인 것이 보다 바람직하며, 35∼65몰%인 것이 더욱 바람직하고, 40∼60몰%인 것이 가장 바람직하다. 메틸렌클로리드가 대표적인 할로겐화 탄화수소이다.
2 종류 이상의 유기용매를 혼합하여 사용할 수도 있다.
일반적인 방법으로 셀룰로오스 아세테이트 용액을 조제할 수 있다. 일반적인 방법이란 0℃ 이상의 온도(상온 또는 고온)에서 처리하는 것을 의미한다. 용액 조제는 통상 솔벤트 캐스팅법에서 도프의 조제방법 및 장치를 사용하여 실시할 수 있다. 또, 일반적인 방법의 경우에는, 유기용매로서 할로겐화 탄화수소(특히 메틸렌클로리드)를 사용하는 것이 바람직하다. 비염소계 용매를 사용할 수도 있고, 이에 대해서는 공개기술공보 2001-1745호에 기재되어 있는 것을 들 수 있다.
셀룰로오스 아세테이트의 양은 수득되는 용액 중에 10∼40 중량% 함유되도록 조정한다. 셀룰로오스 아세테이트의 양은 10∼30 중량%인 것이 더욱 바람직하 다. 유기용매(주 용매) 중에는 후술하는 임의의 첨가제를 첨가해 둘 수도 있다.
용액은 상온(0∼40℃)에서 셀룰로오스 아세테이트와 유기용매를 교반함으로써 조제할 수 있다. 고농도 용액은 가압 및 가열 조건 하에서 교반할 수도 있다. 구체적으로는 셀룰로오스 아세테이트와 유기용매를 가압 용기에 넣어 밀폐시키고, 가압 하, 용매의 상온에서 비등점 이상 그리고 용매가 비등하지 않는 범위의 온도로 가열하면서 교반한다. 가열 온도는 통상 40℃이고, 바람직하게는 60∼200℃이며, 더욱 바람직하게는 80∼110℃이다.
각 성분은 미리 대강 혼합하고서 용기에 넣을 수도 있다. 그리고, 순차적으로 용기에 투입할 수도 있다. 용기는 교반할 수 있도록 구성될 필요가 있다. 질소가스 등의 불활성 기체를 주입하고 용기를 가압할 수 있다. 또한, 가열에 의한 용매의 증기압 상승을 이용할 수도 있다. 또는 용기를 밀폐한 후 각 성분을 압력 하에서 첨가할 수도 있다.
가열하는 경우 용기의 외부에서 가열하는 것이 바람직하다. 예컨대, 자켓 타입의 가열장치를 이용할 수 있다. 또, 용기 외부에 플레이트와 히터를 설치 배관하고 액체를 순환시킴으로써 용기 전체를 가열할 수도 있다.
용기 내부에 교반날개를 설치하고, 이를 사용하여 교반하는 것이 바람직하다. 교반날개는 용기의 벽 부근에 도달하는 길이의 것이 바람직하다. 교반날개의 말단에는 용기의 벽의 액막을 갱신하기 위해서 소취(搔取)날개를 설치하는 것이 바람직하다.
용기에는 압력계, 온도계 등의 계기류를 설치할 수도 있다. 용기 내에서 각 성분을 용제 중에 용해시킨다. 조제된 도프는 냉각후 용기에서 꺼내거나 또는 꺼낸 후 열교환기 등을 사용하여 냉각시킨다.
냉각용해법으로 용액을 조제할 수도 있다. 통상의 용해방법으로 용해시키기 어려운 유기용매 중에서도, 냉각용해법으로는 셀룰로오스 아세테이트를 용해시킬 수 있다. 또, 통상의 용해방법으로 셀룰로오스 아세테이트를 용해시킬 수 있는 용매여도, 냉각용해법에 따르면 신속하게 균일한 용액을 얻을 수 있는 효과가 있다.
냉각용해법에서는 맨처음 실온에서 유기용매 중에서 셀룰로오스 아세테이트를 교반하면서 서서히 첨가한다.
셀룰로오스 아세테이트의 양은 이 혼합물 중에 10∼40 중량% 함유되도록 조정하는 것이 바람직하다. 셀룰로오스 아세테이트의 양은 10∼30 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 추가로 혼합물 중에는 후술하는 임의의 첨가제를 첨가해 둘 수도 있다.
다음으로, 혼합물을 -100∼10℃(바람직하게는 -80∼-10℃, 더욱 바람직하게는 -50∼-20℃, 가장 바람직하게는 -50∼-30℃)로 냉각시킨다. 예컨대 냉각은 드라이 아이스ㆍ메탄올욕(-75℃)이나 냉각된 디에틸렌글리콜 용액(-30∼-20℃) 중에 실시할 수 있다. 이와 같이 냉각시키면 셀룰로오스 아세테이트와 유기용매의 혼합물은 고화된다.
냉각속도는 4℃/분 이상인 것이 바람직하고, 8℃/분 이상인 것이 더욱 바람 직하며, 12℃/분 이상인 것이 가장 바람직하다. 냉각속도는 빠를수록 바람직하지만, 10000℃/초가 이론적인 상한이고, 1000℃/초가 기술적인 상한이며, 그리고 100℃/초가 실용적인 상한이다. 또, 냉각속도는 냉각을 개시할 때의 온도와 최종적인 냉각온도의 차이를, 냉각을 개시하고서 최종적인 냉각온도에 도달할 때까지의 시간으로 나눈 값이다.
또한, 이를 0∼200℃(바람직하게는 0∼150℃, 더욱 바람직하게는 0∼120℃, 가장 바람직하게는 0∼50℃)로 가온하면, 유기용매 중에 셀룰로오스 아세테이트가 용해된다. 승온은 실온 중에 방치하는 것만으로도 되고, 온욕 중에서 가온할 수도 있다.
가온속도는 4℃/분 이상인 것이 바람직하고, 8℃/분 이상인 것이 더욱 바람직하며, 12℃/분 이상인 것이 가장 바람직하다. 가온속도는 빠를수록 바람직하지만, 10000℃/초가 이론적인 상한이고, 1000℃/초가 기술적인 상한이며, 그리고 100℃/초가 실용적인 상한이다. 또, 가온속도는 가온을 개시할 때의 온도와 최종적인 가온온도의 차이를, 가온을 개시하고서 최종적인 냉각온도에 도달할 때까지의 시간으로 나눈 값이다.
이상과 같이 하여 균일한 용액을 수득할 수 있다. 또, 용해가 불충분한 경우에는 냉각, 가온의 조작을 반복할 수도 있다. 용해가 충분한지의 여부는 육안으로 용액의 외관을 관찰하는 것만으로 판단할 수 있다.
냉각용해법에서는 냉각시 결로에 의한 수분 혼입을 회피하기 위해서 밀폐용기를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 냉각 가온 조작에서, 냉각시에 가압하고 가온시에 감압하면 용해시간을 단축시킬 수 있다. 가압 및 감압을 실시하기 위해서는 내압성 용기를 시용하는 것이 바람직하다.
또, 셀룰로오스 아세테이트(산화도: 60.9%, 점도평균중합도: 299)를 냉각용해법에 의해 메틸아세테이트 중에 용해된 20 중량% 용액은, 시차주사열량측정(DSC)에 따르면 33℃ 근방에 졸 상태와 겔 상태의 유사상(類似相) 전이점이 존재하고, 이 온도 이하에서는 균일한 겔 상태가 된다. 따라서, 이 용액은 유사상 전이온도 이상, 바람직하게는 겔상 전이온도 +10℃ 정도의 온도에서 유지할 필요가 있다. 단, 이 유사상 전이온도는 셀룰로오스 아세테이트의 아세테이트화도, 점도평균중합도, 용액농도나 사용하는 유기용매에 따라 다르다.
조제된 셀룰로오스 아세테이트 용액(도프)으로부터 솔벤트 캐스팅법으로 셀룰로오스 아세테이트 필름을 제조한다.
도프는 드럼 또는 밴드 상에 유연(流延)하고, 용매를 증발시켜 필름을 형성한다. 유연 전의 도프는 고형분량이 18∼35%가 되도록 농도를 조정하는 것이 바람직하다. 드럼 또는 밴드의 표면은 경면상태로 마무리 해두는 것이 바람직하다. 솔벤트 캐스팅법에서 유연 및 건조방법에 대해서는 미국 특허공보 2336310호, 미국 특허공보 2367603호, 미국 특허공보 2492078호, 미국 특허공보 2492977호, 미국 특허공보 2492978호, 미국 특허공보 2607704호, 미국 특허공보 2739069호, 미국 특허공보 2739070호, 영국 특허공보 640731호, 영국 특허공보 736892호의 각 명세서, 일본 특허공보 소45-4554호, 일본 특허공보 소49-5614호, 일본 공개특허공보 소60-176834호, 일본 공개특허공보 소60-203430호, 일본 공개특허공보 소62-115035호의 각 공보에 기재되어 있다.
도프는 표면온도가 10℃ 이하인 드럼 또는 밴드 상에 유연하는 것이 바람직 하다. 유연하고서 2초 이상 바람을 쏘이며 건조시키는 것이 바람직하다. 수득된 필름을 드럼 또는 밴드에서 박리하고, 다시 100℃에서 160℃까지 온도를 순차적으로 변경한 고온풍으로 건조시켜 잔류 용제를 증발시킬 수도 있다. 이상과 같은 방법은 일본 특허공보 평5-17844호에 기재되어 있다. 이 방법에 따르면 유연에서 박리까지 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다. 이 방법을 실시하기 위해서는, 유연시의 드럼 또는 밴드의 표면온도에서 도프가 겔화되는 것이 필요하다.
조제된 셀룰로오스 아실레이트 용액(도프)을 사용하여 2층 이상의 유연으로 필름화시킬 수도 있다. 이 경우 솔벤트 캐스팅법으로 셀룰로오스 아실레이트 필름을 제조하는 것이 바람직하다. 도프는 드럼 또는 밴드 상에 유연시키고 용매를 증발시켜 필름을 형성한다. 유연 전의 도프는 고형분량이 10∼40%가 되도록 농도를 조정하는 것이 바람직하다. 드럼 또는 밴드의 표면은 경면상태로 마무리해 두는 것이 바람직하다.
