KR101487039B1 - 광학 적층 필름 - Google Patents

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가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
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Abstract

과제
투광성 기체 위에 1층 적층한 구성으로, 방현 기능, 고(高)콘트라스트, 번쩍임 방지를 균형 있게 만족할 수 있는 기능성 필름을 제공한다.
해결 수단
투광성 기체 위에 투광성 수지 미립자를 포함하는 방사선 경화형 수지층이 적층한 광학 적층 필름에 있어서, 상기 광학 적층 필름은 Y>X, Y≤X+11, Y≤5O, X≥15를 충족하는 내부 헤이즈값(X)과 전체 헤이즈값(Y)을 가짐과 동시에, 상기 수지층의 최표면에 미세한 요철(凹凸) 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 적층 필름.

Description

광학 적층 필름{OPTICAL LAMINATED FILM}
본 발명은 액정 디스플레이(LCD)나 플라스마 디스플레이(PDP) 등의 디스플레이 표면에 설치하는 광학 적층 필름에 관한 것으로, 특히 화면의 시인성(視認性)을 개선하기 위한 광학 적층 필름에 관한 것이다.
근래, LCD나 PDP 등의 디스플레이가 발달하여, 휴대전화에서부터 대형 TV까지 수많은 용도로 다양한 크기의 제품이 제조·판매되게 되었다.
이들 디스플레이는 표시 장치 표면에 형광등 등의 실내 조명, 창으로부터의 태양광의 입사, 조작자의 그림자 등의 투영에 의해 화상의 시인성이 방해받는다. 그 때문에, 디스플레이 표면에는 화상의 시인성을 향상시키기 위해, 표면 반사광을 확산하여 외광의 정반사를 억제하고, 외부 환경의 투영을 방지할 수 있는(방현성을 갖는) 미세 요철 구조를 형성시킨 방현 필름 등의 기능성 필름이 최표면에 설치되어 있다(종래 AG).
이들 기능성 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하,「PET」라 한다.)나 트리아세틸셀룰로오스(이하,「TAC」라 한다.) 등의 투광성 기체(基體) 위에 미세 요철 구조를 형성시킨 방현층을 1층 설치한 것이나 광확산층 위에 저굴절률층을 적층한 것이 일반적으로 제조 판매되고 있고, 층 구성의 조합에 의해 원하는 기능을 제 공하는 기능성 필름의 개발이 진행되고 있다.
그러나 근래 디스플레이의 대형화, 고정세화(高精細化), 고콘트라스트화가 진행되어 기능성 필름에 요구되는 성능 향상에 대한 요구가 나왔다.
최표면에 방현 필름을 사용한 경우에는, 밝은 방에서의 사용시에 빛의 확산에 의해 검은 표시의 화상이 희게 되어 콘트라스트가 저하되는 문제가 있었다. 이 때문에, 방현성을 저감시켜서라도 고콘트라스트를 달성할 수 있는 방현 필름이 요구되고 있다(고콘트라스트 AG).
고콘트라스트의 달성을 위해, 방현 필름 위층에 저반사층을 1층 혹은 다층 설치하는 방법이 이용되어 왔다(저반사층부착 AG).
한편, 방현 필름을 최표면에 사용한 경우에는, 미세 요철 구조에 기인하는 것으로 생각되는 번쩍임(휘도의 강약 부분)이 표면에 발생하여 시인성을 저하시키는 문제가 있다. 이 번쩍임은 디스플레이의 화소수의 증가에 수반하는 화소의 정세화 및 화소 분할 방식 등의 디스플레이의 기술 향상에 수반하여 발생하기 쉬워져, 번쩍임 방지 효과를 가진 방현 필름이 요구되고 있다(고정세 AG).
번쩍임 방지 효과를 달성하기 위해서는, 특허문헌 1과 같이 기능성 필름 표면의 평균 산 간격(Sm), 중심선 평균 표면 거칠기(Ra) 및 10점 평균 표면 거칠기(Rz)를 세밀하게 규정하거나, 또 화면에 대한 외광의 투영, 번쩍임 현상이나 흰 정도의 균형을 조정하는 방법으로서, 특허문헌 2 및 특허문헌 3과 같이 표면 헤이즈와 내부 헤이즈의 범위를 세밀하게 규정하거나 하는 방법도 개발이 진행되고 있다. 이 때문에, 고정세 LCD에 사용되는 광확산성 시트의 설계에서는, 번쩍임 방지 효과를 나타내기 위한 내부 확산성과, 희게 흐려지는 것을 방지하는 효과를 나타내기 위해 표면 확산성을 제어하는 것이 행해지고 있다.
