KR101130629B1 - 방현필름, 그 제조방법, 반사방지필름, 편광판 및 화상표시장치 - Google Patents

방현필름, 그 제조방법, 반사방지필름, 편광판 및 화상표시장치 Download PDF

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Abstract

폴리머 필름의 표면을 엠보싱하여 필름을 제조하는 방현필름 제조방법을 제공하는 것이다. 폴리머 필름은 트리아세틸 셀룰로오스 지지체, 및 그 위에 적층된 반사방지층을 포함한다. 지지체의 전면 또는 반사방지층의 표면을 엠보싱롤러를 사용하여 엠보싱한다. 상기 필름 제조방법에 있어서, 엠보싱롤러는 방전가공(EDM)에 의해서 제조된다. 엠보싱롤러 표면의 산술평균조도 Ra는 0.3~1.0㎛이고, 평균 요철패턴주기 RSm은 5~30㎛이다.

Description

방현필름, 그 제조방법, 반사방지필름, 편광판 및 화상표시장치{ANTIGLARE FILM, METHOD OF PRODUCING THE SAME, ANTI-REFLECTION FILM, POLARIZING PLATE, AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
도 1은 방현성 반사방지 필름의 제조 시스템을 나타내는 정면 설명도이다.
도 2는 제조 시스템에 사용되는 엠보싱롤러의 방전가공을 개략적으로 나타내는 블럭 설명도이다.
도 3은 제조 시스템에 포함되는 엠보싱 캘린더 장치에서 필름경로를 나타내는 정면 설명도이다.
도 4는 엠보싱롤러의 입구측에서 권취되는 필름의 바람직한 필름경로를 나타내는 정면 설명도이다.
도 5는 백업롤러의 입구측에서 권취되는 필름의 바람직한 필름경로를 나타내는 정면 설명도이다.
도 6은 엠보싱롤러의 출구측에서 권취되는 필름의 바람직한 필름경로를 나타내는 정면 설명도이다.
도 7은 백업롤러의 출구측에서 권취되는 필름의 바람직한 필름경로를 나타내는 정면 설명도이다.
도 8은 엠보싱한 후의 방현성 반사방지필름을 나타내는 일부 파단 단면도이 다.
도 9는 엠보싱되어 있고, 2개의 다른 반사율층을 갖는 바람직한 방현성 반사방지필름을 나타내는 일부 파단 단면도이다.
도 10은 엠보싱되어 있고, 3개의 다른 반사율층을 갖는 바람직한 방현성 반사방지필름을 나타내는 일부 파단 단면도이다.
도 11은 가교기를 함유하는 음이온성 폴리머의 일반식을 나타내는 도면이다.
도 12는 제1불소 함유 코폴리머 PF1의 일반식을 나타내는 도면이다.
도 13은 제2불소 함유 코폴리머 PF2의 일반식을 나타내는 도면이다.
본 발명은 방현필름, 그 제조방법, 반사방지필름, 편광판 및 화상표시장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 방현필름 및 효율이 높고 또 용이성이 우수한 그 제조방법, 및 반사방지필름, 편광판 및 화상표시장치에 관한 것이다.
반사방지필름은 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계발광 디스플레이(ELD), 음극선관(CRT) 등의 다양한 화상표시장치에 설치되어 있다. 반사방지필름은 안경, 카메라의 렌즈에 사용된다. 다양한 종류의 반사방지필름이 제안되어 있다. 그 중 일부는 다층구조 또는 비균일 층구조를 가지며, 폭넓게 사용되고 있다. 필름 지지체에는 가시광선의 넓은 파장영역에서의 반사를 방지하기 위해서 복수개의 금속산화물 투명층이 형성되어 있다.
이러한 금속산화물 투명층은 일반적으로 기상증착법으로 형성된다. 그 방법으로는 화학기상증착법(CVD) 및 물리기상증착법(PVD)이 있다. 구체적으로 PVD에 있어서, 일부 물질을 증발시켜서, 그 분자 또는 원자 형태의 가스로 박층을 형성한다. PVD는 진공증착법 및 스퍼터링법에 의해 제조되는 경우가 있다. 그러나, 이들은 생산성이 낮아 대량 생산에 적합하지 않다.
반사방지필름의 제조에 있어서, PVD는 용도에 따라서 필름지지체 상의 금속층 에 요철표면패턴을 형성하면서 필름지지체 상에서 수행되는 경우가 있다. 이러한 형태의 반사방지필름은 기상증착을 행한 매끄러운 표면을 갖는 반사방지필름보다 평행투과율이 낮아 진다. 요철표면패턴은 외부광을 산란시켜, 미러링을 억제한다. 얻어진 반사방지필름은 방현성을 갖는다. 따라서, 이러한 반사방지필름은 화상표시장치의 표시품질을 향상시킨다.
기상증착법 대신에, 무기 미립자를 함유하는 용액으로 필름 지지체를 코팅하여 반사방지층을 형성하는 반사방지필름의 제조방법이 하기 공보에 제안되어 있다: 일본특허공고 소60-59250호 공보(일본특허공개 소56-84729호 공보에 대응) 및 일본특허공개 소59-50401호 공보. 일본특허공고 소60-59250호 공보에는 필름 지지체 상에 용액을 캐스트하여 무기 미립자 및 미세공극을 포함하는 반사방지층을 형성한다. 용액을 건조시켜 필름 지지체 상에 반사방지층을 형성한 후, 가스를 활성화시킨다. 이렇게 하여, 가스가 코팅층을 이탈하여, 코팅층에 미세공극이 형성된다. 일본특허공개 소59-50401호 공보에는 지지체, 그 위에 적층된 폴리머 또는 무기 미립자를 코팅하여 형성한 고반사율층 및 저반사율층을 갖는 다층구조가 개시되어 있다. 또한, 상기 공보에는 지지체와 고반사율층 사이에 중반사율층이 형성되어 있는 것이 제안되어 있다.
일본특허공개 평2-245702호 공보에는 MgF2 및 SiO2 등의 2개 이상의 화합물의 미립자가 함유되어 있고, 그 혼합비율은 필름의 두께방향으로 변화되는 반사방지필름이 개시되어 있다. 일본특허공개 평2-245702호 공보에 따르면, 입자 화합물의 비율을 변화시킴으로써 효과적으로 필름 내의 반사율을 변화시켜서, 일본특허공개 소59-50401호 공보에 개시되어 있는 고반사율층과 저반사율층의 2층 구조와 동일한 광학효과가 얻어진다. 이러한 반사방지필름에 있어서는, 미립자는 에틸실리케이트의 열분해에 의해 생성된 SiO2를 통해 지지체에 고착된다. 이 열분해에 있어서는, 에틸기의 연소를 통해 이산화탄소 및 수증기가 저반사율층으로부터 생성된다. 이렇게 하여, 저반사율층의 미립자 사이에 미세공극이 형성된다.
일본특허공개 평5-13021호 공보에는 일본특허공개 평2-245702호 공보의 반사방지필름의 개선에 대해 기재되어 있다. 상기 개선은, 미세공극을 바인더로 충전하는 것이다. 또한, 일본특허공개 평7-48527호 공보에는 바인더 및 무기 다공질 실리카 입자를 함유하는 반사방지필름이 기재되어 있다. 또한, 일본특허공개 평11-6902호 공보에는 저반사율층이 지지체 상에 적층되어 있고, 복수개의 무기 미립자와 함께 미세공극을 포함하며, 코팅이 습식법에 의해 도포되어 있는 3층 구조의 필름이 개시되어 있다. 이것은 모든 코팅을 저감된 제조비용으로 습식법으로 도포하고, 또 반사율 저감과 함께 막강도를 강화시키는 것을 특징으로 한다.
반사방지필름에 방현성을 부여하기 위해서, 요철패턴을 가진 최초 거친 지지체 상에 반시방지층을 도포하는 방법 등의 다양한 방법이 공지되어 있다. 다른 방법으로는, 매트입자를 반사방지층용 코팅액에 첨가하여 요철패턴을 형성하는 방법이다. 일본특허공개 2000-275401호 공보 및 동 2000-275404호 공보에는 일본특허공개 평11-6902호 공보의 반사방지필름의 개선이 제안되어 있다. 우선, 평면 반사방지필름을 제조한 후, 그 표면을 엠보싱하여 요철표면패턴을 형성한다.
일반적으로, 방현필름 또는 반사방지필름은 화상표시장치의 최외측 상에 장착된다. 통상적으로 상기 필름이 TV, 컴퓨터, 휴대용 디지털 전자기기 등의 표시장치에 사용되는 경우, 필름에 우발적 외력이 가해지기 쉽다. 그래서 실용상에 있어서 스크래치, 압력 또는 손상력에 대한 높은 내성이 요구된다. 외부력에 대한 내성을 높게 유지하기 위해서는, 표면의 마찰계수나 표면에너지를 저하시켜 표면의 평활성을 증가시키거나 또는 서로 적층된 복수개의 층 사이의 결합력을 상승시켜 박리내성을 높이는 것이 생각될 수 있다. 그러나, 외력에 대해 견디는 특징적으로 충분히 높은 경도를 갖는 1개 이상의 하드코트층을 추가하는 것이 근본적으로 필요하다. 하드코트층은 폴리머 필름의 지지체에 직접적으로 인접하고, 두께는 수㎛~수십㎛이며, 경로는 연필경도 H 이상, 바람직하게는 2H 이상에 상응하도록 형성된다.
상기 여러 문헌에는 반사방지필름에 있어서 미립자 사이의 미세공극은 개시되어 있지만, 어느 문헌에도 상기 공극의 광학특성에 대해서는 개시되어 있지 않다. 이들 반사방지필름에 있어서, 미세공극을 바인더로 충전하여 반사방지필름을 더욱 강화시켜도 좋다. 그러나, 미세공극을 바인더로 충전하면, 경화되어 반사방지 필름의 반사율이 지나치게 저감된다.
또한, 상기 방현성을 위한 상기 요철패턴의 형성으로 인해 우수한 품질의 재현이 곤란하다는 심각한 문제가 발생한다. 표면 상의 일부 요철영역이 다수의 화상표시셀을 이루는 셀보다도 크면, 일부 영역의 렌즈효과에 의해 단일셀을 통해 투과광이 집광되기 쉽다. 또한, 인접셀을 통해 통과되는 경우 적색, 녹색 및 청색 투과광의 광성분이 일부 영역에서 불리하게 혼색될 수 있다. 반면, 고화질을 얻기 위해서는, 광시야각 및 고속응답 뿐만 아니라 고해상도가 더욱 요구되고 있다. 고해상도는 셀사이즈를 감소시킴으로써 실현된다. 이 경우, 예컨대 셀사이즈가 너무 작아 표시장치가 133ppi(인치 당 픽셀) 이상을 가지면, 빛은 반사방지필름을 통해 통과되고, 사용자에 의해 인지되는 빛의 휘도는 불균일하여, 장치에 대해 눈부심을 느낀다. 그러므로, 제품으로서의 반사방지필름의 품질은 저하되게 된다.
하드코트층의 형성 시에는, 깊이방향 및 2차원 방향 모두에 대해 요철패턴의 엠보싱이 불충분하다는 문제가 있다. 이것은 방현성 부여를 위한 엠보싱이 하드코트층의 경도에 의해 부분적으로 방해받기 때문이다. 방현효과가 불충분하거나 또는 눈부심 발생에 따라 성능이 저하하는 등의 바람직하지 않은 결과가 발생한다.
상기 문제의 관점에서, 본 발명의 목적은 발현필름, 및 효율이 높고 또 용이성이 우수한 그 제조방법, 및 반사방지필름, 편광판 및 화상표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 그외 목적, 및 이점을 달성하기 위해서, 폴리머 필름의 표면을 엠보싱하여 필름을 제조하는 방현필름 제조방법을 제공한다. 상기 폴리머 필름은 지지체 및 그 위에 적층된 반사방지층을 포함하고, 엠보서를 사용하여 반사방지층의 표면 또는 지지체의 이면을 엠보싱한다. 상기 방현필름 제조방법은 방전가공에 의해 엠보서를 제조하는 단계를 포함한다. 엠보서 표면의 산술평균조도 Ra는 0.3㎛ 이상, 1.0㎛ 이하이고, 평균 요철패턴주기 RSm은 5㎛ 이상, 30㎛ 이하이다.
방전가공은 케로센을 함유하는 액을 사용하고, 동 또는 놋쇠를 함유하는 물질로부터 제조되는 방전전극을 사용하며, 그 인가전압은 100V 이상, 400V 이하로 하는 전기적으로 마이너스의 방전가공이다.
상기 액체는 평균입자직경 1㎛ 이상, 10㎛ 이하의 입자를 1g/L 이상, 20g/L 이하 함유한다. 입자는 그래파이트, 실리콘 및 몰리브덴 술피드 중 1개 이상의 것으로 형성되어 있다.
엠보서는 비커스 경도 500Hv 이상, 1,500Hv 이하의 물질로부터 제조된다.
엠보서는 하드크롬 도금, 인 또는 인과 붕소의 조합을 함유하는 니켈 도금, 및 티탄카바이드(TiC), 텅스텐카바이드(WC), 실리콘카바이드(SiC), 붕소카바이드(B4C) 및 티탄보라이드(TiB2)에서 선택되는 1개 이상의 화합물의 입자의 공석(共析)에 의해 형성되는 크롬 도금 또는 니켈 도금 중 선택되는 하나에 의해 도금된 물질로부터 제조된다.
또한, 도금에 의해 형성된 도금된 층을 열경화시키는 단계를 포함한다. 열경화는 온도 300℃ 이상, 1000℃ 이하에서 1시간 이상 행한다.
폴리머 필름은 셀룰로오스 아실레이트를 함유한다.
폴리머 필름은 다층구조를 갖고, 또한 지지체와 반사방지층 사이에 하드코트층이 더 형성되어 있다.
바람직한 한 실시형태에 있어서, 폴리머 필름은 다층구조를 갖고, 또한 지지체와 반사방지층 사이에 프라이머층이 더 형성되어 있다. 하드코트층은 프라이머층과 반사방지층 사이에 형성된다.
본 발명의 다른 형태에 있어서는, 상술한 방현필름 제조방법에 의해 제조된 방현필름을 제공한다.
본 발명의 또 다른 형태에 있어서는, 상술한 방현필름을 포함하는 반사방지필름을 제공한다.
본 발명의 또 다른 형태에 있어서는, 편광판은 편광자, 이 편광자의 각각의 표면에 형성된 2개의 보호층을 포함한다. 2개의 보호층 중 하나 이상은 상술한 방현필름을 포함한다.
본 발명의 또 다른 형태에 있어서는, 상술한 방현필름을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
또한, 폴리머 필름은 본 발명에 의해 제공된다. 상기 폴리머 필름은 지지체, 및 이 지지체 상에 적층된 반사방지층을 포함한다. 반사방지층의 표면 및 지지체의 이면 중 선택된 하나는 엠보서에 의해 엠보싱된다. 엠보서는 방전가공에 의해 제 조되며, 산술평균조도 Ra가 0.3㎛ 이상, 1.0㎛ 이하이고, 평균 요철패턴주기 RSm이 5㎛ 이상, 30㎛ 이하인 표면을 포함한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 방현필름을 효율 높고, 용이성 우수하게 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 목적 및 이점을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
[방현성 부여]
도 1에 있어서는, 폴리머 필름에 방현성을 부여하는 시스템을 개략적으로 설명한다. 즉 방현성을 갖기 전의 폴리머 필름을 반사방지필름(11a)이라고 한다. 방현성을 부여한 후의 폴리머 필름을 반사방지필름(11b)이라고 한다. 상기 부여시스템은 가열용 재킷롤러(12), 및 엠보싱 장치로서 일면 엠보싱 캘린더장치(13)를 포함한다. 상기 일면 엠보싱 캘린더장치(13)로부터 하류에는 가스팬 또는 송풍기(16)가 배치되어 있다. 상기 일면 엠보싱 캘린더장치(13)는 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)를 포함한다. 상기 엠보싱롤러(22)에는 회전제어유닛(26) 및 온도조절기(28)가 구비되어 있다. 백업롤러(23)에는 회전제어유닛(27) 및 온도조절기(29)가 구비되어 있다. 방현성 부여 시스템에서는 필름을 반송하기 위해서 공급롤러가 다양한 목적에 따라서 사용된다. 도 1에는 이러한 공급롤러를 도시하지 않았다.
반사방지필름(11a)은 지지층부(31)와 반사방지층(32)으로 구성된다. 지지층부(31)는 투명 지지체를 포함하고, 필요에 따라서 다층구조를 갖는다. 반사방지층(32)은 지지층부(31) 상에 적층되어 있고, 무기 미립자를 갖는 1개 이상의 코팅으로 이루어져 있다.