2 층 이상의 복수 셀룰로오스 아실레이트액을 유연하는 경우, 복수 셀룰로오스 아실레이트 용액을 유연시킬 수 있고, 지지체의 진행방향으로 간격을 두고 형성된 복수 유연구로부터 셀룰로오스 아실레이트를 함유하는 용액을 각각 유연시키고 적층시키면서 필름을 제작할 수도 있고, 예컨대 일본 공개특허공보 소61-158414호, 일본 공개특허공보 평1-122419호, 일본 공개특허공보 평11-198285호 등에 기재된 방법을 적응시킬 수 있다. 또, 2개의 유연구로부터 셀룰로오스 아실레이트 용액을 유연시킴으로써 필름화시킬 수도 있고, 예컨대 일본 특허공보 소60-27562호, 일본 공개특허공보 소61-94724호, 일본 공개특허공보 소61-947245호, 일본 공개특허공보 소61-104813호, 일본 공개특허공보 소61-158413호, 일본 공개특허공보 평6-134933호에 기재된 방법으로 실시할 수 있다. 또, 일본 공개특허공보 소56-162617호에 기재된 고점도 셀룰로오스 아실레이트 용액의 흐름을 저점도 셀룰로오스 아실레이트 용액으로 둘러싸서 이 고점도ㆍ저점도 셀룰로오스 아실레이트 용액을 동시에 압출하는 셀룰로오스 아실레이트 필름 유연방법이어도 된다.
또는 2개의 유연구를 사용하여 제 1 유연구에 의해 지지체에 성형된 필름을 박리하고, 지지체면에 접한 측에 제 2 유연을 실시함으로써 필름을 제조하는 것이어도 되고, 예컨대 일본 특허공보 소44-20235호에 기재되어 있는 방법이다.
유연되는 셀룰로오스 아실레이트 용액은 동일한 용액이거나 상이한 셀룰로오스 아실레이트 용액일 수도 있고 특별히 한정되지 않는다. 복수 셀룰로오스 아실레이트층에 기능을 부여하기 위해서 그 기능에 따른 셀룰로오스 아실레이트 용액을 각각의 유연구로부터 압출하면 된다.
또한, 셀룰로오스 아실레이트 용액은 다른 기능층(예컨대, 접착층, 염료층, 대전방지층, 안티할레이션층, UV 흡수층, 편광층 등)을 동시에 유연시키는 것도 실시할 수 있다.
단일층 액에서는 필요한 필름두께로 하기 위해서는, 고농도로 고점도 셀룰로오스 아실레이트 용액을 압출하는 것이 필요하고, 이 경우 셀룰로오스 아실레이트 용액의 안정성이 악화되고 고형물이 발생하여, 고장나거나 평면성이 불량하여 문제가 되는 경우가 많다. 그 해결책으로 복수 셀룰로오스 아실레이트 용액을 유연 구로부터 유연시킴으로써, 고점도 용액을 동시에 지지체 상에 압출할 수 있고 평면성도 양호하게 하여 우수한 면형상의 필름을 제조할 수 있을 뿐아니라, 농후한 셀룰로오스 아실레이트 용액을 사용함으로써 건조 부하의 저감화를 달성할 수 있고, 필름의 생산속도를 높일 수 있다.
기계적 물성을 개량하기 위해서 또는 건조속도를 향상시키기 위해서 셀룰로오스 아세테이트 필름에는 가소제를 첨가할 수 있다. 가소제로는 인산에스테르 또는 카르복실산에스테르가 사용된다. 인산에스테르의 예에는, 트리페닐포스페이트(TPP) 및 트리크레딜포스페이트(TCP)가 포함된다. 카르복실산에스테르로는 프탈산에스테르 및 시트르산에스테르가 대표적이다. 프탈산에스테르의 예에는, 디메틸프탈레이트(DMP), 디에틸프탈레이트(DEP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디옥틸프탈레이트(DOP), 디페닐프탈레이트(DPP) 및 디에틸헥실프탈레이트(DEHP)가 포함된다. 시트르산에스테르의 예에는, O-아세틸시트르산트리에틸(OACTE) 및 O-아세틸시트르산트리부틸(OACTB)이 포함된다. 그 밖에 카르복실산에스테르의 예에는, 올레핀산부틸, 리시놀산메틸아세틸, 세바신산디부틸, 각종 트리멜리트산에스테르가 포함된다. 프탈산에스테르계 가소제(DMP, DEP, DBP, DOP, DPP, DEHP)가 바람직하게 사용된다. DEP 및 DPP가 특히 바람직하다.
가소제의 첨가량은 셀룰로오스 에스테르의 양의 0.1∼25 중량%인 것이 바람직하고, 1∼20 중량%인 것이 더욱 바람직하며, 3∼15 중량%인 것이 가장 바람직하다.
셀룰로오스 아세테이트 필름에는, 열화방지제(예, 산화방지제, 과산화물분해 제, 라디칼금지제, 금속불활성화제, 산포획제, 아민)를 첨가할 수도 있다. 열화방지제에 대해서는 일본 공개특허공보 평3-199201호, 동 5-1907073호, 동 5-194789호, 동 5-271471호, 동 6-107854호의 각 공보에 기재되어 있다. 열화방지제의 첨가량은 조제되는 용액(도프)의 0.01∼1 중량%인 것이 바람직하고, 0.01∼0.2 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 첨가량이 0.01 중량% 미만이면, 열화방지제의 효과를 거의 확인할 수 없다. 첨가량이 1 중량%를 초과하면, 필름 표면에 대한 열화방지제의 블리드 아웃(배어나옴)을 확인할 수 있는 경우가 있다. 특히 바람직한 열화방지제의 예로는 부틸화히드록시톨루엔(BHT), 트리벤질아민(TBA)을 들 수 있다.
[셀룰로오스 아세테이트 필름의 표면 처리]
셀룰로오스 아세테이트 필름은 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 구체적인 방법으로는 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 화염 처리, 산 처리, 알칼리 처리 또는 자외선조사 처리를 들 수 있다. 또, 일본 공개특허공보 평7-333433호 명세서에 기재된 바와 같이 하지도포층을 형성하는 것도 바람직하게 이용된다.
필름의 평탄성을 유지하는 관점에서, 이들 처리에서 셀룰로오스 아세테이트 필름의 온도를 Tg 이하, 구체적으로는 150℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.
편광판의 투명보호막으로 사용하는 경우, 편광막과의 관점에서, 산 처리 또는 알칼리 처리, 즉, 셀룰로오스 아세테이트에 대하여 비누화 처리하는 것이 바람직하다.
표면 에너지는 55mN/m 이상인 것이 바람직하고, 60mN/m 이상 75mN/m 이하인 것이 더욱 바람직하다.
다음에, 알칼리 비누화 처리를 예로 들어 구체적으로 설명한다.
필름 표면을 알칼리 용액에 침지시킨 후, 산성 용액에서 중화시키고 물로 세정하여 건조시키는 사이클로 실시되는 것이 바람직하다.
알칼리용액으로는 수산화칼륨용액, 수산화나트륨용액을 들 수 있고, 수산화이온의 규정 농도는 0.1N∼3.0N인 것이 바람직하고, 0.5N∼2.0N인 것이 바람직하다. 알칼리용액 온도는 실온∼90℃ 범위가 바람직하고, 40℃∼70℃가 더욱 바람직하다.
생산성 관점에서, 알칼리액을 도포하고 비누화 처리한 후에 물로 세정하여 필름 표면에서 알칼리를 제거하는 것이 바람직하다. 젖음성 관점에서, 도포 용액으로는 IPA, n-부탄올, 메탄올, 에탄올 등과 같은 알콜류가 바람직하고, 알칼리 용해의 보조제로서 물, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜 등을 첨가하는 것이 바람직하게 사용된다.
고체의 표면 에너지는 「웨트의 기초와 응용」(리어라이즈사, 1989. 12. 10 발행)에 기재된 바와 같이 접촉각법, 습윤열법 및 흡착법으로 구할 수 있다. 본 발명의 셀룰로오스 아세테이트 필름의 경우 접촉각법을 이용하는 것이 바람직하다
구체적으로는 표면 에너지가 알려진 2 종류의 용액을 셀룰로오스 아세테이트 필름에 적하하고, 액적 표면과 필름 표면의 교점에서 액적에 그은 접선과 필름 표면이 이루는 각으로 액적을 포함하는 것의 각을 접촉각으로 정의하고, 계산에 의해 필름의 표면 에너지를 산출할 수 있다.
<액정 화합물로 이루어진 광학 이방성층>
[액정성 화합물]
본 발명에 사용되는 액정 화합물은 스틱형상 액정이거나 디스코틱 액정일 수도 있고, 또 이들이 고분자 액정 또는 저분자 액정, 그리고 저분자 액정이 가교되어 액정성을 나타나지 않게 된 것도 포함한다. 본 발명의 액정성 화합물로서 가장 바람직한 것은 디스코틱 액정이다.
스틱형상 액정의 바람직한 예로는 일본 공개특허공보 2000-304932호에 기재된 것을 들 수 있다. 본 발명의 디스코틱 액정의 예로는, C. Destrade 외의 연구 보고, Mol. Cryst. 71권, p.111(1981년)에 기재되어 있는 벤젠 유도체, C. Destrade 외의 연구 보고, Mol. Cryst. 122권, p.141(1985년), Physics lett, A, 78권, p.82(1990)에 기재되어 있는 톨크센 유도체(Truxene derivatives), B. Kohne 외의 연구 보고, Angew. Chem. 96권, p.70(1984)에 기재된 시클로헥산 유도체 및 J. M. Lehn 외의 연구 보고, J. Chem. Commun., p.1794(1985년), J. Zhang 외의 연구 보고, J. Am. Chem. Soc. 116권, p.2655(1994년)에 기재되어 있는 아자크라운계나 페닐아세틸렌계 매크로사이클 등을 들 수 있다. 상기 디스코틱 액정은 일반적으로 이들을 분자 중심의 모핵으로 하고, 직쇄의 알킬기나 알콕시기, 치환 벤조일옥시기 등이 그 직쇄로 하여 방사선형으로 치환된 구조로, 액정성을 나타낸다. 단, 분자 자체가 마이너스의 일축성을 가지며 일정한 배향을 부여할 수 있는 것이 면 상기 기재에 한정되지 않는다. 또, 본 발명에서 원반형상 화합물로 형성한다는 것은 최종적으로 완성된 것이 상기 화합물일 필요는 없고, 예컨대 상기 저분자 디스코틱 액정이 열, 광 등에 의해 반응하는 기를 함유하고 있어 결과적으로 열, 광 등에 의해 반응에 따라 중합 또는 가교되고, 고분자량화하여 액정성을 상실한 것도 포함된다. 상기 디스코틱 액정의 바람직한 예는 일본 공개특허공보 평8-50206호에 기재되어 있다.