특허문헌 1: 일본 특개 2002-196117호
특허문헌 2: 일본 특개 평11-305010호 공보
특허문헌 3: 일본 특개 2002-267818
발명이 해결하고자 하는 과제
이와 같이, 방현 기능, 고콘트라스트, 번쩍임 방지라고 하는 해결 과제는 존재하고 있기는 하나, 한쪽의 성질을 추구하면 다른 한쪽의 성질이 희생이 된다고 하는 트레이드오프의 관계에 있다. 따라서 투광성 기체 위에 1층 적층한 구성으로 이들 기능을 만족하는 것은 아직은 존재하지 않는다. 그래서 이들 기능을 동시에 부여하는 방법으로서, 다층으로 적층한 막이나 필름 표면 형상 등의 개발이 진행되고 있으나, 다층화에 의해 복수 회 투광성 기체 위에 도공하는 공정이 필요하게 되어 비용이 많이 소요된다. 또, 다층화에 의한 각층 간의 균형을 조정하는 것이 어렵고, 실제로는 사용하는 목적에 따라 이들 기능의 일부를 선택·실현하고 있는 것에 지나지 않는다.
따라서 본 발명은 방현 기능, 고콘트라스트 및 번쩍임 방지 기능을 균형 있게 구비한, 고정세 LCD에도 적용 가능한 광학 적층 필름을 제공하는 것, 특히 투광성 기체 위에 1층 적층한 구성으로 이들 기능이 달성된 광학 적층 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자는 열심히 연구한 결과, 광학 적층 필름의 표면에 미세 구조를 구축하면서 내부 헤이즈값과 전체 헤이즈값을 변동시키면, 지금까지 트레이드오프의 관계가 된다고 생각되고 있던 방현 기능, 고콘트라스트 및 번쩍임 방지 기능의 모두가 최적화되는 범위가 존재하는 것을 발견하여 본 발명을 완성한 것이다.
본 발명 (1)은 투광성 기체 위에 투광성 수지 미립자를 포함하는 방사선 경화형 수지층이 적층되어 있는 광학 적층 필름에 있어서, 상기 광학 적층 필름은 다음 식 (1)~(4)를 충족하는 내부 헤이즈값 (X)과 전체 헤이즈값 (Y)을 가짐과 동시에, 상기 수지층의 최표면에 미세한 요철 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 적층 필름이다.
Y>X (1)
Y≤X+11 (2)
Y≤50 (3)
X≥15 (4)
본 발명 (2)는 상기 미세한 요철 형상의 평균 경사각이 0.4°~1.6°인 것을 특징으로 하는, 발명 (1)에 기재된 광학 적층 필름이다.
본 발명 (3)은 상기 미세한 요철 형상의 요철 평균 간격(Sm)이 50~200㎛인 것을 특징으로 하는, 발명 (1) 또는 발명 (2)에 기재된 광학 적층 필름이다.
본 발명 (4)는 상기 수지층 최표면의 맥베스 반사 농도가 2.0 이상인 것을 특징으로 하는, 발명 (1)~(3) 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층 필름이다.
본 발명 (5)는 상기 수지층의 상층에 저(低)반사층을 설치하는 것을 특징으로 하는 발명 (1)~(4) 중 어느 한 항에 기재된 광학 적층 필름이다.
발명의 효과
본 발명의 광학 적층 필름은 투광성 기체 위에 1층 적층한 구성에도 불구하고, 방현성, 고콘트라스트, 번쩍임 방지의 균형이 뛰어나며, 디스플레이 표면에 사용했을 경우에 시인성이 양호한 고화질의 디스플레이 표시가 가능해지는 것이다. 그리고 도공 공정을 적게 함으로써 비용 저감도 아울러 가능하게 하는 것이다.