재킷롤러(12)는 코팅액으로 코팅된 반사방지필름(11a)을 엠보싱하기 전에 가열한다. 이러한 재킷롤러(12)의 작동을 예열단계라고 한다. 재킷롤러(12)는 재킷에 구비되어 있는 열교환매체의 온도를 조절하는 온도조절기(12a)가 연결되어 있는 2중 재킷롤러이다. 이 열은 반사방지필름(11a)으로 전달되어 소정의 온도로 가열한다.
엠보싱롤러(22)는 금속으로 형성되어 있고, 엠보싱 표면을 갖고 있어 엠보서로서 작동한다. 백업롤러(23)는 금속으로 형성되어 있고, 평활면을 갖는다. 엠보싱롤러(22)는 반사방지필름(11a)의 반사방지층(32)의 대향측에 위치한다. 백업롤러(23)는 지지층부(31)의 대향측에 위치한다. 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)는 압력을 가하여 반사방지필름(11a)을 압착하여, 반사방지필름(11a)을 회전 및 반송한다. 회전제어유닛(26, 27)은 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)를 압착하는 엠보싱압력 및 회전속도를 제어한다. 반사방지필름(11a)을 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)가 협동하여 엠보싱함으로써, 방현성 반사방지필름(11b)이 얻어진다. 또한, 온도조절기(28, 29)는 엠보싱하기에 최적의 소정 수준으로 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)의 둘레 면온도를 조절한다. 또한, 가스팬 또는 송풍기(16)는 가스 흐름을 엠보서 바로 아래의 방현성 반사방지필름(11b)의 엠보싱 표면을 가진 반사방지층(32)으로 보내어, 방현성 반사방지필름(11b)의 온도를 낮춘다.
상기 처리에 의하면, 반사방지필름(11a)은 반사방지층(32)을 가진 표면 상에 엠보싱처리를 함으로써 방현성 반사방지필름(11b)이 된다. 방현성은 반사방지성을 상실하는 일없이 일정한 전후 두께로 제공될 수 있다. 방현성 반사방지필름(11b)의 두께 균일성은 반사방지층(32)을 구성하는 광간섭층의 수 및 광학 구성에 따라 다르다. 예컨대, 반사방지층(32)은 반사방지필름(11b)의 외측으로부터 순서대로 저반사율층, 고반사율층 및 중반사율층이 배치된 3층 형태일 수 있다. 저, 고 및 중반사율층 각각의 두께는 nλ/4이다(여기서, n은 반사율임). 상기 각각의 층의 두께는 평균두께의 ±3% 범위에서 변동될 수 있다. 상기 두께가 상기 범위 보다 크게 변동되면 반사방지성이 열화된다.
[필름표면패턴]
최근 디스플레이 장치에 있어서 화질의 선명도 또는 해상도가 현저히 높아지고 있다. 방현성 반사방지필름(11b)의 요철패턴은 치수 미세화를 위해 주기가 작을 필요가 있다. 방현성 반사방지필름(11b)은 50ppi(인치 당 픽셀) 이상의 화소밀도에서 사용되기 위해 적절한 방법으로 구성되어야 한다. 따라서, 상기 필름표면의 평균 요철패턴주기(RSm)는 5㎛ 이상, 100㎛ 이하, 바람직하게는 5㎛ 이상, 50㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상, 30㎛ 이하이다.
상기 필름표면의 요철패턴은 방현성의 소망 수준에 따라 다르다. 요철패턴이 너무 작으면 외부광 산란효과는 저하되어 방현필름의 성능은 저하한다. 요철패턴이 너무 크면 산란이 과도해져 화상의 선명도를 저하시키거나 화상을 백화시킨다. 그러므로, 본 발명의 방현성 반사방지필름(11b)은 0.01㎛ 이상, 2㎛ 이하, 바람직하게는 0.05㎛ 이상, 2㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이상, 1㎛ 이하의 산술평균조도(Ra)를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 요철패턴의 프로파일 경사각도는 충분히 작아야 한다. 상기 경사각의 값은 단일 값이 아니라, 임의의 분포로 달라 불규칙하다. 그러나, 전체 값 중에 경사각의 값이 큰 것이 많이 포함되어 있으면, 반사방지필름(11b)의 외형은 바람직하지 않을 정도까지 백화될 수 있다. 따라서, 경사각은 0.5~10°, 바람직하게는 0.5~5°범위 내에 있다.
상기 다양한 예에 있어서, 평균 요철패턴주기(RSm), 산술평균조도(Ra) 및 평균경사각은 2차원 조도측정장치 SJ-400(상표명, Mitsutoyo Corporarion 제품), 또는 Ryoka Systems Inc 제품의 마이크로맵 장치(micromap device)에 의해 측정된다. 물론, 다른 이용가능한 장치들을 사용하여 2차원 조도를 측정할 수 있다.
[엠보싱]
바람직한 실시형태에 따른 엠보싱 처리의 형태는 롤 엠버서 가압이다. 그러나, 소정형태의 엠보싱이 사용될 수 있다. 예컨대, 평판 엠보서 가압 및 연속벨트 엠보서 가압이 사용될 수 있다. 이들 중 바람직한 예는 매우 긴 재료의 연속가공을 고려한 연속벨트 엠보서 가압 및 롤엠보서 가압이다. 특히 바람직한 예는 롤엠보서 가압인데, 이는 엠보싱 압력 및 가압 온도 조절의 자유도가 높기 때문이다.
본 발명에 의한 엠보싱 처리는 엠보싱 분야 중 핫 엠보싱(hot embossing)이다. 엠보서는 엠보싱할 물품 상에서 가열 및 가압되어 패턴을 갖는다. 핫 엠보싱은 열용융 필름캐스팅 및 열용융 적층과는 다르며, 예열된 필름의 온도 이하의 온도로 엠보서를 유지하여, 필름에 패턴을 제공하는 냉각 엠보싱과는 다르다. 엠보서를 가하는 가열장치는 80℃ 이상 가열할 수 있고, 또 표면온도의 온도분포의 변화를 작게 할 수 있는 것이면 어느 구조이어도 좋다. 이러한 가열장치의 바람직한 예는 전기와이어 히터, 전기유도 히터, 적외선 히터 및 재킷히터이다. 재킷히터에는 열교환 매체가 포함되어 있어 엠보서 내부 경로를 순환하며, 온수, 오일, 스팀 등일 수 있다. 이들 중 바람직한 예는 롤엠보서 가압에 사용하는 관점에서 전기와이어 히터, 전기유도 히터, 예컨대 Tokuden Co., Ltd 제품의 가열롤(heat roll) 및 재킷히터이다. 표면온도에 있어서의 분포가 작은 것을 고려하면, 특히 바람직한 예는 전기유도 히터 및 재킷히터이다.
엠보싱 압력에 견디는 충분한 강성을 가진 롤엠보서 가압용 엠보싱롤러(22)에 사용되는 재료, 예컨대 금속, 세라믹 재료, 합성 수지, 합성수지와, 금속 및 유리 중 하나의 복합재료이면 어느 것을 사용해도 좋다. 엠보서의 내구성의 관점에 있어서, 엠보싱롤러(22)의 적어도 표면은 탄소 및 크롬을 함유하는 철합금으로 코팅되어 있고, 비커스 경도가 500Hv 이상인 것이 바람직하다. 코팅두께, 엠보서 재료 등에 대해서 상세히 설명한다. 엠보싱롤러(22)는 롤엠보서 가압에 사용할 목적으로 소정의 외경을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 외경은 롤제조의 실용가능성의 관점에서 50~3,000mm이어도 좋다. 그러나, 엠보싱롤러(22)의 바람직한 외경은 50mm 이상, 2,000mm이하가 될 수 있다. 이는 반사방지필름(11a)의 폭방향으로 미터 당 수㎛로 하는 방지방지필름(11a)의 직진도의 관점에서 정밀도가 높기 때문이다. 또한, 이는 엠보싱롤러(22)가 과도하게 큰 중량을 갖는 것을 방지해야 하기 때문이다.
또한, 엠보싱롤러(22)에 대향하는 백업롤러(23)에 있어서, 엠보싱 압력에 견딜 수 있는 충분한 강성을 가진 소정의 재료, 예컨대 금속; 세라믹 재료; 합성수 지; 합성수지와, 금속, 유리 중 하나의 복합재료 등이 사용될 수 있다. 엠보서의 내구성의 관점에서, 엠보싱롤러(22)의 적어도 표면은 탄소 및 크롬을 함유하는 철합금으로 코팅되어 있고, 비커스 경도가 500Hv 이상인 것이 바람직하다. 코팅두께는 10~ 500㎛, 바람직하게는 50~500㎛ 범위 내이다. 하드크롬도금은, 특히 비커스경도가 높고, 내부식성이 우수하며, 표면의 연마가공에 대한 적성 때문에 바람직하게 사용될 수 있다. 롤러표면에 대해서, 백업롤러(23)의 표면조도는 가능한 한 작어야 하는데, 이는 방현성을 가진 제품으로서 지지층부(31)의 측면상에의 반사방지필름(11a) 표면의 평활성을 유지하기 위한 것이다. 특히, 금속표면의 미러면 마무리를 위해 널리 사용되는 특성인 백업롤러(23)의 산술평균조도(Ra)는 바람직하게는 0.01㎛ 이하이다.
본 발명에 의한 롤엠보서 가압에 사용되는 백업롤러(23)는 소정의 외경을 가질 수 있다. 롤제조의 가능한 범위 내에서 백업롤러(23)의 외경은 50~3,000mm이다. 그러나, 상기 외경은 반사방지필름(11a)의 폭방향으로 미터 당 수㎛로 하는 방지방지필름(11a)의 직진도의 관점에서 정밀도가 높기 때문에 50~2,000mm이어도 좋다. 또한, 이는 엠보싱롤러(22)가 과도하게 큰 중량을 가지지 못하게 해야하기 때문이다.
백업롤러(23)는 냉각되어도 좋다. 냉각구조에 있어서, 백업롤러(23)의 내측은 중공이어도 좋고, 냉각수 또는 다른 적절한 냉각제가 순환가능한 재킷구조를 가져도 좋다. 또는, 가스팬 또는 송풍기를 사용하여 백업롤러(23)에 냉각가스를 불어주어도 좋다. 일반적으로 방현성 반사방지필름(11b)이 가소제 등의 첨가제를 함유하는 있는 경우에, 백업롤러(23)의 냉각은 방현성 반사방지필름(11b)으로부터 상기 첨가제가 휘발 또는 증발하는 것을 저감시키는데 효과적이다. 또한, 가압 후에 백업롤러(23)와 방현성 반사방지필름(11b)의 직접적인 접촉에 의해 즉시 냉각시킴으로써 엠보싱 패턴을 고정시킬 수 있다.
다양한 가압조건으로는 반사방지필름(11a)에 대한 압력, 엠보서의 표면온도 및 가압시간이 열거된다. 반사방지필름(11a)에 대한 엠보싱 압력은 1×105Pa 이상, 바람직하게는 1×105~1×107Pa, 보다 바람직하게는 5×105~5×10 6Pa 범위 내이다. 여기서 사용되는 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)의 직경 범위를 고려하면, 이들의 선형 접촉압력은 1,000M/cm 이상, 바람직하게는 1,000~50,000N/cm, 보다 바람직하게는 5,000~30,000N/cm 범위 내이다.
본 발명에 있어서, 엠보싱롤러의 표면온도는 바람직하게는 80~220℃, 보다 바람직하게는 100~200℃ 범위 내이다.
가압시간이 정확하게 정의될 수 있는 가압의 형태는 평판 엠보서가압 및 연속벨트 엠보서가압이다. 가압시간은 1~600초, 바람직하게는 10~600초, 보다 바람직하게는 10~300초 범위 내이다. 본 발명의 실시형태에서는 롤엠보서 가압이 사용되기 때문에, 실효 가압시간은 압력에 의한 엠보싱롤러(22)와 백업롤러(23) 사이의 닙핑부의 접촉길이 및 반사방지필름(11a)의 반송속도에 따라 결정된다. 반송방향에서 본 닙핑부의 접촉길이는 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)의 직경, 탄성력 및 그외 물리적 특성에 따라 가변적이며, 또한 압력, 온도 및 다른 가압조건에 따라 다르다. 반송속도는 바람직하게는 1~50m/min, 보다 바람직하게는 1~30m/min, 더욱 바람직하게는 5~30 m/min 범위 내이다.
본 실시형태의 롤엠보서 가압에 있어서 회전축에 의한 엠보싱 압력의 적용은 롤러에 있어서 굴곡이 발생하여 폭방향으로 엠보싱 압력의 불균일을 야기시킨다는 문제가 있다. 상기 문제의 영향을 줄이기 위해서, 크라운롤법(crown roll method) 및 굽힘조정법을 적용할 수 있다. 크라운롤법에 있어서는, 엠보싱 가압에 의한 굴곡정도를 예상하여 롤러직경을 조절한다. 굽힘조정법에 있어서는, 압력방향과는 반대방향으로 회전축에 압력이 가해진다. 크라운롤법에 있어서, 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)중 적어도 하나는 롤러의 유닛 폭 당 오차범위에서 외경이 변화하는 경사형상 또는 굴곡형상을 가질 수 있다. 롤외경이 변화하는 오차범위는 롤폭 1m 당 5~50㎛이며, 바람직하게는 5~30㎛, 보다 바람직하게는 10~30㎛ 범위 내이다. 굽힘조절 압력은 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)의 직경 또는 탄성을 포함하는 물리적 특성과 엠보싱 압력 및 온도를 포함하는 가압조건에 따라 변한다. 굽힘조절압력은 엠보싱 압력의 3~20%, 바람직하게는 3~15%, 보다 바람직하게는 5~10% 범위 내이다.
본 발명의 엠보싱에 있어서, 화상표시장치에 사용되는 광학필름의 관점에서 먼지의 영향을 고정밀하게 처리할 필요가 있다. 특히, 엠보싱 및 재권취하는 제조 시스템 내의 장치 또는 소자는 클래스 100 이상, 바람직하게는 클래스 10이상의 클린룸 환경조건 하에서 설치되어야 한다. 더욱이 엠보싱 단계의 이전 단계에서 먼지제거장치를 사용하는 것이 바람직하다.
건식형의 다양한 먼지제거방법이 공지되어 있다. 미국특허 제4,577,362 호(일본특허공개 소59-150571 호에 대응함)에는 부직포, 블래이드 또는 다른 재료와 필름표면의 접촉이 개시되어 있다. 일본특허공개 평10-309553호 공보에는 필름표면에 먼지가 없는 매우 깨끗한 공기를 고유속으로 불어서 이 필름표면으로부터 먼지를 제거하고, 공기상의 먼지를 배출구를 통해 배출시키는 방법이 개시되어 있다. 초음파 진동에 의해 압축 공기를 불어서 증착된 먼지를 흡입하는 기기의 유용한 예로서 Shinko Co., Ltd. 제품의 New Ultra Cleaner(상표명)가 공지되어 있다. 이들 방법 또는 장치들은 공기의 흐름에 의해 가해진 전단력과 초음파를 병용하는 것을 특징으로 한다. 공기가 흐르는 경계공기층은 수10~수100㎛의 두께로 형성되어 있다. 공기흐름은 증착된 먼지에 전단력을 가한다. 병용하는 경우에는, 진동은 초음파적으로 진동한다. 결과적으로, 먼지를 고효율로 제거할 수 있다. 일본특허공개 평10-290964호 공보에는 정전하에 의해 증착된 외부물질을 제거하는 방법이 개시되어 있다. 상기 공보에서는 공기의 양이온 및 음이온을 주입하여 전하를 중성화시켜 외부물질을 분리하고, 분리 구조에 의해 보내어진 공기흐름에 의해 배출한다. 일본특허공개 소62-131500호 공보에는 본 발명의 실시형태에서 사용될 수 있고, 범용되는 전하제거방법이 개시되어 있다. 또한, 일본특허공개 평2-043157호 공보에는 유용한 먼지제거방법이 개시되어 있다.
또한, 건식형과는 성질이 다른 습식 먼지제거방법이 제안되어 공지되어 있다. 예컨대, 필름을 세척조에 도입하고, 초음파 진동자가 이에 초음파를 공급하여 먼지를 제거하는 방법이 있다. 미국특허 제3,956,790호(일본특허공고 소49-013020호에 대응) 공보에는 필름을 세척액에 도입하고, 먼지제거가스를 고유속으로 불어 넣고, 흡입하는 방법이 개시되어 있다. 미국특허 제6,503,332호(일본특허공개 2001-038306호에 대응) 공보, 일본특허공개 2002-079200호 공보 및 미국특허 제 2002/0027628호(일본특허공개 2002-040245호에 대응) 공보에는 탄성재료를 액체에 적셔 필름의 표면을 문질러 닦는 방법이 개시되어 있다.