본 발명의 광학 이방층은 디스코틱 구조 단위를 갖는 화합물로 이루어진 마이너스의 복굴절을 갖는 층으로서, 그리고 디스코틱 구조 단위의 면이 투명지지체면에 대하여 기울어지고 또 이 디스코틱 구조 단위의 면과 투명지지체면이 이루는 각도가 광학 이방층의 깊이방향으로 변화되는 것이 바람직하다.
상기 디스코틱 구조 단위의 면의 각도(경사각)는 일반적으로 광학 이방층의 깊이방향이고 또 광학 이방층의 바닥면으로부터의 거리의 증가와 함께 증가 또는 감소된다. 상기 경사각은 거리의 증가와 함께 증가되는 것이 바람직하다. 또한, 경사각 변화로는 연속적 증가, 연속적 감소, 간헐적 증가, 간헐적 감소, 연속적 증가와 연속적 감소를 포함하는 변화, 그리고 증가 및 감소를 포함하는 간헐적 변화 등을 들 수 있다. 간헐적 변화는 두께방향 도중에 경사각이 변화하지 않는 영역을 포함하고 있다. 경사각은 변화하지 않는 영역을 포함하고 있어도 전체적으로 증가 또는 감소되는 것이 바람직하다. 또한, 경사각은 전체적으로 증가하는 것이 바람직하고, 특히 연속적으로 변화하는 것이 바람직하다.
상기 광학 이방층은 일반적으로 디스코틱 화합물 및 다른 화합물을 용제에 용해시킨 용액을 배향막 상에 도포 건조시키고, 이어서 디스코틱 네마틱상 형성온도까지 가열하고, 그 다음 배양상태(디스코틱 네마틱상)를 유지하며 냉각시킴으로써 수득된다. 또는 상기 광학 이방층은 디스코틱 화합물 및 다른 화합물(또한, 예컨대 중합성 단량체, 광중합개시제)을 용제에 용해시킨 용액을 배향막 상에 도포 건조시키고, 이어서 디스코틱 네마틱상 형성온도까지 가열한 후 중합시키고(UV 광의 조사 등에 의해), 다시 냉각시킴으로써 수득된다. 본 발명에 사용되는 디스코틱 액정성 화합물의 디스코틱 네마틱 액정상-고체상 전이온도로는 70∼300℃가 바람직하고, 특히 70∼170℃가 바람직하다.
예컨대, 지지체측 디스코틱 단위의 경사각은 일반적으로 디스코틱 화합물 또는 배향막의 재료를 선택하거나 또는 러빙 처리방법을 선택함으로써 조정할 수 있다. 또, 표면측(공기측)의 디스코틱 단위의 경사각은 일반적으로 디스코틱 화합물 또는 디스코틱 화합물과 함께 사용하는 것 이외의 화합물(예, 가소제, 계면활성제, 중합성 단량체 및 중합체)을 선택함으로써 조정할 수 있다. 또한, 경사각 변화의 정도도 상기 선택에 따라 조정할 수 있다.
상기 가소제, 계면활성제 및 중합성 단량체로는 디스코틱 화합물과 상용성을 가지며 액정성 디스코틱 화합물의 경사각 변화를 주거나 또는 배향을 저해하지 않는 한 어떠한 화합물도 사용할 수 있다. 이들 중에서 중합성 단량체(예, 비닐기, 비닐옥시기, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기를 갖는 화합물)가 바람직하다. 상기 화합물은 디스코틱 화합물에 대하여 일반적으로 1∼50 중량%(바람직하게는 5∼30 중량%)의 양으로 사용된다. 또한, 바람직한 중합성 단량체의 예로는 다관 능 아크릴레이트를 들 수 있다. 관능기 수는 3 관능 이상이 바람직하고, 4 관능 이상이 더욱 바람직하다. 가장 바람직한 것은 6 관능 단량체이다. 6 관능 단량체의 바람직한 예로는 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트를 들 수 있다. 또, 이들 관능기 수가 다른 다관능 단량체를 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 중합체로는 디스코틱 화합물과 상용성을 가지며 액정성 디스코틱 화합물에 경사각 변화를 주는 한 어떠한 중합체라도 사용할 수 있다. 중합체의 예로는 셀룰로오스 에스테르를 들 수 있다. 셀룰로오스 에스테르의 바람직한 예로는, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 히드록시 프로필셀룰로오스 및 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트를 들 수 있다. 상기 중합체는 액정성 디스코틱 화합물의 배향을 저해하지 않도록 디스코틱 화합물에 대하여 일반적으로 0.1∼10 중량%(바람직하게는 0.1∼8 중량%, 특히 0.1∼5 중량%)의 양으로 사용된다.
본 발명에서는 셀룰로오스 아세테이트 필름, 그 위에 형성된 배향막 및 배향막 상에 형성된 디스코틱 액정으로 이루어지고, 배향막이 가교된 중합체로 이루어진 러빙 처리된 막인 것이 바람직하다.
[배향막]
배향막은 가교된 2 종류의 중합체로 이루어진 층이다. 1 종류 이상의 중합체가 그 자체 가교가 가능한 중합체여도 가교제에 의해 가교되는 중합체 모두 사용할 수 있다. 상기 배향막은 관능기를 갖는 중합체 또는 중합체에 관능기를 도입한 것을 광, 열, PH 변화 등에 따라 중합체 사이에서 반응시켜 형성하거나 또 는 반응 활성이 높은 화합물인 가교제를 사용하여 중합체 사이에 가교제에서 유래되는 결합기를 도입하여 중합체 사이를 가교시킴으로써 형성할 수 있다.
이와 같은 가교는, 통상 상기 중합체 또는 중합체와 가교제의 혼합물을 함유하는 도포액을 투명지지체 상에 도포한 후 가열하거나 함으로써 실시되는데, 최종 상품의 단계에서 내구성을 확보할 수 있으면 되기 때문에, 배향막을 투명지지체 상에 도포한 후부터 최종 광학보상시트를 얻을 때까지 어느 단계에서 가교시키는 처리를 실시해도 된다. 배향막 상에 형성되는 원반형상 구조를 갖는 화합물(광학 이방층)의 배향성을 고려하면, 원반형상 구조를 갖는 화합물을 배향시킨 후에 충분히 가교시키는 것도 바람직하다. 즉, 투명지지체 상에 중합체 및 이 중합체를 가교시킬 수 있는 가교제를 함유하는 도포액을 도포한 경우, 가열 건조시킨 후(일반적으로 가교가 이루어지는데, 가열온도가 낮은 경우에는 디스코틱 네마틱상 형성온도로 가열되었을 때에 더욱 가교가 진행됨), 러빙 처리하여 배향막을 형성하고, 이어서 이 배향막 상에 원반형상 구조 단위를 갖는 화합물을 함유하는 도포액을 도포하고, 디스코틱 네마틱상 형성온도 이상으로 가열한 후 냉각시켜 광학 이방층을 형성한다.
배향막에 사용되는 중합체는 그 자체 가교가 가능한 중합체 또는 가교제에 의해 가교되는 중합체 모두 사용할 수 있다. 물론 쌍방이 가능한 중합체도 있다. 상기 중합체의 예로는, 폴리메틸메타크릴레이트, 아크릴산/메타크릴산 공중합체, 스티렌/말레인이미드 공중합체, 폴리비닐알콜 및 변성 폴리비닐알콜, 폴리(N-메틸롤아크릴아미드), 스티렌/비닐톨루엔 공중합체, 클로로술폰화폴리에틸 렌, 니트로셀룰로오스, 폴리염화비닐, 염소화폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리이미드, 아세트산비닐/염화비닐 공중합체, 에틸렌/아세트산비닐 공중합체, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리카보네이트 등과 같은 중합체 및 실란커플링제 등의 화합물을 들 수 있다. 바람직한 중합체의 예로는, 폴리(N-메틸롤아크릴아미드), 카르복시메틸 셀룰로오스, 젤라틴, 폴리비닐알콜 및 변성 폴리비닐알콜 등과 같은 수용성 중합체이고, 젤라틴, 폴리비닐알콜 및 변성 폴리비닐알콜이 더욱 바람직하며, 특히 폴리비닐알콜 및 변성 폴리비닐알콜을 들 수 있다.
상기 중합체 중에서 폴리비닐알콜 또는 변성 폴리비닐알콜이 바람직하고, 중합도가 상이한 폴리비닐알콜 또는 변성 폴리비닐알콜을 2 종류 병용하는 것이 가장 바람직하다.
폴리비닐알콜로는 예컨대 비누화도 70∼100%의 것이고, 일반적으로 비누화도 80∼100%의 것이며, 보다 바람직하게는 비누화도 85∼95%의 것이다. 중합도로는 100∼3000 범위가 바람직하다. 변성 폴리비닐알콜로는, 공중합 변성한 것(변성 기로, 예컨대, COONa, Si(OX)3, N(CH3)3ㆍCl, C9H19 COO, SO3Na, C12H25 등이 도입됨), 연쇄 이동에 의해 변성한 것(변성 기로, 예컨대 COONa, SH, C12H25 등이 도입됨), 블록 중합에 의해 변성한 것(변성 기로, 예컨대 COOH, CONH2, COOR, C6H5 등이 도입됨) 등과 같은 폴리비닐알콜의 변성물을 들 수 있다. 이들 중에서 비누화도 80∼100%의 미변성 내지 변성 폴리비닐알콜이고, 보다 바람직하게는 비누화도 85∼95%의 미변성 내지 알킬티오 변성 폴리비닐알콜이다.
이들 변성 중합체의 합성방법, 가시 흡수 스펙트럼 측정 및 도입율 y의 결정방법 등은 일본 공개특허공보 평8-338913호에 상세하게 기재되어 있다.
상기 폴리비닐알콜 등의 중합체와 함께 사용되는 가교제의 구체예로 다음과 같은 것을 들 수 있는데, 이들은 상기 수용성 중합체, 특히 폴리비닐알콜 및 변성 폴리비닐알콜(상기 특정한 변성물도 포함함)과 병용하는 경우에 바람직하다. 예컨대, 알데히드류(예, 포름알데히드, 글리옥살 및 글루탈알데히드), N-메틸롤 화합물(예, 디메틸롤 요소 및 메틸롤디메틸히단토인), 디옥산 유도체(예, 2,3-디히드록시디옥산), 카르복실기를 활성화시킴으로써 작용하는 화합물(예, 카르베늄, 2-나프탈렌술포네이트, 1,1-비스피롤리디노-1-클로로피리디늄 및 1-모르폴리노카르보닐-3-(술포네이트아미노메틸)), 활성 비닐 화합물(예, 1,3,5-트리아크로일-헥사히드로-s-트리아진, 비스(비닐술폰)메탄 및 N,N'-메틸렌비스-[β-(비닐술포닐)프로피온아미드]), 활성 할로겐 화합물(예, 2,4-디클로로-6-히드록시-S-트리아진), 이소옥사졸류 및 디알데히드 전분 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 생산성을 고려한 경우, 반응 활성이 높은 알데히드류, 특히 글루탈알데히드의 사용이 바람직하다.