발명을 실시하기 위한 바람직한 형태
먼저, 본 바람직한 형태에 관한 광학 적층 필름의 각 구성 요소(투광성 기체, 방사선 경화형 수지층)를 상술한다. 맨 먼저, 본 바람직한 형태에 관한 투광성 기체로는 투광성인 한 특별히 한정되지 않으며, 석영 유리나 소다 유리 등의 유리도 사용 가능하나, PET, TAC, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리염화비닐(PVC), 시클로올레핀코폴리머(COC), 노르보넨 함유 수지, 폴리에테르술폰, 셀로판, 방향족 폴리아미드 등의 각종 수지 필름을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, PDP, LCD에 사용하는 경우는 PET, TAC 필름이 보다 바람직하다.
이들 투광성 기체의 투명성은 높을수록 양호하나, 전체 광선 투과율(JIS K7105)로는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상이 좋다. 또, 투명 기체의 두께로는 경량화의 관점에서는 얇은 쪽이 바람직하나, 그 생산성이나 취급성을 고려하면, 1~700㎛ 범위의 것, 바람직하게는 25~250㎛를 사용하는 것이 적합하다.
또, 투광성 기체에 알칼리 처리, 코로나 처리, 플라스마 처리, 스퍼터 처리 등의 표면 처리나, 계면활성제, 실란 커플링제 등의 도포, 또는 Si 증착 등의 표면 개질 처리를 행함으로써 투광성 기체와 수지층의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 바람직한 형태에 관한 방사선 경화형 수지층에 대하여 상술한다. 본 바람직한 형태에 관한 방사선 경화형 수지층은 방사선 경화형 수지 조성물을 방사선으로 경화함으로써 형성된 것임과 아울러 투광성 수지 미립자를 함유하는 층인 한 특별히 한정되지 않는다. 여기서, 해당 수지층을 구성하는 방사선 경화형 수지 조성물로는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 등의 라디칼 중합성 관능기나, 에폭시기, 비닐에테르기, 옥세탄기 등의 양이온 중합성 관능기를 가지는 모노머, 올리고머, 프리폴리머를 단독으로, 또는 적절히 혼합한 조성물이 사용된다. 모노머의 예로는 아크릴산 메틸, 메틸 메타크릴레이트, 메톡시 폴리에틸렌 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페녹시에틸 메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 등을 들 수 있다. 올리고머, 프리폴리머로는, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리우레탄 아크릴레이트, 다관능 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 알키드 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트 등의 아크릴레이트 화합물, 불포화 폴리에스테르, 테트라메틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르, 비스페놀 A 디글리시딜에테르나 각종 지환식 에폭시 등의 에폭시계 화합물, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 1,4-비스{[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시]메틸}벤젠, 디[1-에틸(3-옥세타닐)]메틸에테르 등의 옥세탄 화합물을 들 수 있다. 이들은 단독 혹은 복수 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 방사선 경화형 수지 조성물은 그대로 전자선 조사에 의해 경화 가능하나, 자외선 조사에 의한 경화를 행하는 경우는, 광중합 개시제의 첨가가 필요하다. 사용되는 방사선으로는 자외선, 가시광선, 적외선, 전자선 중 어느 것이라도 된다. 또, 이들 방사선은 편광이어도 되고 무편광이어도 된다. 광중합 개시제로는 아세토페논계, 벤조페논계, 티옥산톤계, 벤조인, 벤조인메틸에테르 등의 라디칼 중합 개시제, 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요오도늄염, 메탈로센 화합물 등의 양이온 중합 개시제를 단독 또는 적절히 조합하여 사용할 수 있다.
본 바람직한 형태에서는, 상기 방사선 경화형 수지 조성물에 더하여, 그 중합 경화를 방해하지 않는 범위에서 고분자 수지를 첨가 사용할 수 있다. 이 고분자 수지는 후술하는 수지층 도료에 사용되는 유기용제에 용해 가능한 열가소성 수지이며, 구체적으로는 아크릴 수지, 알키드 수지, 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있고, 이들 수지 중에는 카르복실기나 인산기, 술폰산기 등의 산성 관능기를 가지는 것이 바람직하다.
또, 레벨링제, 증점제, 대전 방지제 등의 첨가제를 사용할 수 있다. 레벨링제는 도막 표면의 장력 균일화를 도모하여 도막 형성 전에 결함을 고치는 기능이 있어, 상기 방사선 경화형 수지 조성물보다 계면 장력, 표면 장력 모두 낮은 물질이 사용된다. 증점제는 상기 방사선 경화형 수지 조성물에 요변성(thixotropy)을 부여하는 기능이 있어, 투광성 수지 미립자나 안료 등의 침강 방지에 의한 수지층 표면의 미세한 요철 형상 형성에 효과가 있다.