본 실시형태의 먼지제거도는 충분히 높아야 한다. 구체적으로, 클린룸에서 먼지제거를 행한 후의 반사방지필름(11a) 또는 방현성 반사방지필름(11b)의 표면은 직경 10㎛ 이상의 입자 또는 외부물질을 m2당 10입자 이하, 바람직하게는 m2당 1입자 이하, 보다 바람직하게는 m2당 0.1입자 이하의 양으로 가질 수 있다.
더욱이, 엠보싱 전에 반사방지필름(11a)을 예열하는 예열단계를 추가하는 것이 바람직하다. 예열단계는 바람직하게는 반사방지필름(11a)의 온도를 실온에서 엠보싱 온도까지 서서히 상승시키도록 행해진다. 예열단계의 추가는 실온의 반사방지필름(11a)이 80℃ 이상의 엠보싱롤러(22)로 접근함에 따른 반사방지필름(11a)의 급격한 연화 및 체적변화 등의 다양한 문제를 방지하고, 또한 반사방지필름(11a)과 엠보싱롤러(22) 사이의 마찰에 따른 주름발생을 방지하는데에 효과적이다.
예열하는 가열장치는 소정의 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 가열장치의 바람직한 예로는 고온가스 송풍장치, 접촉하여 가열하는 가열롤러, 마이크로파에 의한 유도가열 및 복사열에 의해 가열하는 적외선 히터가 있다. 특히, 가열롤러는 반사방지필름(11a)에 대한 열 전도성에 있어서 효율이 높고, 설치 공간이 작고, 가열개시에 따라 급격하게 온도가 상승하기 때문에 바람직하다. 가열롤러의 예로는 일 반적으로 사용되는 이중식 재킷롤러(12), 및 Tokuden Co.,LTD 제품의 전기유도 가열롤(electric induction heat roll)이다. 예열 후의 상기 필름온도는 25~220℃, 바람직하게는 25~150℃, 보다 바람직하게는 40~100℃의 범위 내이다.. 이들 범위에서 온도를 조절하기 위해서, 온도를 감시하여 가열장치의 가열온도를 조정하는 피드백 조절유닛(도시하지 않음)을 추가함으로써 피드백 조절이 이루어질 수 있다.
핫 엠보싱 후의 필름은 고온을 갖는다. 상기 필름이 반송시에 장력을 받거나, 또는 상기 온도의 충분한 강하 또는 압축탄성율에 있어서의 충분한 강하없이 다양한 롤러에 접촉되면, 상기 필름의 패터닝이 변형 또는 소실될 수 있다. 그러나, 핫 엠보싱 직후에 강제 냉각단계가 추가되어 상기와 같은 문제를 해결한다. 그러나, 본 발명의 특징은 엠보싱 직후 강제 냉각의 유무에 따라 결정되지 않으며, 또는 강제 냉각의 방법에 따라서 결정되지도 않는다.
강제냉각방법의 예는 도 1에 도시된 바와 같이 방현성 반사방지필름(11b)에 가스팬 또는 송풍기(16)에 의한 냉각가스 송풍 또는 냉각롤(chill roll)의 접촉에 의해 열이 분산된다. 상기 냉각방법은 냉각 후의 방현성 반사방지필름(11b)이 80℃이하, 바람직하게는 10~80℃, 보다 바람직하게는 15~70℃의 범위 내를 가져 매우 효과적이다. 방현성 반사방지필름(11b)의 온도를 측정하기 위해 비접촉식 적외선 온도계가 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 피드백 조절은 냉각을 감시하여 냉각장치에 사용되는 낮은 온도를 조절하는 피드백 조절유닛을 추가함으로써 달성될 수 있다.
긴 재료의 롤엠보싱의 본 발명의 실시형태에 있어서의 권취처리 전에 수분조절처리가 사용될 수 있다. 수분조절은 상기 긴재료에 포함된 수분량을 조절하기 위한 처리이다. 그러나, 본 발명의 특징은 수분조절처리의 존재여부 또는 수분조절이 어떻게 달성되는지에 따라서 좌우되지 않는다. 수분 조절을 위한 습도자동조절장치의 바람직한 예로는 온도 및 습도를 조절하는 장치, 가스를 불어넣는 팬 또는 송풍기 등을 포함할 수 있다. 수분조절을 추가함으로써 수용가능한 수준으로 수분함량을 얻기 위해서, 롤형상으로 방현성 반사방지필름(11b)을 권취하기 전에 가열건조하거나 또는 소정의 수분을 가진 가스의 송풍에 의해 상기 필름의 수분함량을 조절할 수 있다. 이는 고품질의 바람직한 엠보싱 패턴이 형성된 광학필름을 형성하는데 있어서 효과적이다. 온도 및 습도에 있어서 과도한 상승이 발생하면 수지에 있어서 변형 또는 수정이 일어나기 쉽다는 것을 주목해야한다. 따라서, 수분조절에 있어서, 엠보싱 패턴에 있어서의 특정 요구조건, 광학특징 또는 실제 사용과 관련된 기타 아이템과 일치하는 범위 내에서 처리조건을 결정하는 것이 바람직하다. 예컨대, 가열온도는 치리할 투명 폴리머의 열변형온도 또는 유리전이온도(Tg)를 고려하거나 또는 수지흐름의 개시에서의 수지변형을 고려하여 결정되어야 한다.
이하, 엠보싱을 위해 주로 작동가능한 엠보싱 면을 가진 엠보싱롤러(22) 또는 엠보서를 설명한다. 분명, 방전가공, 쇼트 머시닝(shot machining), 에칭, 레이저 머시닝 등의 금속 면상에 패턴을 형성하기 적합한 다양한 공지된 방법에 따라 엠보싱롤러(22)를 통상적으로 형성할 수 있다. 본 발명에서는 특히 이들 중에서, 방전가공을 이용한다. 규칙성이 높은 요철패턴은 광학 간섭의 필연적인 문제로 인해 엠보서를 위해 바람직하지 않다. 반면, 방전가공은 불규칙적인 요철패턴이 자동 형성되기 때문에 바람직하다. 에칭 및 레이저 가공은 레지스트 패턴을 매우 적절히 개량하거나 레이저 빔의 동작을 개량한 상태에서만 이용가능하다.
도 2에는 엠보서 생산에 있어서의 방전가공을 개략적으로 도시한다. 방전가공(EDM) 장치(33)는 상업적으로 이용가능한 형태이다. 방전가공장치(33)는 방전가공헤드(34), 가공액(35a)를 포함하는 액체공급탱크(35), 전원(37) 및 방전전극(38)을 포함한다. 방전전극(38)은 가공될 엠보싱롤러에 근접하여 위치된다. 펌프가 작동하면 방전가공헤드(34)를 통해 방전전극(38)에 가공액(35a)을 보내어 가공액(35a)이 가공될 엠보싱롤러(22)의 일부 표면에 도달한다. 방전전극(38) 및 엠보싱롤러(22)의 대향하는 면은 완전히 매끄럽지는 않다. 전원(37)을 온시켜 전계 강도가 증가하면 스파크 방전이 발생하게 되는데, 이는 전계강도의 피크가 가공액(35a)의 국부적인 이온화를 위해 충분한 레벨로 상기 두 표면 중 한 표면의 한 소정 점에서 발생하기 때문이다. 방전의 각 단일 샷(single shot)은 엠보싱롤러(22)의 표면에서 작은 분화구를 형성한다. 수많은 분화구가 엠보싱 패턴을 형성하기 위해 형성되어 있다. 가공액(35a)이 있는 가공 액조를 부가하여, 이 액조내의 가공액(35a)에 엠보싱롤러(22) 및 방전전극(38)을 침지시킴으로써 방전을 달성할 수 있다.
스파크의 온도는 섭씨 수천도 이상의 고온이다. 스파크가 발생하는 작은 영역에서 엠보싱롤러(22)의 표면재료는 용해 또는 기화되기 쉽다. 본 예에는 가공액(35a)는 케로센으로 이루어져 있다. 스파크 시에 케로센은 또한 국부적으로 가열되고, 급속히 기화되어 체적을 늘린다. 이때 케로센의 둘레 부분의 관성에 따 라 인크로징 동작(enclosing operation)이 발생한다. 스파크의 위치에는 국부적으로 높은 압력이 발생한다. 그러나, 이 높은 압력은 엠보싱롤러(22)의 부분적으로 유동화된 물질을 그 표면으로부터 매우 빠른 방법으로 제거하는데 효과적이다. 엠보싱롤러(22)는 폭방향으로 구동되고 회전 방향으로 구동되어 전체 둘레 면상에서 방전가공을 계속한다. 전체 둘레 면에서 가공을 위해 엠보싱롤러(22)의 폭방향 및 회전 방향의 구동에 의해 연속적인 가공에 다양한 방법이 추가적으로 사용될 수 있다. 예컨대, 방전전극은 가동 구조로 지지될 수 있다. 더욱이, 소정의 규칙적인 영역 사이즈 각각에 대한 가공을 위해 하나의 시스템이 작동될 수 있다.
엠보서를 위한 금속은 바람직하게는 500Hv 이상, 바람직하게는 500Hv 이상, 1500Hv 이하의 비커스 경도를 가진, 탄소 및 크롬을 함유하는 철 합금이어야 한다. 이와 같은 특징을 가진 예로는 고탄소강, 크롬-롤리브덴 강, 및 스테인레스 스틸을 포함한다. 상기 비커스 경도를 달성하기 위해, 비커스 테스트 방법은 스퀘어 인덴트(square indent)를 형성하는 136°의 각추 모양의 다이아몬드 인덴터(indenter)를 사용하는 단계를 가진다. 어떤 샘플은 시험력을 가진 인덴터에 의해 가압된다. 인덴트는 샘플상에서 좌측이며, 그 표면상에서 정사각형을 갖는다. 스퀘어 인덴트의 대각 길이는 시험력과 관련해 평가되어 비커스 경도수를 달성한다. 바람직한 경도는 비커스 경도에 따라서만 결정되는 것이 아니라 다른 유닛 및 측정 방법에 의해서 상기 경도에 대응하는 레벨로 결정될 수 있다.
표면을 경화시키기 위하여 질화처리, 도금처리들을 사용할 수 있다. 질화 처리는 암모늄 등의 질화물을 사용하여 진공에서 스테인레스 스틸 등의 철 합금을 반응시키는 것이다. 도금 처리의 예는 카니겐 도금 또는 카니보론 도금(상표명, Japan Kanigen Co.,Ltd.에 의해 제안된 도금 시스템)에 의한 인, 또는 인 및 붕소를 조합한 하드 크롬 도금, 니켈 도금이 있다. 또한, 다음의 군에서 선택된 하나 이상의 화합물의 미립자를 동시 침전시켜 형성된 크롬도금 또는 니켈도금을 사용할 수 있다: 티탄카바이드(TiC), 텅스텐카바이드(WC), 실리콘카바이드(SiC), 붕소카바이드(B4C) 및 티탄보라이드(TiB2).
엠보서를 종료하기 전에 재료 표면상에 도금이 형성된다. 상기 도금 동작후에 한시간 이상, 300℃ 이상,1000℃이하의 온도로 열적으로 도금층을 경화시키는 것이 더욱 바람직하다. 동시 침전은 냉각 공정에 있어서 재료로부터 동시에 둘이상의 고체를 침전시키는 것이다. 경화된 코팅층의 두께는 5~300㎛, 바람직하게는 20~100㎛ 범위 내이다.
엠보싱롤러(22)용 재료의 중요한 파라미터는 경도, 용융점 및 열전도계수이다. 이들은 방전에 의해 야기된 열로 인해 엠보싱 표면 형태, 엠보싱 속도 등에 영향을 미친다. 경도 또는 용융점이 다르면 열량이 동일하더라도 엠보서에 있어서의 표면재료에 대한 가열 및 용융후에 엠보싱 표면의 형상 또는 엠보싱 양이 상이하게 될 것이다. 더욱이, 전도 계수는 스파크 방전에 의해 국부적으로 인가된 열 흐름의 속도에 영향을 미친다. 이는 패턴의 요철주기 또는 그것의 깊이의 변화를 야기한다.
산술평균조도(Ra) 및 평균 요철패턴주기(RSm)의 변화 이외에, 표면경화 처리 는 방전가공에 의해 형성된 엠보서에 있어서의 크고 작은 돌기 또는 홈의 오버랩핑 결과로서 돌기 또는 홈의 배치, 또는 주름 형상에 있어서의 불규칙한 변화를 야기시킨다. 이것은 방현성 및 눈부심 발생 등과 같은 엠보싱 패턴을 가진 필름의 광학특성에 영향을 미친다. 뿐만 아니라, 필름의 패널 표면특성, 예컨대, 입상특성, 광택 또는 강도완화성(subdued properties) 등도 표면 불균일에 있어서의 변화에 의해 영향을 받는다. 방전가공을 이용하여 엠보서를 생산하면 엠보서에 대한 표면 재료와 가공 조건의 적절한 소정의 조합에 의해 다양한 형태의 표면특성을 갖는 투명한 폴리머 필름을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 방전가공용 장치로는 Mitsubishi Electric Corporation 제품 등의 범용형태의 형조 방전가공(EDM) 장치 등이 있다. 극미세 요철형상을 얻기 위해서는 1㎛의 최소단위로 위치조절이 가능한 CAD/CAM 구조를 포함하고 있는 방전가공장치의 형태가 바람직하다.
방전가공방법으로는 플러스 방전 및 마이너스 방전의 2가지 형태가 공지되어 있다. 플러스 방전에 있어서는, 방전전극에 플러스 전압이 인가된다. 마이너스 방전에 있어서는, 방전전극에 마이너스 전압이 인가된다. 그러나, 본 발명에 따르면 마이너스 방전이 바람직하다. 플러스 방전을 사용하면, 공작물의 표면 상에 발생된 열의 양이 현저히 높아, 가공속도가 빨라짐에도 불구하고, 바람직하지 않은 불균일한 형태의 요철패턴이 얻어진다. 반대로, 마이너스 방전은 방전전극의 빠른 소모에도 불구하고, 공작물 표면의 요철패턴을 처음 의도한대로 형성할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명에 있어서는 방전전극 제조에 구리를 사용하는 것이 전기저항이 낮고 열전도성이 높기 때문에 바람직하다. 평판전극의 두께는 5mm 이하, 바람직하게는 3mm 이하, 더욱 바람직하게는 2mm 이하이다. 이것은 각각의 국소방전점을 최소로 하고, 방전에너지를 저감시키고, 요철패턴을 미세하게 형성하기 위해서이다. 즉, 충분한 강성을 가진 동을 사용할 수 없는 경우에는, 상기 두께범위 내에의 놋쇠를 사용하는 것이 바람직하다.
방전전압을 제어하는 다양한 방법, 예컨대 전원공급측에 펄스를 발생시키는 방법, 전원회로와 방전가공장치로 이루어진 RC회로를 사용하는 콘덴서 방전방법이 공지되어 있다. 최근 전원의 스위칭기술이 향상되었기 때문에, 높은 전압-전류에서도 고정밀의 펄스제어가 가능하지만, 본 발명에 있어서는 콘덴서 방전방법을 사용하는 것이 넓은 면적에서도 의도한 요철형상이 얻어지므로 보다 바람직하다. 본 발명의 목적으로서 불규칙한 미세요철에 대해 일반적인 방전을 사용하여 전원공급측에 펄스를 발생시키는 것도 방전전류의 파형이 불규칙하기 때문에 충분한 제어가 곤란하다.
인가되는 전압이 높은 쪽이 방전전극과 공작물 사이의 거리가 방전시 크게 설정될 수 있기 때문에 열 또는 용융입자의 높은 방출효율을 얻을 수 있어 바람직하다. 반도체 전원의 상한 전압 때문에, 전압은 일반적으로 100~500V를 사용하지만, 100V 이상, 400V 이하로 하는 것이 바람직하다.
방전가공에 사용되는 가공액(35a)으로서 적당한 형태이면 어느 케로센을 사용해도 좋다. 또한, 보다 미세한 패터닝을 행하기 위해서 케로센에 평균입자직경 1 ㎛ 이상, 10㎛ 이하의 소정 화합물을 1g/L 이상, 20g/L 이하 첨가할 수 있다. 이러한 화합물의 예로는 그래파이트, 실리콘, 몰리브덴 술피드, 알루미나, 실리콘 카바이드 등이 열거된다. 이러한 미립자는 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.