가교제로는 특별히 한정되지 않지만, 첨가량은 내습성에 관해서는 많이 첨가한 것이 양호화 경향이 있다. 그러나, 배향막으로서의 배향능이 중합체에 대하여 50 중량% 이상 첨가한 경우에 저하되기 때문에, 0.1∼20 중량%가 바람직하고, 특히 0.5∼15 중량%가 바람직하다. 본 발명의 배향막은 가교 반응이 종료된 후에도 반응하지 않았던 가교제를 어느 정도 함유하고 있는데, 그 가교제의 양은 배 향막 중에 1.0 중량% 이하인 것이 바람직하고, 특히 0.5 중량% 이하인 것이 바람직하다. 배향막 중에 1.0 중량%를 초과하는 양으로 가교제가 함유되어 있으면, 충분한 내구성을 얻을 수 없다. 즉, 액정표시장치에 사용한 경우, 장시간 사용 또는 고온 고습의 분위기 하에서 장기간 방치한 경우에 레티큘레이션이 발생하는 경우가 있다.
배향막은 기본적으로 배향막 형성재료인 상기 중합체, 가교제를 함유하는 투명지지체 상에 도포한 후, 가열 건조(가교)시키고 러빙 처리함으로써 형성할 수 있고, 가교 반응은 상기한 바와 같이 투명지지체 상에 도포한 후 임의의 시기에 실시할 수도 있다. 그리고, 상기 폴리비닐알콜 등의 수용성 중합체를 배향막 형성재료로서 사용하는 경우에는, 도포액은 소포 작용이 있는 메탄올 등의 유기용매와 물의 혼합용매로 하는 것이 바람직하고, 그 비율은 중량비로 물:메탄올이 0:100∼99:1이 일반적이고, 0:100∼91:9인 것이 바람직하다. 그럼으로써, 거품 발생이 억제되어 배향막, 그리고 광학 이방층의 층 표면의 결함이 현저히 감소된다. 도포방법으로는 스핀코팅법, 딥코팅법, 커텐코팅법, 익스트루전코팅법, 바코팅법 및 E형 도포법을 들 수 있다. 특히, E형 도포법이 바람직하다. 또, 막두께는 0.1∼10㎛가 바람직하다. 가열 건조는 20℃∼110℃에서 실시할 수 있다. 충분한 가교를 형성시키기 위해서는, 60℃∼100℃가 바람직하고, 특히 80℃∼100℃가 바람직하다. 건조시간은 1분∼36시간 동안 실시할 수 있다. 바람직하게는 5분간∼30분간이다. pH도 사용할 가교제에 가장 적합한 값으로 설정하는 것이 바람직하고, 글루탈알데히드를 사용한 경우에는 pH 4.5∼5.5이고, 특히 pH 5가 바람직하다.
배향막은 투명지지체 상 또는 상기 하지도포층 상에 형성된다. 배향막은 상기와 같이 중합체층을 가교한 후 표면을 러빙 처리함으로써 수득할 수 있다. 배향막은 그 위에 형성되는 액정성 디스코틱 화합물의 배향방향을 규정하도록 기능한다.
상기 러빙 처리는 LCD의 액정 배향 처리공정으로 널리 채택되고 있는 처리방법을 이용할 수 있다. 즉, 배향막의 표면을, 종이나 거즈, 펠트, 고무 또는 나일론, 폴리에스테르섬유 등으로 일정 방향으로 비빔으로써 배향을 얻는 방법을 이용할 수 있다. 일반적으로는 길이 및 굵기가 균일한 섬유를 평균적으로 식모(植毛)한 천 등을 사용하여 수회 러빙함으로써 실시된다.
<액정 화합물로 이루어진 광학 이방성층을 도포하는 투명지지체>
이 투명지지체는 고투과율의 플라스틱 필름이면 특별히 제한되지 않지만, 편광판의 보호 필름인 셀룰로오스 아세테이트를 사용하는 것이 바람직하다. 광학적으로 1 축성이거나 2 축성일 수도 있다.
광학 이방성층을 도포하는 투명지지체는 그 자체가 광학적으로 중요한 역할을 하기 때문에, 본 발명의 투명지지체의 Re 레타데이션값을 0∼200㎚이고, 그리고 Rth 레타데이션값이 70∼400㎚으로 조절되는 것이 바람직하다.
액정표시장치에 2개의 광학적 이방성 셀룰로오스 아세테이트 필름을 사용하는 경우, 필름의 Rth 레타데이션값은 70∼250㎚인 것이 바람직하다.
액정표시장치에 1개의 광학적 이방성 셀룰로오스 아세테이트 필름을 사용하 는 경우, 필름의 Rth 레타데이션값은 150∼400㎚인 것이 바람직하다.
또, 셀룰로오스 아세테이트 필름의 복굴절률(Δn:nx-ny)은 0.00∼0.002인 것이 바람직하다. 또, 셀룰로오스 아세테이트 필름의 두께방향의 복굴절률{(nx+ny)/2-nz}은 0.001∼0.04인 것이 바람직하다.
레타데이션값(Re)은 다음 식에 따라 산출한다.
레타데이션값(Re)=(nx-ny)×d
식에서, nx는 위상차판의 면내의 지상축(遲相軸) 방향의 굴절률(면내의 최대 굴절률)이고, ny는 위상차판의 면내의 지상축(遲相軸)에 수직인 방향의 굴절률이다.
(Ⅱ) Rth={(nx+ny)/2-nz}×d
식 (Ⅱ)에서, nx는 필름 면내의 지상축(遲相軸) 방향(굴절률이 최대로 되는 방향)의 굴절률이다. ny는 필름 면내의 진상축(進相軸) 방향(굴절률이 최소로 되는 방향)의 굴절률이다. nz는 필름의 두께방향의 굴절률이다. d는 단위를 ㎚로 하는 필름의 두께이다.
[편광판]
편광판은 편광막 및 그 양측에 배치된 2개의 보호 필름으로 이루어진다. 일측 보호 필름으로 본 발명의 광확산 필름, 반사방지 필름을 사용할 수 있다. 타측 보호 필름은 통상 셀룰로오스 아세테이트 필름을 사용할 수도 있다.
편광막에는 요오드계 편광막, 2색성 염료를 사용하는 염료계 편광막이나 폴리엔계 편광막이 있다. 요오드계 편광막 및 염료계 편광막은 일반적으로 폴리 비닐알콜계 필름을 사용하여 제조한다.
광확산 필름의 투명기초재나 셀룰로오스 아세테이트 필름의 지상축과 편광막의 투과축은 실질적으로 평행해지도록 배치한다.
편광판의 생산성에는 보호 필름의 투습성이 중요함을 알 수 있었다. 편광막과 보호 필름은 수계 접착제로 점착되어 있고, 이 접착제 용제는 보호 필름 내를 확산함으로써 건조된다. 보호 필름의 투습성이 높으면 높을수록 건조는 빨라져 생산성은 향상되나, 너무 높아지면 액정표시장치의 사용 환경(고습 하)에 의해 수분이 편광막 내에 들어감으로써 편광능이 저하된다.
편광판의 투습성은 투명기초재, 중합체 필름(및 중합성 액정 화합물)의 두께, 자유 체적, 친소수성 등에 따라 결정된다.
본 발명의 광확산 필름, 반사방지 필름을 편광판의 보호 필름으로 사용하는 경우, 투습성은 100∼1000g/m2ㆍ24hrs인 것이 바람직하고, 300∼700g/m2ㆍ24hrs인 것이 더욱 바람직하다.
투명기초재의 두께는 막을 형성하는 경우 립 유량과 라인 스피드 또는 연신, 압축에 의해 조정할 수 있다. 사용할 주요 소재에 따라 투습성이 다르기 때문에, 두께 조정으로 바람직한 범위로 할 수 있다.
투명기초재의 자유 체적은 막을 형성하는 경우 건조온도와 시간에 따라 조정할 수 있다. 이 경우 역시 사용할 주요 소재에 따라 투습성이 다르기 때문에, 자유 체적 조정으로 바람직한 범위로 할 수 있다.
투명기초재의 친소수성은 첨가제에 따라 조정할 수 있다. 상기 자유 체적 중에 친수적 첨가제를 첨가함으로써 투습성은 높아지고, 반대로 소수성 첨가제를 첨가함으로써 투습성을 낮게 할 수 있다.
상기 투습성을 독립적으로 제어함으로써 광학보상능을 갖는 편광판을 저렴하게 높은 생산능으로 제조할 수 있게 된다.
본 발명에서는 본 발명의 광확산 필름 또는 반사방지 필름, 편광자, 액정성 화합물로 이루어진 광학 이방성층을 이 순서대로 적층한 편광판이 바람직하다.
광학 이방성층은 중합체 필름 상에 원반형상 화합물(디스코틱 화합물) 또는 스틱형상 액정 화합물을 포함하는 층으로 형성될 수도 있다. 본 발명에서는 액정성 화합물이 디스코틱 화합물인 것이 바람직하다. 광학 이방성층은 원반형상 화합물(또는 스틱형상 액정 화합물)을 배향시키고, 그 배향상태를 고정시킴으로써 형성하는 것이 바람직하다.
원반형상 화합물은 일반적으로 큰 복굴절률을 갖는다. 또, 원반형상 화합물에는 다양한 배향형태가 있다. 따라서, 원반형상 화합물을 사용함으로써 종래의 연신 복굴절 필름에서는 얻을 수 없는 광학적 성질을 갖는 광학 이방층으로 할 수 있다. 원반형상 화합물을 사용한 광학 이방층에 대해서는 일본 공개특허공보 평6-214116호, 미국 특허공보 5583679호, 미국 특허공보 5646703호, 서독 특허공보 3911620A1의 각 명세서에 기재되어 있다.