수지층은 주로 상술한 방사선 경화형 수지 조성물의 경화물에 의해 구성되나, 그 형성 방법은 방사선 경화형 수지 조성물과 유기용제로 이루어지는 도료를 도공하고, 유기용제를 휘발시킨 후에 전자선 또는 자외선 조사에 의해 경화시키는 것이다. 여기서 사용되는 유기용제로는 방사선 경화형 수지 조성물을 용해하는데 적합한 것을 선택할 필요가 있다. 구체적으로는, 투광성 기체에 대한 습윤성, 점도, 건조 속도와 같은 도공 적성을 고려하여 알코올계, 에스테르계, 케톤계, 에테르계, 방향족 탄화수소로부터 선택된 단독 또는 혼합 용제를 사용할 수 있다.
수지층의 두께는 1.0~12.0㎛의 범위이고, 보다 바람직하게는 2.0~11.0㎛의 범위이며, 더욱 바람직하게는 3.0~10.0㎛의 범위가 좋다. 하드 코트층이 1㎛보다 얇은 경우는, 자외선 경화시에 산소 저해에 의한 경화 불량을 일으켜 수지층의 내마모성이 열화하고, 12㎛보다 두꺼운 경우는, 수지층의 경화 수축에 의해 컬이 발생하거나, 마이크로 크랙이 발생하거나, 투광성 기체와의 밀착성이 저하하거나, 나아가서는 광 투과성이 저하하거나 한다. 그리고 막 두께의 증가에 수반하는 필요 도료량의 증가에 의한 비용 증가의 원인도 된다.
방사선 경화형 수지층에 포함되는 투광성 수지 미립자로는 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리에틸렌 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리불화비닐리덴, 폴리불화에틸렌계 수지 등으로 이루어지는 유기 투광성 수지 미립자를 사용할 수 있다. 투광성 수지 미립자의 굴절률은 1.40~1.75가 바람직하고, 굴절률이 1.40 미만 또는 1.75보다 큰 경우는 투광성 기체 혹은 수지층과의 굴절률 차가 지나치게 커져서 전광선 투과율이 저하한다. 또, 투광성 수지 미립자와 수지의 굴절률 차는 0.2 이하가 바람직하다. 투광성 수지 미립자의 평균 입경은 0.3~10㎛ 범위의 것이 바람직하며, 1~5㎛가 보다 바람직하다. 입경이 0.3㎛ 이하인 경우는 방현성이 저하되기 때문에, 또 10㎛ 이상인 경우는 번쩍임을 발생시킴과 아울러 표면 요철의 정도가 지나치게 커져서 표면이 흰빛을 띠게 되기 때문에 바람직하지 않다. 또, 상기 수지 중에 포함되는 투광성 수지 미립자의 비율은 특별히 한정되지 않으나, 수지 조성물 100 중량부에 대해 1~20 중량부로 하는 것이 방현 기능, 번쩍임 등의 특성을 만족하는데 있어서 바람직하고, 수지층 표면의 미세한 요철 형상과 헤이즈값을 조절하기 쉽다.
본 발명에 있어서는, 콘트라스트를 향상시키기 위해서, 방사선 경화형 수지층 위에 저반사층을 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 저반사층의 굴절률이 방사선 경화형 수지층의 굴절률보다 낮은 것이 필요하며, 1.45 이하인 것이 바람직하다. 이러한 특징을 갖는 재료로는 예를 들어 LiF(굴절률 n=1.4), MgF2(n=1.4), 3NaF·AlF3(n=1.4), AlF3(n=1.4), Na3AlF6(n=1.33) 등의 무기 재료를 미립자화하고, 아크릴계 수지나 에폭시계 수지 등에 함유시킨 무기계 저반사 재료, 불소계, 실리콘계 유기 화합물, 열가소성 수지, 열경화형 수지, 방사선 경화형 수지 등의 유기 저반사 재료를 들 수 있다. 그 중에서, 특히 불소계인 불소 함유 재료가 오염 방지의 점에 있어서 바람직하다. 또, 저반사층은 임계 표면 장력이 20dyne/㎝ 이하인 것이 바람직하다. 임계 표면 장력이 20dyne/㎝보다 큰 경우는 저반사층에 부착된 오염을 제거하기 어려워진다.