본 발명에 따른 엠보서의 형태는 방현성 반사방지필름(11b)의 표면과 마찬가지로 3개의 파라미터에 의해 결정될 수 있다. 엠보서 표면의 평균 요철패턴주기(RSm)는 5~100㎛, 바람직하게는 5~50㎛, 보다 바람직하게는 5~30㎛ 범위 내이다. 엠보서 표면의 산술평균조도(Ra)는 0.05~20㎛, 바람직하게는 0.1~10㎛, 더욱 바람직하게는 0.3~5㎛ 범위 내이다. 요철패턴에 의해 한정되는 각분포(경사각)는 0.5~10°, 바람직하게는 0.5~5° 범위 내이다.
엠보싱에 있어서 엠보싱롤러(22)와 백업롤러(23)에 대한 폴리머 필름의 바람직한 경로이면 각종의 경로가 사용될 수 있다. 이러한 경로를 도 3~7에 나타낸다. 도 3~7에 있어서, 도 1과 동일한 소자에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였다. 즉, 반송롤러(39)는 경로의 변형의 필요에 따라 첨가될 수 있다.
경로의 최상의 형태 중 하나를 도 3에 나타낸다. 이 경로는 엠보싱롤러(22)와 백업롤러(23)의 가압방향에 대한 입구 또는 출구의 각도형태를 결정하지 않고, 반사방지필름(11a)을 유도한다. 도 4에는 반사방지필름(11a)을 가압하기 전 예열하는데 효과적인 경로를 나타낸다. 반사방지필름(11a)은 가압영역으로 유도되기 전에 엠보싱롤러(22)에 권취된다. 도 5에는 가압하기 전에 반사방지필름(11a)을 미리 냉각하는데 효과적인 경로를 나타낸다. 반사방지필름(11a)은 가압영역으로 유도되기 전에 냉각상태에서 백업롤러(23)에 권취된다.
가압영역의 출구측에 대해서도 동일한 경로가 고려된다. 장시간의 가열이 요구되는 경우에는, 도 6의 출구측에서 엠보싱롤러(22)에 필름을 권취시키는 경로가 사용될 수 있다. 가압직후 필름을 냉각하는 것이 요구되는 경우에는, 도 7의 출구측에서 백업롤러(23)에 필름을 권취시키는 경로가 사용될 수 있다.
엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23) 사이에 폴리머 필름을 반송시키는 5개의 경로가 고려될 수 있다. 도 3의 구조는 입구측 또는 출구측에서 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23) 모두에 권취시키지 않는 것이 바람직하다. 도 4의 구조는 입구측에서 엠보싱롤러(22)에 권취시키고, 출구측에서 엠보싱롤러(22) 또는 백업롤러(23)에 권취시키지 않는 것이 바람직하다. 도 1의 구조는 도 4 및 7의 것을 조합한 것으로, 입구측에서 엠보싱롤러(22)에 권취시키고, 백업롤러(23)를 냉각시키면서 출구측에서 백업롤러(23)에 권취시키는 것이 가장 바람직하다. 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23) 중 하나 이상에 대한 권취각도는 폴리머 필름, 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)의 특성, 및 반송조건에 따라서 적당히 결정된다. 폴리머 필름의 특성으로는 두께, 탄성율, 열전도성 및 표면조도 등이 열거된다. 롤러특성으로는 엠보싱롤러(22) 및 백업롤러(23)의 롤러직경, 온도, 열전도성 및 표면조도 등이 열거된다. 반송조건으로는 속도 및 인장도 등이 열거된다.
[반사방지필름의 제조]
도 8~10에는 본 발명의 엠보싱 가공을 행한 후의 방현성 반사방지필름(11b)의 예를 나타낸다. 도 8의 예에 있어서, 방현성 반사방지필름(11b)은 최하층부터 순서대로 투명지지체(41), 프라이머층(42), 하드코트층(43) 및 저반사율층(44)으로 배열된 층으로 이루어진다. 도 9의 예에 있어서, 층은 최하층부터 순서대로 투명지지체(41), 프라이머층(42), 하드코트층(43), 고반사율층(50) 및 저반사율층(44)으로 배열된다. 도 10의 예에 있어서, 층은 최하층부터 순서대로 투명지지체(41), 프라이머층(42), 하드코트층(43), 중반사율층(55), 고반사율층(50) 및 저반사율층(44)으로 배열된다.
도 8~10의 투명지지체(41), 프라이머층(42) 및 하드코트층(43)을 포함하는 조합층은 도 1의 지지층부(31)에 대응한다. 또한, 저반사율층(44), 고반사율층(50), 중반사율층(55) 중 하나 이상의 층으로 구성된 단층 또는 복수층은 반사방지층(32)에 대응한다. 도 8~10에 있어서, 이러한 구조 중 어느 하나를 갖는 방현성 반사방지필름(11b)에 있어서는 엠보싱에 의한 변형이 프라이머층(42)에 집중된 방식으로 나타난다. 하드코트층(43) 및 반사방지층(32)의 두께는 변하지 않는다. 지지체에 있어서는 약간의 변형이 있다.
도 8~10에 있어서, 본 발명에 따르면 방현성 반사방지필름(11b)에 있어서는 중반사율층(55), 고반사율층(50) 및 저반사율층(44)의 각각의 광학두께는 약 nλ/4 또는 그 배수(여기서, λ는 파장임)인 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 즉, 광학두께는 n×d이고, 여기서 n은 반사율이고, d는 필름두께이다. 이 특성은 일본특허공개 소59-50401호 공보에 제안되어 있다.
저반사율 및 반사광의 색미가 저하된 반사율 특성을 위해서는, 중반사율층(55)은 하기 조건 I을, 고반사율층(50)은 하기 조건 II를, 저반사율층(44)은 하기 조건 III를 만족할 필요가 있고, 여기서 소정의 파장 λ는 500nm이라고 가정한다. 즉, n1, n2 및 n3는 중반사율층(55), 고반사율층(50) 및 저반사율층(44)의 각각의 반사율을 나타낸다. d1, d2 및 d3(nm)은 중반사율층(55), 고반사율층(50) 및 저반사율층(44)의 각각의 두께를 나타낸다.
100.00 < n1×d1 < 125.00 … 조건 I
187.50 < n2×d2 < 237.50 … 조건 II
118.75 < n3×d3 < 131.25 … 조건 III
다른 요구조건이 더 있다. 투명지지체(41)가 트리아세틸 셀룰로오스(셀룰로오스 트리아세테이트, TAC, 반사율:1.49) 등으로 이루어지고, 반사율이 1.45~1.55 범위 내인 경우에는, 반사율 n1은 1.60~1.65, n2는 1.85~1.95, n3는 1.35~1.45일 필요가 있다. 투명지지체(41)가 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, 반사율:1.66) 등으로 이루어지고, 반사율이 1.55~1.65 범위 내인 경우에는 n1은 1.65~1.75, n2는 1.85~2.05, n3는 1.35~1.45일 필요가 있다.
중반사율층(55) 또는 고반사율층(50)에 대해 상기와 같은 반사율을 갖는 재료를 사용하는 것이 어려운 경우가 있다. 그러나, 바람직하게는 본 분야에 잘 알려져 있는 기술인 등가층의 원리를 사용할 수 있다. 상기 소정의 반사율 보다도 높은 반사율을 갖는 층과 낮은 반사율을 갖는 층을 조합한 복수층 구조를 형성할 수 있다. 조합구조는 필요에 따라 중반사율층(55) 또는 고반사율층(50)에 대해 등가의 층으로 될 수 있다. 또한, 동시에 조합구조에 반사특성을 실현할 수 있다. 즉, 본 발명은 등가층의 효과를 가진 3층 이상의 층으로 이루어진 다층형태의 반사방지층(32)을 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서, 투명지지체(41)로서 폴리머 필름 또는 가소성 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 폴리머 또는 가소성 물질의 예로는 하기의 것들이 열거된다.
셀룰로오스 에스테르(예컨대, 트리아세틸 셀룰로오스, 디아세틸 셀룰로오스, 프로피오닐 셀룰로오스, 부티릴 셀룰로오스, 아세틸프로피오닐 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스);
폴리아미드; 폴리카보네이트;
폴리에스테르(예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-디페녹시에탄-4,4'-디카르복실레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트);
폴리스티렌(예컨대, 신디오탁틱 폴리스티렌);
폴리올레핀(예컨대, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐);
폴리술폰; 폴리에테르술폰; 폴리아릴레이트; 폴리에테르이미드; 폴리메틸메타크릴레이트; 및 폴리에테르케톤; 등.
특히, 방현성 반사방지필름(11b)은 LCD, 유기EL 디스플레이 등에 사용되는 편광필터의 일면을 구성하는 보호필름으로서 사용될 수 있다. 이 경우, 트리아세틸 셀룰로오스로 투명지지체를 형성하는 것이 바람직하다. 트리아세틸 셀룰로오스의 바람직한 제조방법은 JIII Journal of Technical Disclosure Monthly Vol. 2001~1745에 기술되어 있다. 또한, 방현성 반사방지필름(11b)을 유리판 상에 부착 하여 평면 CRT 및 PDP에 사용하는 경우에는, 투명지지체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트로 형성된 것이 바람직하다.
투명지지체(41)의 광학투과율은 80% 이상, 바람직하게는 86% 이상이다. 투명지지체(41)의 헤이즈(haze)는 2.0% 이하, 바람직하게는 1.0% 이하이다. 투명지지체(41)의 반사율은 바람직하게는 1.4~1.7의 범위 내이다.
중반사율층(55) 및 고반사율층(50)은 코팅을 도포하고, 건조 및 경화시킴으로써 형성된다. 코팅 도포단계에 있어서, 코팅 조성물은 고반사율의 미립자, 열경화성 모노머 또는 전리방사선 경화성 모노머, 개시제 및 용제로 구성되어 있다. 건조단계에 있어서, 용제를 건조시킨다. 경화단계에 있어서, 조성물을 열 및/또는 전리 방사선으로 경화시킨다. 고반사율의 미립자로는 무기 미립자가 바람직하며, 또한 Ti, Zr, In, Zn, Sn 및 Sb의 금속산화물 중 하나 이상이 될 수 있다. 중반사율층 및 고반사율층은 폴리머 용액을 캐스팅 및 건조함으로써 형성된 고반사율의 폴리머층에 비해서 내스크래치성 및 접착성이 매우 우수하다. 경화 후 형성된 층의 분산안정성 및 강도를 유지하기 위해서는, 일본특허공개 평11-153703호 공보 및 미국특허 제6,210,858호에 따라 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머 및 음이온성 기를 함유하는 (메타)아크릴레이트 분산제가 코팅 조성물에 함유되어 있는 것이 바람직하다.
상기 무기 미립자의 평균직경은 콜타르카운터법(coal tar counter method) 측정시 1nm를 초과하고, 100nm 미만인 것이 바람직하다. 직경이 1nm 이하이면, 미립자가 지나치게 작고, 비표면적이 너무 커져서 분산안정성이 너무 낮아진다. 직경이 10nm 이상이면, 입자가 지나치게 크고, 바인더로부터의 반사율차에 인한 가시광 산란이 발생한다. 즉, 고반사율층(50) 및 중반사율층(55)의 헤이즈는 3% 이하, 바람직하게는 1% 이하이다.
본 발명의 저반사율층(44)의 재료에 대해서 설명한다. 재료는 아크릴 수지 또는 에폭시 수지와 저반사율의 무기재료 또는 그 미립자의 혼합물이다. 저반사율의 무기재료로는 LiF(반사율 n=1.4), MgF2(n=1.4), 3NaFㆍAlF3(n=1.4), AlF3(n=1.4), Na3AlF6(n=1.33), SiO2(n=1.45) 등이 열거된다. 또한, 저반사율층(44)의 재료로는 불소 유기재료 및 실리콘 유기재료가 있다. 이들 중에서, 특히 바람직한 예는 열 또는 전리 방사선에 의해 경화될 수 있는 불소함유 화합물이다. 저반사율층(44)의 경화물질의 동마찰계수는 바람직하게는 0.02~0.18, 특히 바람직하게는 0.03~0.15 범위 내이다. 동마찰계수가 너무 크면, 방현성 반사방지필름(11b)의 전면이 마찰에 의해 손상되기 쉽다. 상기 물질의 순수에 대한 접촉각은 바람직하게는 90~130°, 특히 바람직하게는 100~120° 범위 내이다. 순수에 대한 접촉각이 너무 작으면, 지문 및 오일이 부착되기 쉽다. 그러므로, 방오성이 너무 작아 오염으로부터 보호하기 어렵다. 또한, 저반사율층(44)은 강도를 향상시키기 위해서 실리카 입자 등의 충전제가 함유되어도 좋다.
저반사율층(44)의 불소함유 화합물로는, 예컨대 (헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라히드로데실)트리에톡시실란 등의 실란함유 퍼플루오로알킬기가 열거되고, 또한 불소함유 모노머 및 가교성 원소로 이루어진 불소함유 폴리머가 더 열거된다.
불소함유 모노머로는 플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오 로에틸렌, 헥사플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔 등의 플루오로올레핀; BISCOAT 6FM(상품명, Osaka Organic Chemical Industry Ltd. 제품), M-2020(상품명, Daikin Industries, Ltd. 제품) 등의 (메타)아크릴산의 일부 또는 전체 불소화 알킬에스테르 유도체; 및 일부 또는 전체 불소화 비닐에테르가 열거된다. 이들 중에서, 퍼플루오로올레핀, 특히 헥사플루오로프로필렌이 적당한 반사율, 가용성, 투명성, 입수용이성 등의 관점에서 바람직하다.
경화반응을 행하기 위한 단위는 모노머의 중합에 의해 얻어진다. 모노머는 자기경화성 관능기를 갖고 있어도 좋고, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 글리시딜 비닐에테르 등이어도 좋다. 또한, 경화반응성 모노머는 카르복시기, 히드록시기, 아미노기, 술포기를 갖고 있어도 좋고, (메타)아크릴산, 메티롤 (메타)아크릴레이트, 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 히드록시에틸비닐에테르, 히드록시부틸비닐에테르, 말레산, 크로톤산 등이어도 좋다. 또한, 상기 단위가 경화반응성 기, 예컨대 (메타)아크릴로일기 등을 갖도록 중합반응을 행한다. 중합반응에 있어서는, 히드록시기에 대해서 아크릴클로라이드를 반응시키는 것이 열거된다.
또한, 용제에 대한 용해성 및 형성된 층의 투명성의 관점에서, 불소함유 모노머 및 경화반응을 부여하는 단위와 불소를 함유하지 않은 모노머를 공중합할 수 있다. 적합한 모노머이면 어느 것을 사용해도 좋다. 불소원자를 함유하지 않은 모노머는 다음과 같다.
올레핀(에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 비닐클로라이드, 비닐리덴클로라이드 등);
아크릴산의 에스테르(메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트);
메타크릴산의 에스테르(메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 등);
스티렌 유도체(스티렌, 디비닐벤젠, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌 등);
비닐에테르(메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 시클로헥실비닐에테르 등);
비닐에스테르(비닐아세테이트, 비닐프로피오네이트, 비닐신나메이트 등);
아크릴아미드(N-tert-부틸 아크릴아미드, N-시클로헥실아크릴아미드 등);
메타크릴아미드; 아크릴로니트릴 유도체 등
일본특허공개 평8-92323호 공보, 동 평10-25388호 공보, 동 10-147739호 공보 및 2000-17028호 공보에 기재된 경화제를 상기 폴리머 중 어느 하나에 첨가해도 좋다. 히드록시기, 카르복시기 등의 폴리머의 경화성기가 단독으로는 반응하지 않을 경우에는 경화제를 사용할 필요가 있다. 경화제로는 폴리이소시아네이트, 아미노플라스트, 다염기산 및 그 무수물 등이 열거된다. 한편, 단량체가 자기경화성을 가지면, 경화제를 첨가할 필요는 없다. 그러나, 다관능성 (메타)아크릴레이트 화합물, 다관능성 에폭시 화합물 등의 경화제를 필요에 따라 첨가할 수 있다.
본 발명에 있어서, 저반사율층(44)의 바람직한 불소함유 폴리머는 퍼플루오로올레핀과 비닐에테르 또는 비닐에스테르의 랜덤 코폴리머이다. 바람직하게는, 이러한 폴리머는 가교성을 갖는 기, 즉 (메타)아크릴로일기 등의 라디칼 반응성을 갖 는 기 및 에폭시기, 옥세타닐기 등의 개환중합성을 갖는 기를 갖는다. 폴리머의 전체 중합성 단위 중 가교성 기를 갖는 중합성 단위의 함유율은 5~70몰%, 특히 30~60몰%이다.