[액정표시장치]
본 발명의 광확산 필름, 반사방지 필름 또는 편광판은 액정표시장치에 유리 하게 사용되고, 디스플레이의 최표층에 사용하는 것이 바람직하다.
TN, MVA, OCB, ECB 및 CPA 모드의 액정표시장치는 액정 셀 및 그 양측에 배치된 2개의 편광판으로 이루어진다. 액정 셀은 2개의 전극 기판 사이에 액정을 담지하고 있다.
액정표시장치에서는 광학 이방성층이 액정 셀과 일측 편광판 사이에 1개 배치되거나 또는 액정 셀과 쌍방의 편광판 사이에 2개 배치된다.
액정 셀은 VA 모드, OCB 모드, TN 모드, ECB 모드 및 CPA 모드인 것이 바람직하다.
VA 모드의 액정 셀에서는 전압 무인가시에 스틱형상 액정성 분자가 실질적으로 수직으로 배향되어 있다.
VA 모드의 액정 셀에는, (1) 스틱형상 액정성 분자를 전압 무인가시에 실질적으로 수직으로 배향시키고, 전압 인가시에 실질적으로 수평으로 배향시키는 협의의 VA 모드의 액정 셀(일본 공개특허공보 평2-176625호에 기재됨)에, 추가로 (2) 시야각 확대를 위해 VA 모드를 멀티도메인화한 (MVA 모드)의 액정 셀(SID97, Digest of tech. Papers(예고집) 28(1997) 845에 기재됨), (3) 스틱형상 액정성 분자를 전압 무인가시에 실질적으로 수직 배향시키고, 전압 인가시에 트위스트 멀티도메인 배향시키는 모드(n-ASM 모드)의 액정 셀(일본액정토론회의 예고집 58∼59(1998)에 기재됨) 및 (4) SURVAIVAL 모드의 액정 셀(LCD 인터내셔널 98에서 발표함)이 포함된다. (5) SID01에서 발표된 전압 ON시에 트위스트 배향 기술을 도입한 CPA 모드의 액정 셀도 포함된다.
OCB 모드의 액정 셀은 스틱형상 액정성 분자를 액정 셀의 상부와 하부에서 실질적으로 반대방향으로(대칭적으로) 배향시키는 벤드 배향 모드의 액정 셀을 사용한 액정표시장치로, 미국 특허공보 4583825호, 미국 특허공보 5410422호의 각 명세서에 개시되어 있다. 스틱형상 액정성 분자가 액정 셀의 상부와 하부에서 대칭적으로 배향되어 있기 때문에, 벤드 배향 모드의 액정 셀은 자기광학보상 기능을 갖는다. 따라서, 이 액정 모드는 OCB(Optically Compensatory Bend) 액정 모드라고도 한다. 벤드 배향 모드의 액정표시장치는 응답 속도가 빠르다는 이점이 있다.
TN 모드의 액정 셀에서는 전압 무인가시에 스틱형상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향되고, 또 60∼120°로 트위스트 배향되어 있다.
ECB 모드의 액정 셀에서는 전압 무인가시에 스틱형상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향되어 있다.
ECB 모드 및 TN 모드의 액정 셀은 컬러 TFT 액정표시장치로서 가장 많이 이용되고 있고, 다수의 문헌에 기재되어 있다.
실시예
[실시예 1]
광산란층을 구성하는 투광성 수지는 산화지르코늄 분산물 함유 하드코팅 도포액(데솔라이트 KZ-7114A, JSR㈜ 제조)을 100부, 투광성 수지(닛폰 화약 제조, DPHA)를 43 중량부 및 경화개시제(치바 가이기사 제조, 이루가큐어 184)를 5 중량부, 이들을 에어디스퍼로 교반하면서 혼합하여 메틸에틸케톤/메틸이소부틸케톤(20/80 중량비) 용액에 용해시킨 후, 도포하고 자외 선 경화시켜 수득된 도포막의 굴절률은 1.64였다.
이 용액에 매트 입자로서 가교 폴리스티렌계 비즈(소켄 화학 제조, SX350, 입경 3.5㎛, 굴절률 1.61)를 8.5 중량부, 산란체로서 젤라틴을 15 중량부 첨가하고, 이것들을 혼합하여 메틸에틸케톤/메틸이소부틸케톤(20/80 중량비)으로 고형분 45%가 되도록 조정한 것을 디졸버로 10000 회전으로 약 15분간 유화시킨 후, 트리아세틸 셀룰로오스 필름(후지 사진필름사 제조, TD-80U) 상에 건조막 두께 4.0㎛가 되도록 도포하고 용제 건조시킨 후, 160W/㎝의 공랭(air cooled) 메탈할라이드 램프(아이그래픽스㈜ 제조)를 사용하여 조도 400mW/㎠, 조사량 300mJ/㎠의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켜 광확산 필름(HKF-01)을 제조하였다.
JIS-K-7105에 준하여 무라카미 색채기술연구소 제조의 HR-100으로 HKF-01의 헤이즈값을 측정한 결과, 필름의 법선방향은 10%이고 이 법선방향에서 30°기울인 방향은 40%가 되어 적절한 헤이즈가 되었다.
표면조도(Ra)는 0.15㎛이고, 투과 화상 선명성은 55%였다.
또, 산란체(투광성 미립자)의 필름 법선방향의 단면의 크기는 평균 15㎛이고, 수직인 단면의 크기는 평균 3㎛이며, 그리고 입경이 0.1∼50㎛인 투광성 미립자의 평균 어스펙트비는 5이고, 굴절률은 1.44였다.
산란체의 어스펙트비는 투과형 광학현미경으로 필름 법선방향의 단면의 크기를 측정하고, 다시 필름 단면을 미크로 톰(라이카 제조 CM1510)으로 절삭하여 전자현미경(히타치 사이언스 시스템㈜ 제조, S3500N/H)으로 관찰 측정하였다.
[실시예 2]
광산란층을 구성하는 투광성 수지는 산화지르코늄 65 wt% 분산물 함유 젤라틴을 150 중량부를 물에 용해시키고 도포하여 수득된 도포막의 굴절률은 1.64였다.
이 용액에 매트 입자로서 가교 폴리스티렌계 비즈(소켄 화학 제조, SX350, 입경 3.5㎛, 굴절률 1.61)를 8.5 중량부, 투광성 단량체(닛폰 화약 제조, DPHA) 43 중량부에 경화개시제(치바 가이기사 제조, 이루가큐어 184) 5 중량부를 첨가한 것)를 20 중량부 첨가하고, 이것들을 혼합하여 물에 의해 고형분 50%가 되도록 조정한 것을 디졸버로 10000 회전으로 약 15분간 유화시킨 후, 트리아세틸 셀룰로오스 필름(후지 사진필름㈜ 제조, TD-80U) 상에 건조막 두께 3.5㎛가 되도록 도포하고 용제 건조시킨 후, 160W/㎝의 공랭 메탈할라이드 램프(아이그래픽스㈜ 제조)를 사용하여 조도 400mW/㎠, 조사량 300mJ/㎠의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켜 광확산 필름(HKF-02)을 제조하였다.
제조된 필름에서는 투광성 단량체가 경화개시제에 의해 중합되어 형성된 미립자가 산란체(투광성 미립자)로서 기능한다.
JIS-K-7105에 준하여 무라카미 색채기술연구소 제조의 HR-100으로 HKF-02의 헤이즈값을 측정한 결과, 필름의 법선방향은 7%이고 이 법선방향에서 30°기울인 방향은 54%가 되어 적당한 헤이즈가 되었다. 표면조도(Ra)는 0.11㎛이고, 투과 화상 선명성은 65%였다.
또, 산란체(투광성 미립자)의 필름 법선방향의 단면의 크기는 평균 10㎛이고, 수직인 단면의 크기는 평균 0.5㎛이며, 그리고 입경이 0.1∼50㎛인 투광성 미립자의 평균 어스펙트비는 20이고, 굴절률은 1.51이었다.
(저굴절률층용 도포액의 조제)
굴절률 1.42의 열 가교성 불소 함유 중합체(JN-7228, JSR㈜ 제조) 93g에 MEK-ST(평균입경 10∼20㎚, 고형분 농도 30중량%의 SiO2 졸의 메틸에틸케톤(MEK) 분산물, 닛산 화학㈜ 제조) 8g 및 메틸에틸케톤 100g을 첨가하여 교반한 후, 구멍직경이 1㎛인 폴리프로필렌제 필터로 여과하여 저굴절률층용 도포액을 조제하였다.
[실시예 3]
HKF-01의 광산란층 상에 상기 저굴절률층용 도포액을 바코터로 도포하고 80℃에서 건조시킨 후, 다시 120℃에서 10분간 열 가교시켜 두께가 0.096㎛인 저굴절률층을 형성하고 반사방지 필름(HKHB-01)을 제조하였다.
[실시예 4]
HKF-02의 광산란층 상에 상기 저굴절률층용 도포액을 바코터로 도포하고 80℃에서 건조시킨 후, 다시 120℃에서 10분간 열 가교시켜 두께가 0.096㎛인 저굴절률층을 형성하고 반사방지 필름(HKHB-02)을 제조하였다.
[비교예 1]
광산란층을 구성하는 투광성 수지는 자외선 경화형 수지(데솔라이트 Z7526 JSR 제조, 굴절률 1.51)를 100중량부에 투광성 미립자로서 벤조구아나민ㆍ멜라민포름알데히드계 비즈(닛폰 촉매 제조, 입경 0.5㎛, 굴절률 1.68)를 12 중량부, 가교 스티렌 비즈(소켄 화학 제조, SX350H, 입경 3.5㎛, 굴절률 1.61)를 11 중량부, 이것들을 혼합하여 메틸에틸케톤/아세톤(40/60 중량비)에 의해 고형분 50%가 되도록 조정한 것을 트리아세틸 셀룰로오스 필름(후지 사진필름사 제조, TD-80U) 상에 건조막 두께 3.0㎛가 되도록 도포하고 용제 건조시킨 후, 160W/㎝의 공랭 메탈할라이드 램프(아이그래픽스㈜ 제조)를 사용하여 조도 400mW/㎠, 조사량 300mJ/㎠의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시킨 광확산 필름을 제조하였다.
JIS-K-7105에 준하여 무라카미 색채기술연구소 제조의 HR-100으로 광확산 필름의 헤이즈값을 측정한 결과, 50%로 적당한 헤이즈가 되었지만, 표면조도(Ra)는 0.35㎛이고, 투과 화상 선명성은 12%였다.