상기 불소 함유 재료로는 유기용제에 용해하고, 그 취급이 용이한 불화 비닐리덴계 공중합체나, 플루오로올레핀/탄화수소 공중합체, 불소 함유 에폭시 수지, 불소 함유 에폭시아크릴레이트, 불소 함유 실리콘, 불소 함유 알콕시 실란 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로도 사용 가능하며 복수 조합하여 사용하는 것도 가능하다.
또, 2-(퍼플루오로데실)에틸메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로-7-메틸옥틸)에틸메타크릴레이트, 3-(퍼플루오로-7-메틸옥틸)-2-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로-9-메틸데실)에틸메타크릴레이트, 3-(퍼플루오로-8-메틸데실)-2-히드록시프로필메타크릴레이트 등의 불소 함유 메타크릴레이트, 3-퍼플루오로옥틸-2-히드록실프로필아크릴레이트, 2-(퍼플루오로데실)에틸아크릴레이트, 2-(퍼플루오로-9-메틸데실)에틸아크릴레이트 등의 불소 함유 아크릴레이트, 3-퍼플루오로데실-1,2-에폭시프로판, 3-(퍼플루오로-9-메틸데실)-1,2-에폭시프로판 등의 에폭사이드, 에폭시아크릴레이트 등의 방사선 경화형 불소 함유 모노머, 올리고머, 프리폴리머 등을 들 수 있다. 이들은 단독 혹은 복수 종류 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
또한, 5~30㎚의 실리카 초미립자를 물 혹은 유기용제에 분산한 졸(sol)과 불소계 피막 형성제를 혼합한 저반사 재료를 사용할 수도 있다. 5~30㎚의 실리카 초미립자를 물 혹은 유기용제에 분산한 졸은, 규산 알칼리염 중의 알칼리 금속 이온을 이온 교환 등으로 탈알칼리하는 방법이나 규산 알칼리염을 광산(鑛酸)으로 중화하는 방법 등으로 알려진 활성 규산을 축합하여 얻어지는 공지의 실리카 졸, 알콕시 실란을 유기용매 중에서 염기성 촉매의 존재하에 가수분해와 축합함으로써 얻어지는 공지의 실리카 졸, 나아가서는 상기 수성 실리카 졸 중의 물을 증류법 등에 의해 유기용제로 치환함으로써 얻어지는 유기용제계 실리카 졸(오르가노 실리카 졸)이 사용된다. 이들 실리카 졸은 수계 및 유기용제계 중 어느 것이라도 사용할 수 있다. 유기용제계 실리카 졸의 제조시에 완전히 물을 유기용제로 치환할 필요는 없다. 상기 실리카 졸은 SiO2로 0.5~50 중량% 농도의 고형분을 함유한다. 실리카 졸 중의 실리카 초미립자의 구조는 구상, 침상, 판상 등 여러 가지의 것이 사용 가능하다.
또, 피막 형성제로는 알콕시 실란, 금속 알콕시드나 금속염의 가수분해물이나, 폴리실록산을 불소 변성한 것 등을 사용할 수 있다. 상기와 같은 피막 형성제 중에서도, 특히 불소 화합물을 사용함으로써 저반사층의 임계 표면 장력이 저하하여 유분(油分)의 부착을 억제할 수 있으므로 바람직하다. 본 발명의 저반사층은 상기에서 기술한 재료를 예를 들어 용제로 희석하고, 스핀 코터, 롤 코터, 인쇄 등의 방법으로 방사선 경화형 수지층 위에 마련하여 건조한 후, 열이나 방사선(자외선의 경우는 상기 광중합 개시제를 사용한다) 등에 의해 경화시킴으로써 얻을 수 있다. 방사선 경화형 불소 함유 모노머, 올리고머, 프리폴리머는 내(耐)오염성은 뛰어나지만 습윤성이 나쁘기 때문에 조성에 의해서는 방사선 경화형 수지층 위에서 저반사층을 튕긴다고 하는 문제나, 저반사층이 방사선 경화형 수지층으로부터 박리된다고 하는 문제가 생길 우려가 있기 때문에, 방사선 경화형 수지층에 사용하는 전술한 방사선 경화형 수지로서 설명한 아크릴로일계, 메타크릴로일계, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 등 중합성 불포화 결합을 가지는 모노머, 올리고머, 프리폴리머를 적절히 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 열에 의한 손상을 받기 쉬운 PET, TAC 등의 플라스틱계 필름을 투명 기체로 사용하는 경우는 이들 저반사층의 재료로는 방사선 경화형 수지를 선택하는 것이 바람직하다.