또한, 불소함유 폴리머는 오염방지성을 갖기 위해서 폴리실록산 구조를 갖는 것이 바람직하다. 폴리실록산 구조를 이루는 바람직한 방법이면 어느 방법을 사용해도 좋다. 일본특허공개 평11-189621호 공보, 동 평11-228631호 공보 및 2000-313709호 공보에는 실리콘 마크로아조 개시제를 사용하여 폴리머와 폴리실록산 블럭 공중합 성분을 결합시키는 것이 기술되어 있다. 일본특허공개 평2-251555호 공보 및 동 평2-308806호 공보에는 실리콘 마크로머를 사용하여 상기 폴리머와 폴리실록산 그래프트 중합 성분을 결합시키는 것이 기술되어 있다. 폴리머에 대한 폴리실록산의 비는 0.5~10중량%, 바람직하게는 1~5중량% 범위 내이다.
방오성을 갖기 위해서는, 반응성기 함유 폴리실록산을 상기 폴리머에 첨가하는 것이 바람직하다. 폴리실록산의 시판품으로는 KT-100T, X-22-169AS, KF-102, X-22-37011E, X-22-164B, X-22-5002, X-22-173B, X-22-174D, X-22-167B, X-22-161AS(상품명, Shinetsu Chemical Co., Ltd. 제품), AK-5, AK-30, AK-32(상품명, Toagosei Co., Ltd. 제품), SILAPLANE FM0275, SILAPLANE FM0721(상품명, Chisso Corporation 제품) 등이 있다. 이러한 폴리실록산의 함유량은 저반사율층(44)의 전체 고형분에 대해서 바람직하게는 0.5~10중량%, 특히 바람직하게는 1~5중량% 범위 내가 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 저반사율층(44)은 불소함유 화합물, 예컨대 TEFLON AF1600(상품명, E. I. Du Pont De Nemours and Company 제품, 반사율 n=1.30), CYTOP(상품명, Asahi Glass, Co., Ltd. 제품, 반사율 n=1.34), 17FM(상품명, Mitsubishi Rayon Co., Ltd. 제품, 반사율 n=1.35), OPSTAR JN-7212(상품명, JSR Corporation 제품, 반사율 n=1.40), OPSTAR JN-7228(상품명, JSR Corporation 제품, 반사율 n=1.42) 및 LR201(상품명, Nissan Chemical Industries, Ltd. 제품, 반사율 n=1.38) 등으로 형성될 수 있다.
프라이머층(42)의 바람직한 재료는 (메타)아크릴폴리머, 스티렌계 폴리머 및 폴리에스테르이다. 이러한 폴리머의 제조에 적합하면 어느 모노머를 사용해도 좋다. (메타)아크릴폴리머의 모노머로는 (메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, (메타)알릴아크릴레이트, (메타)우레탄아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 등이 열거된다. 스티렌계 폴리머의 모노머로는 스티렌, 디비닐벤젠, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌 등이 열거된다. 폴리에스테르의 모노머로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 그외 알콜에서 선택되는 1개와 프탈산, 무수 프탈산, 테레프탈산, 말레산, 무수 말레산 및 그외 카르복실산 및 무수물에서 선택되는 1개의 축합물이 열거된다.
폴리머의 분자량(또는 중합도)은 소망한 폴리머의 유리전이온도 Tg에 따라 설정된다. 프라이머층(42)에 함유되는 폴리머의 유리전이온도 및 투명지지체(41)의 유리전이온도는 엠보싱을 행할 때의 온도보다 낮은 것이 바람직하고, 60~130℃의 범위 내가 보다 바람직하다. 또한, 프라이머층(42)의 두께는 바람직하게는 0.1~50 ㎛, 특히 바람직하게는 0.1~20㎛ 범위내이다.
프라이머층(42)은 실온에서 투명지지체(41) 보다 높은 압축탄성율을 갖는다. 프라이머층(42)의 압축탄성율은 바람직하게는 3~8GPa, 특히 바람직하게는 4~7GPa 범위 내이다. 투명지지체(41)와 프라이머층(42) 사이의 압축탄성율의 차는 바람직하게는 0.1~5GPa, 특히 바람직하게는 0.2~4GPa 범위 내이다.
본 발명에 있어서, 엠보싱 온도 T℃에서의 프라이머층(42)의 압축탄성율은 바람직하게는 하드코트층(43)의 압출탄성율 보다 낮아야 한다. 프라이머층(42)과 하드코트층(43) 사이의 엠보싱온도 T℃ 에서의 압축탄성율의 차는 0.1~8GPa, 바람직하게는 0.5~7.5GPa 범위 내이다. 본 발명에 있어서, 프라이머층(42)은 고정밀모드의 액정디스플레이에 있어서 휘도불균일 또는 눈부심성을 저감시키고, 또 표면경도를 향상시키는데 효과적이다.
프라이머층(42)은 상기 폴리머와 그외 폴리머 또는 입자의 조합에 의해 이루어질 수 있다. 또한, 프라이머층(42)은 가교구조를 가져도 좋다. 그외 폴리머 및 입자의 예로는 젤라틴; 폴리비닐알콜; 폴리알긴산 및 그 염; 트리아세틸 셀룰로오스, 디아세틸 셀룰로오스, 프로피오닐 셀룰로오스, 부티릴 셀룰로오스, 아세틸프로피오닐 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스 등의 셀룰로오스 에스테르; 폴리에테르 케톤; 다가알콜; 실리카 입자; 및 알루미나 입자 등이 열거된다.
가교구조를 이루는데 사용되는 모노머는 바람직하게는 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는다. 이러한 모노머로는 다가알콜과 (메타)아크릴산의 에스테르, 예 컨대 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤에탄 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 1,2,3-시클로헥산 테트라메타크릴레이트, 폴리우레탄 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르 폴리아크릴레이트 등이 열거된다. 또한, 더욱 바람직한 모노머로는 비닐벤젠 및 그 유도체, 예컨대 1,4-디비닐벤젠, 4-비닐벤조산-2-아크릴로일에틸에스테르, 1,4-디비닐시클로헥사논 등; 비닐술폰, 예컨대 디비닐술폰 등; 아크릴아미드, 예컨대 메틸렌비스아크릴아미드 등; 및 메타크릴아미드가 열거된다.
2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머 대신에 또는 그 이외에, 가교성 관능기에 의해 가교구조를 이룰 수 있다. 가교성 관능기로는 이소시아네이트기, 에폭시기, 아딜리딘기, 옥사졸린기, 알데히드기, 카르보닐기 등이 열거된다. 가교구조를 구성하는 모노머로는 히드라진 아노아크릴레이트 유도체, 멜라민, 에테르화 메티롤, 에스테르, 우레탄 등이 열거된다. 또한, 예컨대 블럭 이소시아네이트기는 더 작은 가교기로 분해될 수 있어 사용될 수 있다. 다른 화합물을 사용해도 좋다. 즉, 화합물이 분해되어 결과적으로 가교성을 갖는 화합물이 사용될 수 있다.
프라이머층(42)을 형성하기 위해서는, 용제에 중합개시제 및 폴리머 및/또는 모노머를 용해시켜 코팅액을 제조한다. 코팅을 행한 후, 이 용액 중에서 중합반응(필요에 따라 가교반응)을 행하는 것이 바람직하다. 중합개시제의 예로는 벤조페논 형 및 그외 수소떼기형, 아세톤페논형, 트리아진형 등의 라디칼 분해형이 열거된다. 이들 중, 단독의 화합물을 사용해도 좋다. 또한, 2개 이상을 조합하여 모노머와 함께 코팅액에 첨가해도 좋다.
프라이머층(42)은 투명지지체(41)와 이 투명지지체(41) 상에 적층되는 상층 사이의 접착을 강화시키는 특성을 갖는다. 고강도의 접착성의 관점에서, 프라이머층(42)에 모노머가 함유되는 것이 바람직하다. 프라이머층(42)에 있어서의 모노머에 대한 폴리머의 중량비는 바람직하게는 75/25~25/75, 더욱 바람직하게는 65/35~35/65 범위 내이다.
방현성 반사방지필름(11b)에 있어서, 하드코트층(43)은 내스크래치성을 유지하는데 효과적이다. 또한, 하드코트층(43)은 투명지지체(41)와 그 위에 적층되는 층의 접착성을 보강한다. 하드코트층(43)은 아크릴폴리머, 우레탄계 폴리머, 에폭시계 폴리머 및 실리카계 화합물로 형성된다. 안료를 하드코트층(43)의 코팅액에 첨가해도 좋다.
하드코트층(43)의 코팅액은 포화 탄화수소 또는 폴리에테르 주쇄, 특히 포화 탄화수소 주쇄를 갖는 폴리머를 함유한다. 또한, 가교구조를 갖는 폴리머는 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머를 중합함으로써 얻어지는 것이 바람직하다. 모노머는 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 것이 특히 바람직하다.
2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머의 예로는 다가알콜과 (메타)아크릴산의 에스테르, 예컨대 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메 타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤에탄 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 1,2,3-시클로헥산 테트라메타크릴레이트, 폴리우레탄 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르 폴리아크릴레이트 등이 열거된다. 또한, 모노머로는 비닐벤젠 및 그 유도체(1,4-디비닐벤젠, 4-비닐벤조산-2-아크릴로일에틸에스테르, 1,4-디비닐시클로헥사논 등), 비닐술폰(디비닐술폰 등), 아크릴아미드(메틸렌비스아크릴아미드 등) 및 메타크릴아미드가 열거된다.
2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머 대신에 또는 그 이외에, 가교성 관능기에 의해 가교구조를 이룰 수 있다. 가교성 관능기로는 이소시아네이트기, 에폭시기, 아딜리딘기, 옥사졸린기, 알데히드기, 카르보닐기 등이 열거된다. 가교구조를 구성하는 모노머로는 히드라진 아노아크릴레이트 유도체, 멜라민, 에틸화 메티롤, 에스테르, 우레탄 등이 열거된다. 또한, 예컨대 블럭 이소시아네이트기는 더 작은 가교기로 분해될 수 있어 사용될 수 있다. 다른 화합물을 사용해도 좋다. 즉, 화합물이 분해되어 결과적으로 가교성을 갖는 화합물이 사용될 수 있다.
하드코트층(43)을 형성하기 위해서는, 용제에 중합개시제 및 모노머를 용해시켜 코팅액을 제조한다. 코팅을 행한 후, 상기 용액 중에서 중합반응(필요에 따라 가교반응)을 행하는 것이 바람직하다. 중합개시제의 예로는 벤조페논형 및 그외 수소떼기형, 아세톤페논형, 트리아진형 등의 라디칼 분해형이 열거된다. 이들 중, 단독의 화합물을 사용해도 좋다. 또한, 2개 이상을 조합하여 모노머와 함께 코팅액에 첨가해도 좋다. 하드코트층(43)의 코팅액에, 소량의 폴리머, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 폴리에스테르, 알킬폴리머 등을 첨가할 수 있다.
하드코트층(43)의 두께는 0.5~5㎛, 바람직하게는 0.5~3㎛ 범위 내이다. 하드코트층(43)의 두께는 엠보싱에 대한 적성에 크게 영향을 미친다. 즉, 두께가 너무 두꺼우면, 엠보싱에 대한 반사방지필름의 적성이 저하된다. 반사방지필름을 엠보싱 하여도 예상했던 것 만큼의 표면조도를 가질 수 없다. 상기 실시형태의 방현성 반사방지필름(11b)에 있어서, 두께가 얇은 하드코트층(43)은 표면탄성율이 높은 프라이머층(42)에 의해서 보상된다. 또한, 방현성 반사방지필름(11b)에는 방습층, 대전방지층 및 보호층이 형성되어도 좋다.
반사방지필름(11a)에 있어서의 각각의 층은 미국특허 제2,681,294호 등에 기재된 딥 코팅법, 에어나이프 코팅법, 커텐 코팅법, 롤러 코팅법, 와이어 코팅법, 그라비아 코팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 압출 코팅법에 의해 형성될 수 있다. 습식 코팅으로 캐스팅할 용액의 양을 최소화하여 건조층의 불균일을 억제하는 관점에서는, 마이크로 그라비아 코팅법 및 그라비아 코팅법이 바람직하다. 가로방향으로의 층두께 균일성의 관점에서는, 그라비아 코팅법이 특히 바람직하다. 또한, 2개 이상의 코팅을 투명지지체(41) 상에 동시에 도포하여 복수층을 형성해도 좋다. 코팅액의 동시도포 방법은 미국특허 제2,761,791호, 동 제2,941,898호, 동3,508,947호, 동 3,526,528호 및 Yuji Harazaki, Coating Technology, Asakura Shoten Publishing Co., Ltd.(1973), p.253에 기재되어 있다.
상기 방현성 반사방지필름(11b)을 편광소자의 표면보호필름의 일면으로 사용하기 위해서는, 투명지지체(41)의 반사방지층(32)이 형성된 면과는 반대측 면을 알칼리 화합물로 비누화시킬 필요가 있다. 알칼리 화합물로의 비누화에 있어서는 하기 2가지 방법 중 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
첫번째 방법으로는, 투명지지체(41) 상에 반사방지층(32)을 형성한 후에, 알칼리 용액에 1회 이상 침지시켜 이면을 비누화한다. 두번째 방법으로는, 투명지지체(41) 상에 반사방지층(32)을 형성하기 전 또는 후에, 알칼리 용액을 반사방지층(32)과는 반대측의 투명지지체(41)의 이면에 도포한다. 그 다음, 그 층을 가열하고, 수세 및/또는 중화시켜, 필름지지체(41)의 이면만 비누화시킨다.
이들 방법 중 첫번째 방법이 범용되는 트리아세틸 셀룰로오스 필름과 동일한 방법으로 비누화할 수 있다는 장점이 있다. 첫번째 방법의 문제점은 반사방지층(32)도 비누화되기 때문에 얻어진 방현성 반사방지필름(11b)의 각각의 층이 열화된다는 것이다. 비누화 용액이 표면에 남아 있는 경우, 표면이 오염된다. 두번째 방법은 범용의 형태는 아니지만 첫번째 방법에 비해 바람직하다.
본 발명에 따라 얻어진 반사방지필름(11b)은 편광자의 표면보호필름의 일면으로서 투과형, 반사형 또는 반투과형 모두 바람직하다. 다양한 모드, 예컨대 TN (Twisted Nematic) 모드, STN(Super Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드, OCB(Optically compensated bend cell) 모드 등 어느 것을 사용해도 좋다. 또한, 방현성 반사방지필름(11b)은 광학보상필름, 광학적 리타데이션 필터 등과 조합하여 사용되는 경우도 있다. 광학보상필름으로는 액정디스플레이 패널의 시야각을 확대하는 광시야각필름이 열거된다. 또한, 투과형 또는 반투과형의 액정디스플레이에 있어서, 편광자는 시판의 휘도향상필름(편광선택층을 갖는 편광분리필름, 예컨대 D-BEF(상품명), Sumitomo 3M Ltd. 제품)과 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널은 우수한 시인성을 가질 수 있다.
또한, 반사방지필름(11a)은 λ/4판과 조합되어, 보호판으로서 작용하기 때문에 유기EL 표시장치의 표면 또는 내부로부터의 반사광을 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 반사방지층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 등의 투명지지체 필름 상에 형성되어, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 음극선관(CRT) 등의 화상표시장치에 사용되어도 좋다.
[실시예]
본 발명에 의해 하기 실시예를 이루었다. 그러나, 본 발명은 이 실시예의 구체적 결과에 한정되는 것은 아니다.
[프라이머층용 코팅액 A의 제조]
평균 분자량이 250,000인 200중량부의 메틸메타크릴레이트 수지를 480중량부의 메틸에틸케톤 및 320중량부의 시클로헥산의 혼합 용제 중에 용해시켰다. 용액을 얻은 후, 다공성을 갖는 폴리프로필렌 필터(PPE-03)로 여과하였다. 상기 필터는 3㎛의 홀직경을 가졌다. 이와 같이 하여, 프라이머층(42)용 코팅액 A로서 여과된 용액을 얻었다.
[프라이머층용 코팅액 B의 제조]
평균 분자량이 440,000인 100중량부의 알릴메타크릴레이트 메타크릴산 코폴 리머 수지를 900중량부의 메틸이소부틸케톤 중에 용해시켰다. 용액을 얻은 후, 다공성을 갖는 폴리프로필렌 필터(PPE-03)로 여과하였다. 상기 필터는 3㎛의 홀직경을 가졌다. 이와 같이 하여, 프라이머층(42)용 코팅액 B로서 여과된 용액을 얻었다.