(반사방지막의 평가)
수득된 광확산 필름에 대해서 다음과 같은 항목을 평가하였다.
(1) 경면반사율 및 색
분광광도계 V-550(닛폰 분광㈜ 제조)에 어댑터 ARV-474를 장착시키고 380∼780㎚ 파장영역에서, 5도 입사시의 출사각 -5도의 경면반사율을 측정하고 450∼650㎚의 평균반사율을 산출하여 반사방지성을 평가하였다.
(2) 헤이즈
수득된 필름의 헤이즈(전체 헤이즈)를 헤이즈 미터 MODEL 1001DP(닛폰 전색공업㈜ 제조)로 측정하였다.
(3) 연필 경도 평가
내흠집성의 지표로서 JIS K 5400에 기재된 연필 경도를 평가하였다. 반사방지막을 온도 25℃, 습도 60% RH에서 2시간 동안 습도 조절한 후, JIS-S-6006에 규정하는 3H 시험용 연필을 사용하여 1㎏의 하중에서
n=5의 평가에서 흠집이 전혀 확인되지 않음: A
n=5의 평가에서 흠집이 1 또는 2개: B
n=5의 평가에서 흠집이 3 개 이상: C
(4) 접촉각 측정
표면의 내오염성(지문 부착성)의 지표로서 광학재료를 온도 25℃, 습도 60% RH에서 2시간 동안 습도 조절한 후, 물에 대한 접촉각을 측정하였다.
(5) 동마찰계수 측정
표면 활성의 지표로서 동마찰계수로 평가하였다. 동마찰계수는 시료를 25℃, 상대습도 60%에서 2시간 동안 습도 조절한 후, HEIDON-14 동마찰측정기로 5㎜φ 스테인리스강구, 하중 100g, 속도 60㎝/min으로 측정한 값을 사용하였다.
(6) 방현성 평가
제조된 방현성 필름에 루버없는 노출된 형광등(8000cd/㎡)을 비추어 그 반사 이미지의 흐려짐 정도를 다음과 같은 기준으로 평가하였다.
형광등의 윤곽을 전혀 알 수 없음: A
형광등의 윤곽을 약간 알 수 있음: B
형광등은 흐려지지만 윤곽은 식별할 수 있음: C
형광등은 거의 흐려지지 않음: D
(7) 표면저항값
모든 샘플에 대해서 표면저항값을 원전극법으로 측정하여 1×1012Ω/□ 이상 임을 확인하였다.
(8) 수직박리 대전
수득된 필름을 TAC에 대하여 수직박리 대전을 측정하였다. 측정방법은 본문 중에 기재된 바와 같다.
(9) 먼지부착 방지성(방진성)
측정 필름을 유리판에 점착하고 제전한 후, 토레㈜의 토레시로 왕복 10회 비비고, 그 다음 미세한 발포 스티롤 분말을 유사 먼지로 하여 필름 전체에 뿌린 후 필름을 세우고 유사 먼지의 낙하 모양을 관찰하여 다음과 같이 4 단계로 평가하였다.
A: 유사 먼지가 거의 전부 낙하됨
B: 유사 먼지가 80% 이상 낙하됨
C: 유사 먼지가 50% 이상 낙하됨
D: 유사 먼지가 50% 이상 필름 표면에 잔존함
표 1에 실시예 및 비교예의 결과를 나타낸다.
표 1에 나타낸 결과에서 다음과 같은 점을 알 수 있다. 실시예 3, 4 중 어느 한 광확산 필름도 방현성, 반사방지성이 우수하고, 또 연필 경도(실시예는 모두 A), 지문부착성(실시예는 모두 접촉각이 커서 A), 표면 활성(실시예는 모두 동마찰계수가 작아서 A) 등의 막 물성을 반영하는 평과의 결과도 양호하였다. 또한, 실시예는 색에 대해서도 약한 것이었다. 한편, 비교예 1은 저굴절률층이 없어서 충분한 반사방지성을 얻지 못했다.
광확산 필름 헤이즈값(%) 표면조도
(㎛)
수직박리대전
(pc)
먼지부착방지성 경면반사율(%) 방현성 동마찰계수 접촉각
(°)
법선 60°
실시예3 10 40 0.15 +50 A 1.8 A 0.08 103
실시예4 7 54 0.11 -50 A 1.1 A 0.08 103
비교예1 50 55 0.35 -500 D 4.0 A - -
다음으로, 상기 실시예의 필름을 사용하여 편광판을 제조하고 액정표시장치로 평가하였다.
<시인측 편광판 SHB-01의 제조>
연신된 폴리비닐알콜 필름에 요오드를 흡착시켜 편광막을 제조하였다. HKHB-01에 비누화 처리하고, 폴리비닐알콜계 접착제로 HKHB-01의 투명기초재 필름(트리아세틸 셀룰로오스)이 편광막측이 되도록 편광막의 일측에 점착하였다. 또, 액정성 화합물로 이루어진 광학 이방성층을 갖는 광학보상 필름 WVSA12B(후지 사진필름 제조)에 케톤화 처리하고, 폴리비닐알콜계 접착제로 필름 지지체가 편광막측이 되도록 반대측에 점착하였다. 이와 같이 하여 시인측 편광판(SHB-01)을 제조하였다.
<시인측 편광판 SHB-02의 제조>
연신된 폴리비닐알콜 필름에 요오드를 흡착시켜 편광막을 제조하였다. HKHB-02에 비누화 처리하고, 폴리비닐알콜계 접착제로 HKHB-02의 투명기초재 필름(트리아세틸 셀룰로오스)이 편광막측이 되도록 편광막의 일측에 점착하였다. 또, 액정성 화합물로 이루어진 광학 이방성층을 갖는 광학보상 필름 WVSA12B(후지 사진필름 제조)에 케톤화 처리하고, 폴리비닐알콜계 접착제로 필름 지지체가 편광 막측이 되도록 반대측에 점착하였다. 이와 같이 하여 시인측 편광판(SHB-02)을 제조하였다.
<백라이트측 편광판 BHB-01의 제조>
연신된 폴리비닐알콜 필름에 요오드를 흡착시켜 편광막을 제조하였다. 시판되는 트리아세틸 셀룰로오스 필름(후지 사진필름 제조, 후지탁 TD80)에 비누화 처리하고, 폴리비닐알콜계 접착제로 편광막의 일측에 점착하였다. 또, 액정성 화합물로 이루어진 광학 이방성층을 갖는 광학보상 필름 WVSA12B(후지 사진필름 제조)에 케톤화 처리하고, 폴리비닐알콜계 접착제로 셀룰로오스 아세테이트 필름이 편광막측이 되도록 반대측에 점착하였다. 이와 같이 하여 백라이트측 편광판(BHB-01)을 제조하였다.
[실시예 5]
TN형 액정 셀을 사용한 액정표시장치(6E-A3, 샤프㈜ 제조)에 설치되어 있는 1 쌍의 편광판을 박리하고, 대신에 편광판(SHB-01)을 광학보상 필름이 액정 셀측이 되도록 점착제로 관찰자측에 점착하였다. 또, 백라이트측에는 광학보상 필름이 액정 셀측이 되도록 점착제로 백라이트측 편광판(BHB-01)을 점착하였다. 관찰자측 편광판의 투과축과 백라이트측 편광판의 투과축은 O 모드가 되도록 배치하였다.
제조된 액정표시장치에 대해서 측정기(EZ-Contrast 160D, ELDIM사 제조)를 사용하여 흑표시(L1)에서 백표시(L8)까지의 8 단계에서의 시야각 및 중간조(L3)에서의 색 변화를 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 6]
TN형 액정 셀을 사용한 액정표시장치(6E-A3, 샤프㈜ 제조)에 설치되어 있는 1 쌍의 편광판을 박리하고, 대신에 편광판(SHB-02)을 광학보상 필름이 액정 셀측이 되도록 점착제로 관찰자측에 점착하였다. 또, 백라이트측에는 광학보상 필름이 액정 셀측이 되도록 점착제로 백라이트측 편광판(BHB-01)을 점착하였다. 관찰자측 편광판의 투과축과 백라이트측 편광판의 투과축은 O 모드가 되도록 배치하였다.
제조된 액정표시장치에 대해서 측정기(EZ-Contrast 160D, ELDIM사 제조)를 사용하여 흑표시(L1)에서 백표시(L8)까지의 8 단계에서의 시야각 및 중간조(L3)에서의 색 변화를 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 2]
TN형 액정 셀을 사용한 액정표시장치(6E-A3, 샤프㈜ 제조)에 설치되어 있는 1 쌍의 편광판을 박리하고, 대신에 시판되는 편광판(산리츠 제조, LL-82-12WNA)을 점착하였다. 관찰자측 편광판의 투과축과 백라이트측 편광판의 투과축은 O 모드가 되도록 배치하였다.
제조된 액정표시장치에 대해서 측정기(EZ-Contrast 160D, ELDIM사 제조)를 사용하여 흑표시(L1)에서 백표시(L8)까지의 8 단계에서의 시야각 및 중간조(L3)에서의 색 변화를 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
액정표시장치 시야각(콘트라스트비 ≥10, 계조 반전이 없는 범위)
좌우
실시예 5 80° 75° 160°
실시예 6 75° 65° 160°
비교예 2 30° 15° 100°
주) 흑색측 계조 반전: L1과 L2 사이의 반전
상기 실시예 5 및 6에서 수득된 액정표시장치 정면의 표시 품위(휘도, 콘트라스트)는 비교예 2와 완전히 동일한 성능으로, 정면의 특성을 희생시키지 않고 시야각의 확대를 실시할 수 있었다.
이렇게 본 발명의 반사방지 필름, 편광판, 액정표시장치에서는 우수한 시야각 특성을 나타내고 있다.
[실시예 7]
광산란층을 구성하는 투광성 수지는 실리카 미립자 분산물 함유 하드코팅 도포액(데솔라이트 Z-7526, JSR㈜ 제조)을 100부, 투광성 수지(닛폰 화약 제조, DPHA)를 43 중량부 및 경화개시제(치바 가이기사 제조, 이루가큐어 184)를 5 중량부, 이것들을 에어디스퍼로 교반하면서 혼합하여 메틸에틸케톤/메틸이소부틸케톤(20/80 중량비) 용액에 용해시킨 후, 도포하고 자외선 경화시켜 수득된 도포막의 굴절률은 1.51이었다.
이 용액에 매트 입자로서 가교 폴리스티렌계 비즈(소켄 화학 제조, SX350, 입경 3.5㎛, 굴절률 1.61)를 8.5 중량부, 산란체로서 발륨 페라이트(BF2700, 티탄 공업㈜ 제조)를 스태킹시킨 것을 15 중량부 혼합하여 고형분 45%가 되도록 조정한 후, 트리아세틸 셀룰로오스 필름(후지 사진필름사 제조, TD-80U) 상에 건조막 두께 4.0㎛가 되도록 도포하고 용제 건조시킨 후, 160W/㎝의 공랭 메탈할라이드 램프(아 이그래픽스㈜ 제조)를 사용하여 조도 400mW/㎠, 조사량 300mJ/㎠의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시켜 광확산 필름(HKF-03)을 제조하였다.
JIS-K-7105에 준하여 무라카미 색채기술연구소 제조의 HR-100으로 HKF-03의 헤이즈값을 측정한 결과, 필름의 법선방향은 9%이고 이 법선방향에서 30°기울인 방향은 60%가 되어 적당한 헤이즈가 되었다.
표면조도는 0.13㎛이고, 투과 화상 선명성은 59%였다.
또, 산란체의 필름 법선방향의 단면의 크기는 0.05㎛이고, 법선에 대하여 수직인 단면의 크기는 평균 5㎛이며, 어스펙트비는 0.01이었다.
산란체의 어스펙트비는 투과형 광학현미경으로 필름 법선방향의 단면의 크기를 측정하고, 다시 필름 단면을 미크로 톰(라이카 제조 CM1510)으로 절삭하여 전자현미경(히타치 사이언스 시스템㈜ 제조, S3500N/H)으로 관찰함으로써 필름에 수직인 단면의 크기를 측정하였다.
본 발명자의 연구 결과, 산란층을 통과한 광의 산란 프로파일(시각에 따른 광 강도)의 법선방향으로부터의 각도와 헤이즈값, 특히 투과광의 확산에 기여가 큰 내부 산란 헤이즈와 시야각 개량 효과 및 흐려짐에 미치는 영향에 상관이 있음이 판명되었다. 구체적으로는 법선으로부터 40도까지의 광 강도가 시야각 확대에 효과가 있고 50도 이상은 광의 흐려짐을 악화시킨다.
본 발명자는 더 연구를 진척시켜 산란체의 형상(관찰 각도에서 본 경우 단면의 크기)에 의해 표면조도를 제어하는 데에 성공했다. 표면조도를 제어함으로써 적절한 산란 프로파일이 수득된다. 또한, 제어된 조도를 갖는 면 상에 특정한 저굴절률층을 적층하고 반사방지 필름으로 사용하면, 화상의 선명도를 희생시키지 않고(투과 화상 선명성이 높은 상태에서) 외부광의 반사와 시야각 개량을 달성할 수 있다.
구체적으로는 백라이트에서 출사된 광이 시인측 편광판 표면에 설치된 광확산 필름에서 법선으로부터 40도까지의 범위에서 확산되면 될수록 시야각 특성이 양호해진다. 그러나, 법선으로부터 50도 이상의 광이 너무 확산되면 흐려짐이 악화되고, 또 법선으로부터 90도 이상의 광(후측 산란)이 커지면, 정면 휘도가 감소되거나 또는 산란이 너무 커져 화상 선명성이 열화되는 등의 문제가 생긴다.
종래의 구형 산란체를 사용하면, 시야각의 개량과 흐려짐의 악화, 그리고 정면 휘도의 감소와의 트레이드 오프의 관계는 해소할 수 없었다. 본 발명에서는 이 트레이드 오프의 관계를 해소하여 표시 품위(흐려짐, 정면 휘도 다운)를 손상시키지 않고 시야각을 개량할 수 있다.

Claims (7)

  1. 투광성 수지 중에 산란체가 분산되어 있는 광확산 필름으로서,
    상기 투광성 수지의 굴절률과 상기 산란체의 굴절률의 차이가 0.04∼1.5이고, 상기 산란체가 0.1∼50㎛ 입경을 가지며, 그리고 상기 산란체가 편평하며, 필름면에 수직인 단면에 있어서의 상기 산란체의 평균입경에 대한 필름면에 평행한 단면에 있어서의 상기 산란체의 평균입경의 비가, 2 이상인 것을 특징으로 하는 광확산 필름.
  2. 투광성 수지와, 상기 투광성 수지의 굴절률과의 차이가 0.04∼1.5인 굴절률 및 0.1∼50㎛ 입경을 갖는 편평한 산란체를, 투명기초재가 용해되는 용제와 투명기초재가 용해되지 않는 용제를 함유하는 혼합 용매 중에 용해 또는 분산시켜 도포액을 조제하는 공정, 상기 도포액을 투명기초재 상에 도포하는 공정, 그리고 건조시킴으로써 광산란층을 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조방법.
  3. 편광막 양측에 2개의 보호 필름이 배치되어 있는 편광판으로서,
    일측 보호 필름이, 투광성 수지 중에 산란체가 분산되어 있고, 상기 투광성 수지의 굴절률과 상기 산란체의 굴절률의 차이가 0.04∼1.5이고, 상기 산란체가 0.1∼50㎛ 입경을 가지며, 그리고 상기 산란체가 편평하며, 필름면에 수직인 단면에 있어서의 상기 산란체의 평균입경에 대한 필름면에 평행한 단면에 있어서의 상기 산란체의 평균입경의 비가, 2 이상인 광확산 필름인 것을 특징으로 하는 편광판.
  4. 액정 셀 양측에 2개의 편광판이 배치되어 있는 투과형 액정표시장치로서,
    편광판이 편광막 양측에 2개의 보호 필름이 배치되어 있는 편광판이고, 표시면측 편광판의 표시면측 보호 필름이 투광성 수지 중에 산란체가 분산되어 있고, 상기 투광성 수지의 굴절률과 상기 산란체의 굴절률의 차이가 0.04∼1.5이고, 상기 산란체가 0.1∼50㎛ 입경을 가지며, 그리고 상기 산란체가 편평하며, 필름면에 수직인 단면에 있어서의 상기 산란체의 평균입경에 대한 필름면에 평행한 단면에 있어서의 상기 산란체의 평균입경의 비가, 2 이상인 광확산 필름인 것을 특징으로 하는 투과형 액정표시장치.
  5. 반사판, 액정 셀, 그리고 편광판 순서대로 배치되어 있는 반사형 액정표시장치로서,
    편광판이 편광막 양측에 2개의 보호 필름이 배치되어 있는 편광판이고, 편광판의 표시면측의 보호 필름이 투광성 수지 중에 산란체가 분산되어 있고, 상기 투광성 수지의 굴절률과 상기 산란체의 굴절률의 차이가 0.04∼1.5이고, 상기 산란체가 0.1∼50㎛ 입경을 가지며, 그리고 상기 산란체가 편평하며, 필름면에 수직인 단면에 있어서의 상기 산란체의 평균입경에 대한 필름면에 평행한 단면에 있어서의 상기 산란체의 평균입경의 비가, 2 이상인 광확산 필름인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  6. 에틸렌성 불포화 모노머와 산란체를 함유하는 도포액을 지지체 상에 도포하는 공정, 그리고 에틸렌성 불포화 모노머를 중합시켜 투광성 수지를 형성하는 공정에 의해 제 1 항에 기재된 광확산 필름을 제조하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조방법.
  7. 투광성 수지와 모노머를 함유하는 도포액을 지지체 상에 도포하는 공정, 그리고 모노머를 중합시켜 산란체를 형성하는 공정에 의해 제 1 항에 기재된 광확산 필름을 제조하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012018227A2 (en) * 2010-08-04 2012-02-09 Kolon Industries, Inc. Optical film

Families Citing this family (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002243037A1 (en) * 2001-04-10 2002-10-28 Fuji Photo Film Co., Ltd. Antireflection film, polarizing plate, and apparatus for displaying an image
JP4080756B2 (ja) * 2002-02-01 2008-04-23 富士フイルム株式会社 反射防止膜とその製造方法ならびに画像表示装置
JP2004004417A (ja) * 2002-04-18 2004-01-08 Nitto Denko Corp 光拡散性シート、光学素子および画像表示装置
JP4734862B2 (ja) * 2003-08-11 2011-07-27 コニカミノルタオプト株式会社 光学フィルム、光学フィルムの製造方法、及びそれを用いた反射防止フィルム、偏光板、液晶表示装置
US20050233069A1 (en) * 2003-11-25 2005-10-20 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Antiglare film
JP4300106B2 (ja) * 2003-12-19 2009-07-22 富士フイルム株式会社 セルロースアシレートフィルム及びその製膜方法
TWI388876B (zh) * 2003-12-26 2013-03-11 Fujifilm Corp 抗反射膜、偏光板,其製造方法,液晶顯示元件,液晶顯示裝置,及影像顯示裝置
EP1710273B1 (en) 2004-01-30 2014-09-10 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Optical component-use molding and production method therefor
US7695781B2 (en) * 2004-02-16 2010-04-13 Fujifilm Corporation Antireflective film, polarizing plate including the same, image display unit including the same and method for producing antireflective film
US7283304B2 (en) * 2004-03-29 2007-10-16 Tomoegawa Paper Co., Ltd. Antiglare film
JP4641829B2 (ja) * 2004-03-29 2011-03-02 大日本印刷株式会社 防眩性積層体
US7477458B2 (en) * 2004-07-15 2009-01-13 Olympus Corporation Illumination optical system
WO2006013906A1 (en) * 2004-08-02 2006-02-09 Fujifilm Corporation Optical film, producing method therefor, polarizing plate and image display apparatus
WO2006016667A1 (en) * 2004-08-09 2006-02-16 Fujifilm Corporation Polymer film, and optically-compensatory film, polarizer and liquid-crystal display device comprising the same
JP2006078710A (ja) * 2004-09-09 2006-03-23 Tomoegawa Paper Co Ltd 防眩フィルム
US8003206B2 (en) * 2004-09-30 2011-08-23 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Optical laminate
JP2006098997A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Dainippon Printing Co Ltd 光学積層体および光学素子
JP4895160B2 (ja) * 2004-09-30 2012-03-14 大日本印刷株式会社 光学積層体
JP2006140362A (ja) * 2004-11-15 2006-06-01 Nitto Denko Corp 光半導体素子封止用シートおよび該シートを用いた光半導体装置の製造方法
US20060105155A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-18 Fuji Photo Film Co., Ltd. Optical film, polarizing plate and method for forming optical film
US7390099B2 (en) * 2004-12-22 2008-06-24 Nitto Denko Corporation Hard-coated antiglare film and method of manufacturing the same
KR20060088973A (ko) * 2005-02-02 2006-08-07 삼성전자주식회사 광학 유닛, 이의 제조 방법, 이를 갖는 백라이트 어셈블리및 이를 갖는 표시 장치
JP2006276839A (ja) * 2005-03-03 2006-10-12 Fuji Photo Film Co Ltd 光学機能フィルム、その製造方法、並びにそれを用いた偏光板及び画像表示装置
US20060233972A1 (en) * 2005-03-03 2006-10-19 Fuji Photo Film Co., Ltd. Optical functional film, production method thereof, and polarizing plate and image display device using the same
JP4747626B2 (ja) * 2005-03-25 2011-08-17 セイコーエプソン株式会社 発光装置
US20060246233A1 (en) * 2005-04-28 2006-11-02 Fuji Photo Film Co., Ltd. Light diffusion film, anti-reflection film, polarizing plate and image display device
US8304086B2 (en) 2005-05-26 2012-11-06 Eastman Chemical Company Crosslinkable, cellulose ester compositions and films formed therefrom
KR100707164B1 (ko) * 2005-06-08 2007-04-13 삼성전기주식회사 색분산 개선용 확산판 및 이를 채용한 디스플레이 소자용조명장치
US20080225422A1 (en) * 2005-09-15 2008-09-18 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Optical Filter
US20070058250A1 (en) * 2005-09-15 2007-03-15 Fuji Photo Film Co., Ltd. Optical film, antireflection film, polarizing plate using the same and display device