[하드코트층용 코팅액의 제조]
306중량부의 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트의 시판 혼합물(상품명: DPHA, Nippon Kayaku Co.,Ltd. 제품)을 16중량부의 메틸에틸케톤 및 220중량부의 시클로헥사논이 혼합된 혼합 용제 중에 용해시켰다. 상기 용액에 7.5중량부의 광중합개시제 IRGACURE 907(상품명, Ciba Geigy Corp. 제품)을 첨가하였다. 상기 용액을 교반하여 상기 광중합개시제를 용해시켰다. 이어서, 450중량부의 SiO2의 분산액 MEK-ST(상품명, Nissan Chemical Industries Ltd. 제품)를 상기 용액에 첨가하였다. 분산액 MEK-ST는 평균 입자직경이 10～20nm이고 30wt%의 고형분 밀도를 갖는 메틸에틸케톤 중의 분산액이다. 이어서, 상기 용액을 교반하여 다공성을 갖는 폴리프로필렌 필터(PPE-03)로 여과하였다. 상기 필터는 3㎛의 홀직경을 가졌다. 이와 같이 하여, 하드코트층(43)용 코팅액으로서 여과된 용액을 얻었다.
[이산화티탄 분산액 C의 제조]
이산화티탄 분산액을 위해, 300중량부의 극미세 입자인 이산화티탄(상품명: TTO-55B, Ishihara Sangyo Co.,Ltd.제품), 10중량부의 디메틸아미노 에틸아크릴레 이트(상품명:DMAEA, Kohjin Co.,Ltd.제품), 60중량부의 인산염기를 함유하는 양이온성 분산제(상품명:KAYARAD PM-21, Nippon Kayaku Co.,Ltd제품), 및 630중량부의 시클로헥사논을 혼합하였다. 이들을 샌드그라인더로 분산시켜 콜타르법(coal tar method)에 의한 방법에 따라 42nm의 평균 입자직경을 갖는 이산화티탄 분산액 C를 얻었다.
[이산화티탄 분산액 D의 제조]
이산화티탄 분산액을 위해, 250g의 극미세 입자인 이산화티탄(상품명: TTO-55B, Ishihara Sangyo Co.,Ltd. 제품), 도 11에 나타낸 가교성기를 함유하는 37.5g의 음이온성 폴리머, 2.5g의 양이온성 모노머(상품명: DMAEA, Kohjin Co.,Ltd.제품), 및 710g의 시클로헥사논을 혼합하였다. 이들을 밀(상품명: DYNO-Mill, WA Bachofen AG제품)에 의해 분산시켜 단위 중량당 65nm의 평균 직경을 갖는 이산화티탄 분산액 D를 얻었다.
[중반사율층용 코팅액의 제조]
750중량부의 시클로헥사논 및 190중량부의 메틸에틸케톤을 혼합하였다. 상기 혼합물에 1.1중량부의 광중합개시제 IRGACURE 907(상품명, Ciba Geigy Corp.제품) 및 0.4중량부의 감광제 KAYACURE DETX(상품명, Nippon Kayaku Co.,LTD.제품)를 용해시켰다. 또한, 31중량부의 이산화티탄 분산액C 및 21중량부 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트의 시판 혼합물 DPHA(상품명, Nippon Kayaku Co.,Ltd.제품)을 상기 혼합물에 첨가하였다. 이어서, 상기 혼합물을 실온에서 30분간 교반한 후, 다공성을 갖는 폴리프로필렌 필터(PPE-03)로 여과하였다. 상기 필터는 3㎛의 홀직경을 가졌다. 이와 같이 하여, 중반사율층(55)용 코팅액으로서 여과된 용액을 얻었다.
[고반사율층용 코팅액의 제조]
540중량부의 시클로헥사논 및 180중량부의 메틸에틸케톤을 혼합하였다. 상기 혼합물에 1.3중량부의 광중합개시제 IRGACURE 907(상품명, Ciba Geigy Corp.제품) 및 0.4중량부의 감광제 KAYACURE DETX(상품명, Nippon Kayaku Co.,LTD.제품)를 용해시켰다. 또한, 264중량부의 이산화티탄 분산액D 및 16중량부 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트의 시판 혼합물 DPHA(상품명, Nippon Kayaku Co.,Ltd.제품)를 상기 혼합물에 첨가하였다. 이어서, 상기 혼합물을 30분간 실온에서 교반한 후, 다공성을 갖는 폴리프로필렌 필터(PPE-03)로 여과하였다. 상기 필터는 3㎛의 홀직경을 가졌다. 이와 같이 하여, 고반사율층(50)용 코팅액으로서 여과된 용액을 얻었다.
[저반사율층용 코팅액 E의 제조]
도 12의 불소 함유 코폴리머 재료 PF1을 미리 제조한 후, 메틸이소부틸케톤에 용해시켜 도 12의 불소 함유 코폴리머 PF1을 18.4wt% 함유하는 코폴리머액을 얻었다. 또한, 1.7중량부의 광중합개시제 IRGACURE 907(상품명, Ciba Geigy Corp.제품) 및 1.7중량부의 반응성 실리콘 X-22-164(상품명, Shinetsu Chemical Co.,Ltd.제품)를 193중량부의 시클로헥사논 및 623중량부의 메틸에틸케톤에 첨가하였다. 이어서, 182중량부의 코폴리머 PF1을 갖는 코폴리머액을 상기 혼합물에 첨가하였다. 그후, 상기 용액을 교반하여 다공성을 갖는 폴리프로필렌 필터(PPE-03)로 여과하였다. 상기 필터는 3㎛의 홀직경을 가졌다. 이와 같이 하여, 저반사율층(44)용 코팅액E로서 여과된 용액을 얻었다.
이하, 도 12의 불소 함유 코폴리머 PF1의 사전 제조에 대해 설명한다. 40ml의 에틸아세테이트, 14.7g의 히드록시에틸비닐에테르(모노머), 및 0.55g의 디라우로일 퍼옥시드를 스테인레스제 교반기를 구비한 100ml 용량의 오토클레이브에서 혼합시켰다. 오토클레이브 중의 가스는 탈기에 의해 빼내고, 기체상 질소가 공급되어 채워졌다. 또한, 25g의 헥사플루오로프로필렌(HFP)을 오토클레이브에 공급하고, 상기 오토클레이브 중의 상기 성분의 온도를 65℃로 상승시켰다. 상기 온도가 65℃일 때, 상기 오토클레이브 중의 압력은 5.4×105Pa이었다. 이 온도를 계속 유지시켜 8시간 동안 화학반응을 행하였다. 상기 압력이 3.2×105Pa로 될 때, 상기 성분의 가열을 정지하고, 방치하여 자연 냉각으로 냉각시켰다. 내부 온도가 낮아져서 실온과 동등해지면, 반응하지 않은 잔류 모노머가 제거된다. 상기 반응 용액을 오토클레이브를 열어 꺼내었다.
폴리머의 반응 용액을 과잉의 헥산에 첨가하고, 그 용제를 디켄트(decantation)에 의해 제거하여 침전 폴리머를 얻었다. 이 폴리머를 소량의 에틸아세테이트에 용해시키고, 상기 폴리머의 침전을 2번 더 행하여 완전히 잔류 모노머를 모두 제거하였다. 이어서, 상기 폴리머를 건조시켰다. 그 중량은 28g이었다. 이어서, 20g의 상기 건조된 폴리머를 100ml의 N,N-디메틸아세트아미드에 용해시켰다. 이 용액을 빙냉시켰다. 상기 냉각 상태에 있어서, 염화아크릴산 11.4g을 상기 제조된 용액에 적하시키고, 상기 제조된 용액을 실온에서 10시간 동안 교반시켰다. 이어서, 상기 용액에 에틸아세테이트를 첨가하고, 물로 세정하였다. 농축시키기 전에 유기층을 추출하였다. 폴리머액을 얻은 후 헥산으로 재침전시켰다. 최종적으로, 19g의 불소 함유 코폴리머 PF1을 얻었다. 불소 함유 코폴리머 PF1은 31,000의 수평균분자량 및 1.421의 반사율을 가졌다.
[저반사율층용 코팅액 F의 제조]
도 13에서 나타낸 불소 함유 코폴리머 재료 PF2를 후술하는 방법으로 제조하였다. 불소 함유 코폴리머 PF2를 메틸이소부틸케톤 중에 18.4wt%의 비율로 용해시켜 코폴리머액을 얻고, 교반하였다. 또한, 3.4중량부의 광중합개시제 UVI16990(상품명, Union Carbide Corporation 제품) 및 3.4중량부의 반응성 실리콘 X-22-169AS(상품명, Shinetsu Chemical Co.,Ltd.제품)을 193중량부의 시클로헥사논 및 623중량부의 메틸에틸케톤에 첨가하였다. 도 13의 PF2를 갖는 182중량부의 코폴리머액을 이 혼합물에 첨가하였다. 그후, 코폴리머액을 교반하여 다공성을 갖는 폴리프로필렌 필터(PPE-03)로 여과하였다. 각각의 필터 구멍의 직경은 3㎛이었다. 이와 같이 하여, 저반사율층(44)용 코팅액 F로서 여과된 용액을 얻었다.
도 13의 불소 함유 코폴리머 PF2의 사전 제조에 대해 설명한다. 30ml의 에틸아세테이트, 11.5g의 글리시딜비닐에테르(모노머), 및 0.42g의 디라우로일 퍼옥시드를 스테인레스제 교반기를 구비한 100ml 용량의 오토클레이브에서 혼합시켰다. 오토클레이브 중의 가스는 탈기에 의해 빼내고, 기체상 질소가 공급되어 채워졌다. 또한, 21g의 헥사플루오로프로필렌(HFP)을 오토클레이브에 공급하고, 상기 오토클레이브 중의 상기 성분의 온도를 65℃로 상승시켰다. 상기 온도가 65℃일 때, 상기 오토클레이브 중의 압력은 6.2×105Pa이었다. 이 온도를 계속 유지시켜 8시간 동안 화학반응을 행하였다. 상기 압력이 3.6×105Pa로 될 때, 상기 성분의 가열을 정지하고, 방치하여 자연 냉각으로 냉각시켰다.
내부 온도가 낮아져서 실온과 동등해지면, 반응하지 않은 잔류 모노머가 제거된다. 상기 반응 용액을 오토클레이브를 열어 꺼내었다. 폴리머액을 과잉의 헥산에 첨가하고, 그 용제를 디켄트에 의해 제거하여 침전 폴리머를 얻었다. 이 폴리머를 소량의 에틸아세테이트에 용해시키고, 상기 폴리머의 침전을 2번 더 행하여 완전히 잔류 모노머를 모두 제거하였다. 상기 폴리머를 건조시켜 21g의 불소 함유 코폴리머 PF2를 얻었다. 상기 불소 함유 코폴리머 PF2는 28,000의 수평균분자량 및 1.424의 반사율을 가졌다.
[엠보싱롤러(22A)의 제조]
열경화된 후의 S45C 강철의 롤코어는 20cm의 직경 및 12cm의 폭을 가졌고, 방전가공을 실시하여 0.3㎛의 산술평균조도(Ra) 및 25㎛의 평균 요철패턴주기(Rsm)를 갖는 엠보싱롤러(22A)를 얻었다. 케로센액을 준비하여, 1.5㎛의 평균 입자직경을 갖는 3g/l의 흑연 입자를 첨가하였다. 형조 방전가공(EDM) 장치 EA8(상품명, Mitsubishi Electric Corporation 제품)을 사용하였다. 상기 롤코어를 케로센액 중에서 0.5mm의 두께를 갖는 구리 전극으로 음극 상태의 콘덴서에 의해 350V전압에서 방전가공을 실시하였다. 상기 엠보싱롤러(22A)의 표면은 300Hv의 비커스 경도를 가 졌다.
[엠보싱롤러(22B)의 제조]
열경화된 후의 S45C 강철의 롤코어는 20cm의 직경 및 12cm의 폭을 가졌고, 도금을 실시하여 50㎛의 두께로 롤코어 상에 경질의 크롬 도금층을 형성하였다. 이어서, 상기 롤코어를 상기 엠보싱롤러(22A)와 동일한 방전가공을 실시하였다. 0.6㎛의 산술평균조도(Ra), 13㎛의 평균 요철패턴주기(Rsm) 및 900Hv의 표면 경도를 갖는 엠보싱롤러(22B)를 얻었다.
[엠보싱롤러(22C)의 제조]
열경화된 후의 S45C 강철의 롤코어는 20cm의 직경 및 12cm의 폭을 가졌고, 카니겐(Kanigen) 도금(상품명, Japan Kanigen Co.,Ltd에 의해 제안된 도금 시스템)에 따라 도금을 실시하여 30㎛의 두께로 롤코어 상에 도금층을 형성하였다. 케로센액을 준비하여, 1.5㎛의 평균 입자직경을 갖는 3g/l의 흑연 입자를 첨가하였다. 상기 롤코어를 케로센액 중에서 2mm의 두께를 갖는 황동 전극으로 음극 상태의 콘덴서에 의해 350V전압에서 방전가공을 실시하였다. 그리하여, 0.4㎛의 산술평균조도(Ra), 20㎛의 평균 요철패턴주기(Rsm) 및 500Hv의 표면경도를 갖는 엠보싱롤러(22C)를 얻었다.
[엠보싱롤러(22D)의 제조]
열경화된 후의 S45C 강철의 롤코어는 20cm의 직경 및 12cm의 폭을 가졌고, 카니겐 도금(상품명, Japan Kanigen Co.,Ltd에 의해 제안된 도금 시스템)에 따라 도금을 실시하였다. 상기 롤코어를 400℃에서 열처리하기 전에 30㎛의 두께로 상기 롤코어 상에 도금층을 형성하였다. 케로센액을 준비하여, 1.5㎛의 평균 입자직경을 갖는 3g/l의 흑연 입자를 첨가하였다. 상기 롤코어를 케로센액 중에서 2mm의 두께를 갖는 황동 전극으로 음극 상태의 콘덴서에 의해 350V전압에서 방전가공을 실시하였다. 그리하여, 0.4㎛의 산술평균조도(Ra), 18㎛의 평균 요철패턴주기(Rsm), 및 900Hv의 표면경도를 갖는 엠보싱롤러(22D)를 얻었다.
[엠보싱롤러(22E)의 제조]
열경화된 후의 S45C 강철의 롤코어는 20cm의 직경 및 12cm의 폭을 가졌고, 카니보론(Kaniboron) 도금(상품명, Japan Kanigen Co.,Ltd에 의해 제안된 도금 시스템)에 따라 도금을 실시하였다. 상기 롤코어를 400℃에서 열처리하기 전에 30㎛의 두께로 상기 롤코어 상에 도금층을 형성하였다. 케로센액을 준비하여, 1.5㎛의 평균 입자직경을 갖는 3g/l의 흑연 입자를 첨가하였다. 상기 롤코어를 케로센액 중에서 2mm의 두께를 갖는 황동 전극으로 음극 상태의 콘덴서에 의해 350V전압에서 방전가공을 실시하였다. 그리하여, 0.5㎛의 산술평균조도(Ra), 15㎛의 평균 요철패턴주기(Rsm), 및 950Hv의 표면경도를 갖는 엠보싱롤러(22E)를 얻었다.
[엠보싱롤러(22F)의 제조]
열경화된 후의 S45C 강철의 롤코어는 20cm의 직경 및 12cm의 폭을 가졌고, 도금을 실시하여 50㎛의 두께를 갖는 경질의 크롬 도금층을 형성하였다. 방전가공의 조건은 황동 전극을 사용하고, 전원의 주기적인 스위칭에 의해 2μsec의 주파수의 펄스에 의해 방전이 이루어지는 것을 제외하고는, 기본적으로 엠보싱롤러 (22B)와 동일하였다. 그리하여, 0.3㎛의 산술평균조도(Ra), 35㎛의 평균 요철패턴주기(Rsm) 및 900Hv의 표면경도를 갖는 엠보싱롤러(22F)를 얻었다.
[엠보싱롤러(22G)의 제조]
열경화된 후의 S45C 강철의 롤코어는 20cm의 직경 및 12cm의 폭을 가졌고, 도금을 실시하여 50㎛의 두께를 갖는 경질의 크롬 도금층을 형성하였다. 방전가공의 조건은 황동 전극을 사용하고, 양극 상태로 방전이 이루어지는 것을 제외하고는, 기본적으로 엠보싱롤러(22B)와 동일하였다. 그리하여, 0.8㎛의 산술평균조도(Ra), 42㎛의 평균 요철패턴주기(Rsm) 및 900Hv의 표면경도를 갖는 엠보싱롤러(22G)를 얻었다.
[엠보싱롤러(22H)의 제조]
열경화된 후의 S45C 강철의 롤코어는 20cm의 직경 및 12cm의 폭을 가졌고, 도금을 실시하여 50㎛의 두께를 갖는 경질의 크롬 도금층을 형성하였다. 방전가공의 조건은 황동 전극을 사용하고, 흑연 입자를 첨가하지 않는 것을 제외하고는, 기본적으로 엠보싱롤러(22B)와 동일하였다. 그리하여, 0.4㎛의 산술평균조도(Ra), 23㎛의 평균 요철패턴주기(Rsm) 및 900Hv의 표면경도를 갖는 엠보싱롤러(22H)를 얻었다.