US20070065638A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-22 Eastman Kodak Company Nano-structured thin film with reduced light reflection
JP5102951B2 (ja) * 2005-10-14 2012-12-19 株式会社ジロオコーポレートプラン 光拡散シート及びこれを用いたバックライトユニット
JP4807774B2 (ja) * 2005-10-20 2011-11-02 日東電工株式会社 液晶パネルおよび液晶表示装置
KR100716144B1 (ko) * 2005-10-21 2007-05-10 도레이새한 주식회사 박막트랜지스터 액정디스플레이용 확산시트
US20070104896A1 (en) * 2005-11-04 2007-05-10 Fujifilm Corporation Optical film, polarizing plate and image display device
US20070103786A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-10 Fujifilm Corporation Optical film, anti-reflection film, polarizing plate and image display device
US20070116902A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 Fujifilm Corporation Optical film, anti-reflection film, polarizing plate and image display device
JP2007137029A (ja) * 2005-11-22 2007-06-07 Fujifilm Corp セルロース系樹脂フィルムの製造方法
US7848021B2 (en) * 2006-02-17 2010-12-07 Fujifilm Corporation Optical film, antireflection film, polarizing plate and image display device
KR100801024B1 (ko) * 2006-06-05 2008-02-04 엘지전자 주식회사 다층 광학 필름, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정 표시장치
JP2008040063A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Toppan Printing Co Ltd 防眩性光拡散部材
JP2008122832A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Toppan Printing Co Ltd 防眩性光拡散部材
JP2008197232A (ja) * 2007-02-09 2008-08-28 Toppan Printing Co Ltd 防眩フィルムの製造方法及び防眩フィルム
JP5060138B2 (ja) * 2007-02-20 2012-10-31 富士通コンポーネント株式会社 光学窓部材
JP2008216429A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Toppan Printing Co Ltd 防眩フィルム
JP2008216539A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Toppan Printing Co Ltd 防眩フィルム
JP2008293005A (ja) * 2007-04-25 2008-12-04 Fujifilm Corp 液晶表示装置
US20080292871A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Cheng-Hsin Yeh Optical Film Device
JP2009003331A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Toppan Printing Co Ltd 防眩フィルム
JP2009008782A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Toppan Printing Co Ltd 防眩フィルム
JP2009020288A (ja) * 2007-07-11 2009-01-29 Sony Corp 防眩性フィルムおよびその製造方法、偏光子ならびに表示装置
JP5134327B2 (ja) * 2007-09-26 2013-01-30 株式会社ジャパンディスプレイイースト 表示装置
JP5217392B2 (ja) * 2007-11-28 2013-06-19 凸版印刷株式会社 拡散体、拡散フィルム、偏光フィルム、液晶表示装置
US7918593B2 (en) * 2007-12-27 2011-04-05 Honda Motor Co., Ltd. Head unit background illumination
WO2009139028A1 (ja) * 2008-05-12 2009-11-19 パイオニア株式会社 自発光型センサ装置
KR100963106B1 (ko) * 2008-06-13 2010-06-14 도레이첨단소재 주식회사 백라이트유니트용 광확산 시트 및 광학 시트
JP5013619B2 (ja) * 2008-12-03 2012-08-29 協和化学工業株式会社 光拡散構造体
US20110025948A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Skc Haas Display Films Co., Ltd. Patterned volume diffuser elements
JP5630042B2 (ja) * 2010-03-17 2014-11-26 ソニー株式会社 拡散シートの製造方法
US9465145B2 (en) * 2010-10-20 2016-10-11 3M Innovative Properties Company Low refractive index diffuser element having interconnected voids
WO2012075070A1 (en) * 2010-11-30 2012-06-07 Corning Incorporated Display device with light diffusive glass panel
KR101789586B1 (ko) 2010-12-06 2017-10-26 삼성디스플레이 주식회사 광 산란 기판, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
TWI450201B (zh) * 2011-08-05 2014-08-21 Gingy Technology Inc 指壓板
JP6261858B2 (ja) * 2012-06-28 2018-01-17 日東電工株式会社 画像表示装置、防眩性フィルムおよび防眩性フィルムの製造方法
CN104808329B (zh) * 2014-01-25 2017-08-08 清华大学 一种光学显微镜系统
KR101824353B1 (ko) * 2014-03-10 2018-01-31 코니카 미놀타 가부시키가이샤 전계 발광 소자, 조명 장치, 및 전계 발광 소자의 제조 방법
JP5843024B1 (ja) * 2014-08-22 2016-01-13 大日本印刷株式会社 表示装置
WO2017079732A1 (en) * 2015-11-07 2017-05-11 Ji-Xin Cheng An intraoperative optoacoustic guide apparatus and method
KR102494541B1 (ko) 2016-10-14 2023-02-01 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조방법
US11327205B2 (en) * 2019-07-29 2022-05-10 Viavi Solutions Inc. Encapsulated diffuser
US11300833B1 (en) * 2019-09-19 2022-04-12 Facebook Technologies, Llc Polarization sensitive optical diffuser
TWI731659B (zh) * 2020-04-24 2021-06-21 南亞塑膠工業股份有限公司 雙軸延伸聚酯薄膜及其製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH112706A (ja) 1997-06-12 1999-01-06 Daicel Chem Ind Ltd 拡散フィルムおよびそれを備えた表示装置
JP2000258612A (ja) 1999-03-05 2000-09-22 Daicel Chem Ind Ltd 光散乱シート
KR20010099829A (ko) * 1998-12-18 2001-11-09 추후제출 투과형 스크린

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US150722A (en) * 1874-05-12 Daniel d
JP2539491Y2 (ja) * 1991-10-09 1997-06-25 惠和商工株式会社 光拡散シート材
US5387463A (en) 1992-01-24 1995-02-07 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Transparent protective substrate provided with hard coating having glare reducing property, method for producing the same and polarizing plate
JP3284002B2 (ja) 1993-11-22 2002-05-20 富士写真フイルム株式会社 楕円偏光板およびそれを用いた液晶表示装置
US5583679A (en) 1994-05-31 1996-12-10 Fuji Photo Film Co., Ltd. Liquid crystal display with optical compensatory sheet having discotic molecules varyingly inclined
JP2822983B2 (ja) 1996-06-27 1998-11-11 日本電気株式会社 透過型液晶表示装置
JPH1020103A (ja) 1996-07-05 1998-01-23 Dainippon Printing Co Ltd 防眩フィルム
JPH10293212A (ja) * 1997-02-18 1998-11-04 Dainippon Printing Co Ltd バックライト及び液晶表示装置
JP2967474B2 (ja) * 1997-03-27 1999-10-25 株式会社巴川製紙所 防眩材料及びそれを使用した偏光フィルム
US5995288A (en) * 1997-04-22 1999-11-30 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Optical sheet optical sheet lamination light source device, and light-transmissive type display apparatus
JP4101339B2 (ja) 1997-09-25 2008-06-18 大日本印刷株式会社 光拡散フィルム、その製造方法、拡散層付偏光板及び液晶表示装置
ATE288085T1 (de) 1997-10-20 2005-02-15 Fuji Photo Film Co Ltd Optische kompensationsfolie und flüssigkristall- anzeigevorrichtung
US6343865B1 (en) 1998-02-17 2002-02-05 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Non-glare film, polarizing device and display device
JPH11326608A (ja) 1998-05-08 1999-11-26 Dainippon Printing Co Ltd 防眩フィルム、偏光フィルム及び透過型表示装置
JP3507344B2 (ja) 1998-10-14 2004-03-15 大日本印刷株式会社 防眩フィルム、偏光板及び透過型表示装置
JP3515401B2 (ja) 1998-12-18 2004-04-05 大日本印刷株式会社 防眩フィルム、偏光板及び透過型表示装置
JP2001033783A (ja) 1999-05-17 2001-02-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示素子およびそれを用いた液晶表示装置
JP3515426B2 (ja) 1999-05-28 2004-04-05 大日本印刷株式会社 防眩フィルムおよびその製造方法
JP2001056461A (ja) 1999-06-10 2001-02-27 Sharp Corp 液晶表示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH112706A (ja) 1997-06-12 1999-01-06 Daicel Chem Ind Ltd 拡散フィルムおよびそれを備えた表示装置
KR20010099829A (ko) * 1998-12-18 2001-11-09 추후제출 투과형 스크린
JP2000258612A (ja) 1999-03-05 2000-09-22 Daicel Chem Ind Ltd 光散乱シート

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012018227A2 (en) * 2010-08-04 2012-02-09 Kolon Industries, Inc. Optical film
WO2012018227A3 (en) * 2010-08-04 2012-04-26 Kolon Industries, Inc. Optical film
US8980385B2 (en) 2010-08-04 2015-03-17 Kolon Industries, Inc. Optical film
KR101564658B1 (ko) * 2010-08-04 2015-10-30 코오롱인더스트리 주식회사 광학필름

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Publication number Publication date
TW200305597A (en) 2003-11-01
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US7031061B2 (en) 2006-04-18

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