[엠보싱롤러(22I)의 제조]
열경화된 후의 S45C 강철의 롤코어는 20cm의 직경 및 12cm의 폭을 가졌고, 도금을 실시하여 50㎛의 두께를 갖는 경질의 크롬 도금층을 형성하였다. 방전가공의 조건은 황동 전극을 사용하고, 흑연 입자 대신에 7㎛의 평균 입자직경을 갖는 규소 입자를 첨가하는 것을 제외하고는, 기본적으로 엠보싱롤러(22B)와 동일하였 다. 그리하여, 0.6㎛의 산술평균조도(Ra), 15㎛의 평균 요철패턴주기(Rsm) 및 900Hv의 표면경도를 갖는 엠보싱롤러(22I)를 얻었다.
[엠보싱롤러(22J)의 제조]
열경화된 후의 S45C 강철의 롤코어는 20cm의 직경 및 12cm의 폭을 가지고 있었고, 도금을 실시하여 50㎛의 두께를 갖는 경질의 크롬 도금층을 형성하였다. 방전가공의 조건은 황동 전극을 사용하고, 전압을 70V로 낮추는 것을 제외하고는, 기본적으로 엠보싱롤러(22B)와 동일하였다. 그리하여, 0.1㎛의 산술평균조도(Ra), 12㎛의 평균 요철패턴주기(Rsm) 및 900Hv의 표면경도를 갖는 엠보싱롤러(22J)를 얻었다.
[실시예 1-1]
트리아세틸 셀룰로오스 필름 TAC-TD80U(상품명, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)는 80㎛의 두께를 가지고 있었다. 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 일면을 엠보싱롤러(22H)를 포함하는 일면 엠보싱 캘린더 장치(13)(Yuri Roll Co., Ltd 제품)에 의해 엠보싱하여, 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 1을 얻었다. 엠보서 가공을 하지 않은 백업롤러(23)를 엠보싱롤러(22H)와 결합시켰다. 선형 접촉압력은 5.00 ×103N/cm이었다. 예열 온도는 실온이었다. 엠보싱롤러(22)의 온도는 120℃이었다. 백업롤러(23)의 온도는 실온이었다. 반송속도는 1m/min이었다. 엠보싱롤러(22H)는 정확하게 상술한 바와 같았다.
[실시예 1-2]
폴리카보네이트 필름(상품명 PURE ACE, Teijin Co., Ltd. 제품)을 100 ㎛의 두께로 제조하였다. 폴리카보네이트 필름의 일면을 실시예 1-1과 동일한 방식으로 엠보싱하여 필름 샘플 2를 얻었다.
[실시예 1-3]
엠보싱롤러(22H) 대신에 엠보싱롤러(22F)를 사용한 점 이외에는 실시예 1-2와 동일한 방식으로 제조하여, 필름 샘플 3을 얻었다.
[실시예 1-4]
트리아세틸 셀룰로오스 필름 TAC-TD80U(상품명, Fuji Phto Co., Ltd 제품)는 80㎛ 두께를 가지며, 그라비아 코터에 의해 하드코트층(43)용 상기 코팅액을 도포하고, 100℃에서 2분간 건조하였다. 그후, 상기 코팅액에 자외선을 가하여 경화시켜, 반사율 1.51 및 두께 7 ㎛을 가진 하드코트층(43)을 형성하였다.
하드코트층(43)에 그라비아 코터를 사용하여 중반사율층용 용액을 도포하여 코팅을 형성하고, 100℃에서 건조하고, 자외선을 가하여 경화시켰다. 반사율 1.63 및 두께 67mm를 가진 중반사율층(55)을 제조하였다.
중반사율층(55)에 그라비아 코터를 사용하여 고반사율층용 용액을 도포하여 코팅을 형성하고, 100℃에서 건조하고, 자외선을 가하여 경화시켰다. 반사율 1.90 및 두께 107mm를 가진 고반사율층(50)을 제조하였다.
고반사율층(50)에 그라비아 코터를 사용하여 저반사율층용 용액 E를 도포하여 코팅을 형성하고, 120℃에서 8분간 건조한 후, 자외선을 가하여 경화시켰다. 반사율 1.43 및 두께 86nm를 가진 저반사율층(44)을 제조하여, 반사방지필름(11a)을 얻었다.
반사방지필름(11a)의 코팅면을 엠보싱롤러(22H)를 포함하는 일면 엠보싱 캘린더장치(13)(Yuri Roll Co., Ltd. 제품)에 의해 엠보싱하여, 방현성 반사방지필름(11b)의 샘플 4를 얻었다. 엠보서 가공을 하지 않은 백업롤러(23)를 엠보싱롤러(22H)와 결합시켰다. 선형 접촉압력은 5.00 ×103N/cm이었다. 예열 온도는 90℃이었다. 엠보싱롤러(22)의 온도는 160℃이었다. 백업롤러(23)의 온도는 실온이었다. 반송속도는 1m/min이었다.
[실시예 1-5]
엠보싱롤러(22H) 대신에 엠보싱롤러(22A)를 사용한 점 이외에는 실시예 1-4와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 5를 제조하였다.
[실시예 1-6]
엠보싱롤러(22H) 대신에 엠보싱롤러(22B)를 사용한 점 이외에는 실시예 1-4와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 6을 제조하였다.
[실시예 1-7]
엠보싱롤러(22H) 대신에 엠보싱롤러(22C)를 사용한 점 이외에는 실시예 1-4와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 7을 제조하였다.
[실시예 1-8]
엠보싱롤러(22H) 대신에 엠보싱롤러(22D)를 사용한 점 이외에는 실시예 1-4와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 8을 제조하였다.
[실시예 1-9]
엠보싱롤러(22H) 대신에 엠보싱롤러(22E)를 사용한 점 이외에는 실시예 1-4와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 9를 제조하였다.
[실시예 1-10]
엠보싱롤러(22H) 대신에 엠보싱롤러(22I)를 사용한 점 이외에는 실시예 1-4와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 10을 제조하였다.
[실시예 1-11]
엠보싱롤러(22H) 대신에 엠보싱롤러(22G)를 사용한 점 이외에는 실시예 1-4와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 11을 제조하였다.
[실시예 1-12]
엠보싱롤러(22H) 대신에 엠보싱롤러(22J)를 사용한 점 이외에는 실시예 1-4와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 12를 제조하였다.
실시예 1-1～1-12에 따른 필름 샘플을 하기 항목에 대해 평가하였다.
(1) 평균 반사율(%)
분광 광도계 V-550(상품명, JASCO사 제품)에 어댑터 ARV-474(상품명)를 설치하여, 5°의 입사각에서 380～780nm 범위의 파장의 입사광에 따라서 -5°의 출사각에서 정반사율을 측정하였다. 그후, 460～650nm 범위의 반사광의 정반사율의 평균을 구하여 반사방지 특성을 평가하였다.
(2) 산술평균조도(Ra)
Ryoka Systme사에서 제조된 마이크로맵 장치(micromap device)를 사용하여 필름의 엠보싱면의 조도를 측정하였다.
(3) 연필 경도
스크래치에 대한 저항력의 등급을 표현하기 위해 연필 경도를 이용하였다. 연필 경도의 평가는 JIS-K-5400에 따라 수행하였다. 샘플 1-12의 방현성 반사방지필름(11b)을 온도 25℃ 및 습도 60%RH로 조절된 환경하에 2시간 동안 두었다. 그후, 방현성 반사방지필름(11b)의 필름표면을 JIS-S-6006으로 정해진 H～5H 시험 연필로 긁었다. 그리하여, 500g의 힘이 시험 연필에 대해 5번 가해졌다. 연필 경도의 평가를 위해, OK 및 NG의 2가지 등급을 사용하였다. 5개의 경도값을 비교하여, OK값 중 가장 큰 것의 경도값을 평가된 연필 경도로서 정하였다.
OK : 양호, 5번의 시험후 필름표면 상에 스크래치가 남아 있지 않거나 하나의 스크래치만이 남아 있음.
NG : 열악, 5번의 시험후 필름표면 상에 3개 이상의 스크래치가 남아 있음.
(4) 강모 마찰에 대한 저항력
샘플 1～12의 각각에 대해 #0000유형의 강모를 배치하였다. 10번 앞뒤로 이동시켜 강모에 1.96N/㎠의 부하를 가하였다. 그후, 스크래치의 발생을 관찰하여, 하기 4가지 등급에 따라서 평가하였다.
A : 스크래치의 결핍
B : 미세한 스크래치만이 존재
C : 명백히 눈에 보이는 스크래치가 존재
D : 다수의 명백히 눈에 보이는 스크래치가 존재
(5) 눈부심 발생(dazzling appearance)
필름 샘플 1～12를 133ppi(pixel per inch)의 셀 상에 1mm 간격으로 배치하였다. 눈부심 발생, 즉, 필름 표면의 돌출부에 의해 야기되는 밝기의 벗어남을 하기 등급에 따라서 사람의 육안으로 평가하였다.
A : 눈부심 발생의 결핍
B : 약한 눈부심만이 발생
C : 눈에 보이는 눈부심 발생
D : 명백히 눈에 보이는 눈부심 발생
(6) 방현성의 평가
갓, 반사경 또는 루버(louver)가 없는 8,000cd/m2의 형광등의 화상을 샘플 1～12의 각 표면 상에 비추었다. 샘플 1～12 상에 반사된 형광등의 화상의 흐림 정도를 사람의 육안으로 평가하였다.
O : 형광등이 상당히 흐린 상태, 방현성을 가짐
X : 형광등이 매우 선명한 상태 또는 흐리지 않은 상태, 방현성이 상당히 부족함
(7) 필름 표면의 표면특성
엠보싱된 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 표면의 표면특성을 정성 방식으로 평가하였다. 2개의 편광필름을 10 ×10cm 사각형의 유리판의 각각의 두 표면에 부착하여, 직교 니콜 편광자(cross Nicol polarizer)의 방식으로 배열하였다. 또한, 샘플 1～12의 각각을 엠보싱면이 위쪽을 향하도록 2개의 편광필름 중 하나에 부착하였다. 100W의 백색 전구로부터 2m의 거리에서 엠보싱면을 관찰하였다. 관찰한 면을 하기의 5개의 등급에 따라서 평가하였다.
등급 5 : 반사광의 강도가 눈에 보이게 벗어나서, 입상 표면특성을 부여함.
등급 1 : 반사광의 강도가 눈에 보이게 조정되어 있어, 광택이 나는 표면특성 또는 부드러운 표면특성을 부여함.
등급 1 및 5를 2개의 극단적인 등급으로 미리 정하고, 그것을 참조하여 등급 2～4를 상대적으로 평가하였다.
실시예 평균 반사율(%) 조도 Ra(㎛) 연필 경도
1-1 1.82 0.049 H
1-2 2.19 0.041 H
1-3 2.18 0.038 H
1-4 0.29 0.024 3H
1-5 0.29 0.018 3H
1-6 0.49 0.021 3H
1-7 0.28 0.019 3H
1-8 0.28 0.016 3H
1-9 0.29 0.023 3H
1-10 0.29 0.022 3H
1-11 0.29 0.023 3H
1-12 0.28 0.008 3H
실시예 강모 마찰에 대한 저항력 눈부심 발생 방현성 표면특성의 등급
1-1 D B O 1
1-2 C B O 1
1-3 C D O 4
1-4 B B O 1
1-5 B B O 3
1-6 B B O 2
1-7 B B O 3
1-8 B B O 2
1-9 B B O 1
1-10 B B O 1
1-11 B D O 5
1-12 B B X 5

샘플 1, 2 및 4～10에 있어서, 본 발명에 따라서 제조된 엠보싱롤러에 의해 엠보싱됨에 따라 산술평균조도는 충분히 높았다. 눈부심 발생을 방지함으로써 높은 방현성이 얻어졌다. 그러나, 샘플 3, 11 및 12는 충분한 방현성을 가지지 않으므로, 고선명도의 표시기술을 위한 광학필름에 부적당하였다. 화상표시장치의 표면특성에 관해서는, 광택이 나거나 부드러운 특성을 갖는 등급 1 및 엠보서 제조용 표면 재료를 변경함으로써 적당한 입자성을 갖는 등급 3을 포함하는 등급내에서 여러가지 유형이 얻어질 수 있었다. 결론적으로, 제품의 상업적인 가치가 영상 화면, 예컨대, TV 세트의 표면특성에 의존함에 따라, 본 발명은 표시장치의 각종 변형의 제조시에 일반적으로 유효하였다.
[실시예 2-1]
트리아세틸 셀룰로오스 필름(셀룰로오스 트리아세테이트 필름) TAC-TD80U(상품명, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)를 80㎛ 두께로 제조하고, 그라비아 코터에 의해 상기 프라이머층을 형성하는 코팅액 A를 도포하였다. 그 용액을 100℃에서 2분간 건조하였다. 그후, 그 코팅을 자외선을 가하여 경화시켜 프라이머층(42)을 얻었다. 프라이머층(42)은 두께 7㎛ 및 반사율 1.51을 가지고 있었다.
프라이머층(42)에 그라비아 코터에 의해 하드코트층용 코팅액을 도포하고, 100℃에서 2분간 건조하였다. 그후, 그 코팅을 자외선을 가하여 경화시켜 하드코트층(43)을 형성하였다. 이것은 두께 7㎛ 및 반사율 1.51을 가지고 있었다.
하드코트층(43)에 그라비아 코터에 의해 중반사율층을 형성하기 위한 상기 코팅액을 도포하였다. 그 용액을 100℃에서 건조하고, 자외선을 가하여 경화시켜 중반사율층(55)을 얻었다. 중반사율층(55)은 두께 67nm 및 반사율 1.63을 가지고 있었다.
중반사율층(55)에 그라비아 코터에 의해 고반사율층을 형성하기 위한 상기 코팅액을 도포하였다. 그 용액을 100℃에서 건조하고, 자외선을 가하여 경화시켜 고반사율층(50)을 얻었다. 고반사율층(50)은 두께 107nm 및 반사율 1.90을 가지고 있었다.
고반사율층(50)에 그라비아 코터를 사용하여 저반사율용 용액 F를 도포하여 코팅을 형성하고, 120℃에서 8분간 건조하고, 자외선을 가하여 경화시켜 저반사율층(44)을 형성하였다. 그리하여, 반사방지필름(11a)을 제조하였다. 저반사율층(44)은 두께 86nm 및 반사율 1.43을 가지고 있었다.
반사방지필름의 코팅면을 엠보싱롤러(22A)를 포함하는 일면 엠보싱 캘린더장치(13)(Yuri Roll Co., Ltd. 제품)에 의해 엠보싱하여, 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 13을 얻었다. 엠보서 가공을 하지 않은 백업롤러(23)를 엠보싱롤러(22A)와 결합시켰다. 선형 접촉압력은 5.00 ×103N/cm이었다. 예열 온도는 70℃이었다. 엠보싱롤러(22A)의 온도는 140℃이었다. 백업롤러(23)의 온도는 실온이었다. 반송속도는 5m/min이었다.
[실시예 2-2]
엠보싱롤러(22A) 대신에 엠보싱롤러(22B)를 사용한 점 이외에는 실시예 2-1과 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 14를 제조하였다.
[실시예 2-3]
엠보싱롤러(22A) 대신에 엠보싱롤러(22F)를 사용한 점 이외에는 실시예 2-1과 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 15를 제조하였다.
[실시예 2-4]
엠보싱롤러(22A) 대신에 엠보싱롤러(22J)를 사용한 점 이외에는 실시예 2-1과 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 16을 제조하였다.
[실시예 2-5]
트리아세틸 셀룰로오스 필름(셀룰로오스 트리아세테이트 필름) TAC-TD80U(상품명, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)를 80㎛ 두께로 제조하고, 그라비아 코터에 의해 상기 프라이머층 형성용 코팅액 B를 도포하였다. 그 용액을 100℃에서 2분간 건조하였다. 그후, 그 코팅을 자외선을 가하여 경화시켜 프라이머층(42)을 얻었다. 프라이머층(42)은 반사율 1.51 및 두께 7㎛을 가지고 있었다.
프라이머층(42)에 그라비아 코터를 사용하여 상기 하드코트층용 용액을 도포하여 코팅을 형성하고, 100℃에서 2분간 건조하였다. 그후, 그 코팅을 자외선을 가하여 경화시켜 하드코트층(43)을 형성하였다. 하드코트층(43)은 반사율 1.51 및 두께 7㎛을 가지고 있었다.
하드코트층(43)에 그라비아 코터를 사용하여 상기 중반사율층용 용액을 도포하여 코팅을 형성하고, 100℃에서 건조하고, 자외선을 가하여 경화시켜 중반사율층(55)을 얻었다. 중반사율층(55)은 반사율 1.63 및 두께 67nm을 가지고 있었다.
중반사율층(55)에 그라비아 코터를 사용하여 상기 고반사율층용 용액을 도포하여 코팅을 형성하고, 100℃에서 건조하고, 자외선을 가하여 경화시켜 고반사율층(50)을 얻었다. 고반사율층(50)은 반사율 1.90 및 두께 107nm을 가지고 있었다.
고반사율층(50)에 그라비아 코터를 사용하여 상기 저반사율층용 용액 F를 도포하여 코팅을 형성하고, 120℃에서 8분간 건조하고, 자외선을 가하여 경화시켜 저반사율층(44)을 형성하였다. 그후, 반사방지필름(11a)을 얻었다. 저반사율층(44)은 반사율 1.43 및 두께 86nm를 가지고 있었다.
반사방지필름의 코팅면을 엠보싱롤러(22C)를 포함하는 일면 엠보싱 캘린더장치(13)(Yuri Roll Co., Ltd. 제품)에 의해 엠보싱하여, 방현성 반사방지필름(11b)의 샘플 17을 얻었다. 엠보서 가공을 하지 않은 백업롤러(23)를 엠보싱롤러(22C)와 결합시켰다. 선형 접촉압력은 5.00 ×103N/cm이었다. 예열 온도는 60℃이었다. 엠보싱롤러(22C)의 온도는 140℃이었다. 백업롤러(23)의 온도는 실온이었다. 반송속도는 3m/min이었다.
[실시예 2-6]
엠보싱롤러(22C) 대신에 엠보싱롤러(22E)를 사용한 점 이외에는 실시예 2-5와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 18을 제조하였다.
[실시예 2-7]
엠보싱롤러(22C) 대신에 엠보싱롤러(22H)를 사용한 점 이외에는 실시예 2-5와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 19를 제조하였다.
[실시예 2-8]
엠보싱롤러(22C) 대신에 엠보싱롤러(22G)를 사용한 점 이외에는 실시예 2-5와 기본적으로 동일하였다. 방현성 반사방지필름(11b)의 필름 샘플 20을 제조하였다.
실시예 2-1～2-8에 따라서 제조된 샘플을 실시예 1-1～1-12과 동일한 항목 및 방법으로 평가하였다. 평가 결과를 하기 표에 나타낸다. 등급에 대한 기호는 상기 표에서와 동일하다.
실시예 평균 반사율(%) 조도 Ra(㎛) 연필 경도
2-1 0.29 0.018 3H
2-2 0.29 0.029 3H
2-3 0.29 0.024 3H
2-4 0.29 0.011 3H
2-5 0.28 0.032 2H
2-6 0.28 0.028 2H
2-7 0.29 0.034 2H
2-8 0.28 0.048 2H
실시예 강모 마찰에 대한 저항력 눈부심 발생 방현성 표면특성의 등급
2-1 B B O 3
2-2 B B O 2
2-3 B D O 4
2-4 B B O와 X 사이 5
2-5 B B O 3
2-6 B B O 1
2-7 B B O 1
2-8 B D O 5
산술평균조도는 본 발명에 따라서 제조된 엠보싱롤러, 및 필름 지지체 상에 프라이머층, 하드코트층 및 반사방지층을 포함하는 층 구조에 의해 엠보싱된 샘플 13, 14 및 17～19에 대해서는 충분히 높았다. 높은 방현성이 얻어졌고, 눈부심 발생이 방지되었다. 그러나, 본 발명의 방전가공과 다르게 제조된 엠보서를 사용하여 얻어진 샘플 15, 16 및 20은 충분한 방현성을 갖지 않아서 고선명도의 표시기술에 있어서의 광학필름으로서 부적당하였다. 화상표시장치의 표면특성에 관해서는, 광택이 나거나 부드러운 특성을 갖는 등급 1 및 엠보서 제조용 표면 재료를 변경함으로써 적당한 입자성을 갖는 등급 3을 포함하는 등급내에서 여러가지 유형이 얻어질 수 있었다. 결론적으로, 제품의 상업적인 가치가 영상 화면, 예컨대, TV 세트의 표면특성에 의존함에 따라, 본 발명은 표시장치의 각종 변형의 제조시에 일반적으로 유효하였다. 또한, 샘플 13～20은 고속 엠보싱후 얻어진 엠보싱롤러에 의해서도 알맞은 방현성을 제공할 수 있었다.
[실시예 3]
실시예 1-7에 따라서 제조된 샘플 7을 55℃에서 2.0N NaOH 수용액에 침지하였다. 트리아세틸 셀룰로오스로 형성된 샘플의 이면을 비누화하였다. 트리아세틸 셀룰로오스 필름 TAC-TD80U(상품명, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)를 80㎛ 두께로 하여, 동일한 조건하에서 비누화하였다. 폴리비닐알콜에 요오드를 흡착하고, 폴리비닐알콜을 신축시키는 공정에 의해 편광자를 제조하였다. 그후, 보호필름으로서, 편광자의 각 대항면에 반사방지필름 및 트리아세틸 셀룰로오스 필름을 부착하여, 시험 편광판을 얻었다. 이 편광판을 LCD 표시장치와 결합시켰다. LCD 표시장치는 투과형 TN 액정표시장치를 포함하는 노트북 퍼스널컴퓨터용이며, 표시장치 표면상의 편광판을 원래 가지고 있었다. LCD 표시장치 상에 원래 편광판 대신에 시험 편광판을 부착하였다. (LCD 표시장치는 백라이트와 액정 셀 사이에 배치된, 편광선 택층을 갖는 Sumitomo 3M사 제품인 편광분리필름 D-BEF(상품명)를 포함하였다) 이때, 반사방지필름은 표시장치 표면의 시야측 상에 위치하였다. LCD 표시장치의 시험 결과, 배경 물체의 거울반사 또는 표시패널 상의 화면은 거의 관찰되지 않았다. 표시 품질은 매우 높았다.
[실시예 4]
2개의 차이점 이외에는 조건을 실시예 3과 기본적으로 동일하게 하여 편광판을 제조하였다. 2개의 차이점 중 첫번째 차이점은 비누화를 위해, 방현성 반사방지필름(11b)의 이면에 #3 바(bar)에 의해 물/이소프로판올 중의 1.0N KOH 용액을 도포한다는 것이다. 두번째 차이점은 그 코팅을 물로 세정하기 전에, 40℃에서 10초간 표면 온도를 유지시키고, 건조한다는 것이다. 그리하여, 편광판을 얻었다. 그 용액은 이소프로판올에 대한 물의 75/25의 wt% 비율로 물과 이소프로판올을 포함하였다. 실시예 3과 동일한 방식으로, 편광판을 사용하여 화상표시장치를 얻었다. 그 결과, 표시 해상력 및 품질은 실시예 3과 유사하게 매우 높았다.
[실시예 5]
2개의 차이점 이외에는 실시예 3과 기본적으로 동일하였다. 2개의 차이점 중 첫번째 차이점은 투과형 TN 액정 셀의 시야측 상의 편광필터의 액정 셀 측상에 실시예 3에 따른 보호필름 대신에 광시야 필름(wide view film)을 사용한다는 점이다. 2개의 차이점 중 두번째 차이점은 투과형 TN 액정 셀의 백라이트측상의 편광필터의 액정 셀 측상에 실시예 3에 따른 보호필름 대신에 광시야 필름을 사용한 점이다. 두개의 광시야 필름은 Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품인 상품명 Wide View Film SA-12B이었다. 이것은 단위 구성 디스코틱 구조(unit constructing discotic structure)의 디스크형상 표면이 투명 지지체의 표면으로 경사져 있고, 단위 구성 디스코틱 구조의 각 표면과 투명 지지체 사이에서 정의된 각이 광학 이방성의 층의 두께방향으로 변화되는 광학 보상층을 포함하는 광시야 필름이다. 이 실시예에서의 LCD 표시장치에 있어서, 밝은 실내에서 콘트라스트가 우수하고, 모든 방향에서의 시각이 상당히 넓고, 화상을 매우 용이하게 지각할 수 있었다. 따라서, 표시 품질이 높았다.
[실시예 6]
실시예 1-7에 따른 필름 샘플 7의 방현성 반사방지필름(11b)을 유기 전기발광(EL) 표시장치의 앞의 유리 패널에 압력감지 접착제에 의해 부착하였다. 그 결과, 표시장치에 있어서 유리표면 상의 반사가 방지되어, 화상의 용이한 인식에 있어서의 고성능을 가지는 것을 관찰하였다.
[실시예 7]
반사방지필름이 형성된 표면과는 반대측의 실시예 3의 필름 삽입된 편광판의 표면에 λ/4 판을 부착하였다. 그 결합체를 유기 전기발광(EL) 표시장치의 앞의 유리 패널에 부착하였다. 그 결과, 표시장치에 있어서 유리패널의 외부 및 내부의 반사가 방지되어, 화상의 용이한 인식에 있어서의 고성능을 가지는 것을 관찰하였다.
[실시예 8]
실시예 2-2에 따라서 제조된 샘플 14를 55℃에서 2.0N NaOH 수용액에 침지하였다. 트리아세틸 셀룰로오스로 형성된 샘플의 이면을 비누화하였다. 트리아세틸 셀룰로오스 필름 TAC-TD80U(상품명, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)를 80㎛ 두께로 하여, 동일한 조건하에서 비누화하였다. 폴리비닐알콜에 요오드를 흡착하고, 폴리비닐알콜을 신축시키는 공정에 의해 편광자를 제조하였다. 그후, 보호필름으로서, 편광자의 각 대항면에 반사방지필름 및 트리아세틸 셀룰로오스필름을 부착하여, 시험 편광판을 얻었다. 이 편광판을 LCD 표시장치와 결합시켰다. LCD 표시장치는 투과형 TN 액정표시장치를 포함하는 노트북 퍼스널컴퓨터용이며, 표시장치 표면상의 편광판을 원래 가지고 있었다. LCD 표시장치 상에 원래 편광판 대신에 시험 편광판을 부착하였다. (LCD 표시장치는 백라이트와 액정 셀 사이에 배치된, 편광선택층을 갖는 Sumitomo 3M사 제품인 편광분리필름 D-BEF(상품명)를 포함하였다) 이때, 반사방지필름은 표시장치 표면의 시야측 상에 위치하였다. LCD 표시장치의 시험 결과, 배경 물체의 거울반사 또는 표시패널 상의 화면은 거의 관찰되지 않았다. 표시 품질은 매우 높았다.
[실시예 9]
2개의 차이점 이외에는 조건을 실시예 8과 기본적으로 동일하게 하여 편광판을 제조하였다. 2개의 차이점 중 첫번째 차이점은 비누화를 위해, 방현성 반사방지필름(11b)의 이면에 #3 바(bar)에 의해 물/이소프로판올 중의 1.0N KOH 용액을 도포한다는 것이다. 두번째 차이점은 그 코팅을 물로 세정하기 전에, 40℃에서 10초간 표면 온도를 유지시키고, 건조함으로써 편광판을 얻는다는 것이다. 그 용액은 이소프로판올에 대한 물의 75/25의 wt% 비율로 물과 이소프로판올을 포함하였다. 실시예 8과 동일한 방식으로, 편광판을 사용하여 화상표시장치를 얻었다. 그 결과, 표시 해상력 및 품질은 실시예 8과 유사하게 매우 높았다.
[실시예 10]
2개의 차이점 이외에는 실시예 3과 기본적으로 동일하였다. 2개의 차이점 중 첫번째 차이점은 투과형 TN 액정 셀의 시야측상의 편광필터의 액정 셀 측상에 실시예 8에 따른 보호필름 대신에 광시야 필름을 사용한다는 점이다. 2개의 차이점 중 두번째 차이점은 투과형 TN 액정 셀의 백라이트측상의 편광필터의 액정 셀 측상에 실시예 8에 따른 보호필름 대신에 광시야 필름을 사용한 점이다. 두개의 광시야 필름은 Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품인 상품명 Wide View Film SA-12B이었다. 이것은 단위 구성 디스코틱 구조의 디스크형상 표면이 투명 지지체의 표면으로 경사져 있고, 단위 구성 디스코틱 구조의 각 표면과 투명 지지체 사이에서 정의된 각이 광학 이방성의 층의 두께방향으로 변화되는 광학 보상층을 포함하는 광시야 필름이다. 이 실시예에서의 LCD 표시장치에 있어서, 밝은 실내에서 콘트라스트가 우수하고, 모든 방향에서의 시각이 상당히 넓고, 화상을 매우 용이하게 지각할 수 있었다. 따라서, 표시 품질이 높았다.
[실시예 11]
실시예 2-5에 따른 필름 샘플 17의 방현성 반사방지필름(11b)을 유기 전기발광(EL) 표시장치의 앞의 유리 패널에 압력감지 접착제에 의해 부착하였다. 그 결과, 표시장치에 있어서 유리표면 상의 반사가 방지되어, 화상의 용이한 인식에 있어서의 고성능을 가지는 것을 관찰하였다.
[실시예 12]
반사방지필름을 갖는 표면에 대항하는 실시예 8의 필름 삽입된 편광판의 표면에 λ/4 판을 부착하였다. 그 결합체를 유기 전기발광(EL) 표시장치의 앞의 유리 패널에 부착하였다. 그 결과, 표시장치에 있어서 유리패널의 외부 및 내부의 반사가 방지되어, 화상의 용이한 인식에 있어서의 고성능을 가지는 것을 관찰하였다.
본 발명에 의하면 방현필름 및 효율이 높고 또 용이성이 우수한 그 제조방법, 및 반사방지필름, 편광판 및 화상표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 그 바람직한 실시예에 의해 충분히 설명되어 있지만, 당업자에 의해 각종 변형 및 수정이 가해질 수 있다. 그러므로, 이러한 변형 및 수정이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다면, 본 출원 발명의 범위에 포함된다고 해석할 수 있다.

Claims (13)

  1. 폴리머 필름의 표면을 엠보싱하여 필름을 제조하고, 상기 필름은 지지체 및 그 위에 적층되어 있는 반사방지층을 포함하고, 엠보서를 사용하여 상기 반사방지층의 표면 또는 상기 지지체의 이면을 엠보싱하는 방현필름 제조방법으로서,
    상기 방현필름 제조방법은 방전가공에 의해 불규칙적인 요철 패턴을 가진 엠보서를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 엠보서 표면의 산술평균조도 Ra는 0.3㎛ 이상, 1.0㎛ 이하이고, 평균 요철패턴주기 RSm은 5㎛ 이상, 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 방현필름 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방전가공은 케로센을 함유하는 액체를 사용하고, 동 또는 놋쇠를 함유하는 물질로부터 제조되는 방전전극을 사용하며, 그 인가전압은 100V 이상, 400V 이하로 하는 전기적으로 마이너스의 방전가공인 것을 특징으로 하는 방현필름 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 액체는 입자를 1g/L 이상, 20g/L 이하 함유하고, 상기 입자의 평균입자직경은 1㎛ 이상, 10㎛ 이하이며, 상기 입자는 그래파이트, 실리콘 및 몰리브덴 술피드 중 1개 이상의 것으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방현필름 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 엠보서는 비커스 경도 500Hv 이상, 1,500Hv 이하의 물질로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 방현필름 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 엠보서는 하드크롬 도금, 인 또는 인과 붕소의 조합을 함유하는 니켈도금, 및 티탄카바이드(TiC), 텅스텐카바이드(WC), 실리콘카바이드(SiC), 붕소카바이드(B4C) 및 티탄보라이드(TiB2)에서 선택되는 1개 이상의 화합물의 입자의 공석에 의해 형성되는 크롬 도금 또는 니켈 도금 중 선택되는 하나에 의해 도금된 물질로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 방현필름 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 도금에 의해 형성된 도금된 층을 온도 300℃ 이상, 1000℃ 이하에서 1시간 이상 열경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방현필름 제조방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 폴리머 필름은 셀룰로오스 아실레이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 방현필름 제조방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 폴리머 필름은 다층구조를 가지며, 또한 상기 지지체와 상기 반사방지층 사이에 하드코트층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방현필름 제조방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 폴리머 필름은 다층구조를 갖고, 또한 상기 지지체와 상기 반사방지층 사이에 프라이머층이 더 형성되어 있으며, 상기 프라이머층과 반사방지층 사이에 하드코트층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방현필름 제조방법.
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  12. 삭제
  13. 삭제
KR1020040032357A 2003-05-08 2004-05-07 방현필름, 그 제조방법, 반사방지필름, 편광판 및 화상표시장치 KR101130629B1 (ko)

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JP2003130477A JP4213989B2 (ja) 2003-05-08 2003-05-08 防眩性フィルムの製造方法

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