저반사층이 양호한 반사 방지 기능을 발휘하기 위한 두께에 대해서는, 공지의 계산식으로 산출할 수 있다. 입사광이 저반사층에 수직으로 입사하는 경우에, 저반사층이 빛을 반사하지 않고, 또한 100% 투과하기 위한 조건은 다음의 관계식을 만족하면 된다고 되어 있다. 또한, 식 중 N0는 저반사층의 굴절률, Ns는 방사선 경화형 수지층의 굴절률, h는 저반사층의 두께, λ0는 빛의 파장을 나타낸다.
N0 = Ns 1/2 (1)
N0h = λ0/4 (2)
상기 (1) 식에 의하면, 빛의 반사를 100% 방지하기 위해서는, 저반사층의 굴절률이 하층(방사선 경화형 수지층)의 굴절률의 제곱근이 되는 재료를 선택하면 되는 것을 알 수 있다. 단, 실제로는 이 수식을 완전히 만족하는 재료는 찾아내기 어렵고, 가장 가까운 재료를 선택하게 된다. 상기 (2) 식에서는 (1) 식에서 선택한 저반사층의 굴절률과 빛의 파장으로부터 저반사층의 반사 방지막으로서의 최적인 두께가 계산된다. 예를 들어, 방사선 경화형 수지층, 저반사층의 굴절률을 각각 1.50, 1.38, 빛의 파장을 550㎚(시감도 기준)로 하고, 이들 값을 상기 (2) 식에 대입하면 저반사층의 두께는 0.1㎛ 전후의 광학 막 두께, 바람직하게는 0.1±0.01㎛의 범위가 최적이라고 계산된다.
다음으로, 본 바람직한 형태에 관한 광학 적층 필름의 성질을 상술한다. 방사선 경화형 수지층의 아래층에는 다른 기능성 부여층을 설치할 수 있다. 구체적으로는, 대전 방지층, 근적외선(NIR) 흡수층, 네온 컷층, 전자파 차폐층, 하드 코트층을 설치할 수 있다. 해당 광학 적층 필름은, 다음 식 (1)~(4)를 충족하는 내부 헤이즈값 (X)과 전체 헤이즈값 (Y)을 갖는다. 여기서, 「전체 헤이즈값」은 광학 적층 필름의 헤이즈값을 가리키며, 「내부 헤이즈값」은 광학 적층 필름의 미세 요철 형상 표면에 점착제 부착 투명성 시트를 붙인 상태인 것의 헤이즈값으로부터 점착제 부착 투명성 시트의 헤이즈값을 뺀 값을 가리킨다. 또한, 모든 헤이즈값은 JIS K7015에 따라 측정한 값을 가리킨다.
Y>X (1)
Y≤X+11 (2)
Y≤50 (3)
X≥15 (4)
여기서, Y>X+11의 범위에서는, 표면에서의 광확산 효과가 커지는 것에 의해 표면이 희게 되어 콘트라스트가 저하된다. 바람직한 범위는 X+1<Y<X+8이며, 보다 바람직하게는 X+2≤Y≤X+6이다. Y≤X+11, Y>50의 범위에서는, 투과율이 감소하는 한편 백색 화상 표시에 착색이 확인되며 시인성이 저하된다. X<15의 범위에서는 내부 확산 효과가 불충분하여 번쩍임이 발현한다. 바람직한 범위는 18<X<40, 보다 바람직하게는 25≤X≤35이다.
또한, 해당 광학 적층 필름은, 상기 수지층의 최표면에 미세한 요철 형상을 갖는다. 여기서, 해당 미세한 요철 형상은 바람직하게는 ASME95에 따라 구해지는 평균 경사로부터 계산되는 평균 경사 각도가 0.4~1.6의 범위에 있고, 보다 바람직하게는 0.5~1.4, 더욱 바람직하게는 0.6~1.2이다. 평균 경사 각도가 0.4 미만에서는 방현성이 악화되며, 평균 경사 각도가 1.6을 넘으면 콘트라스트가 악화되기 때문에, 디스플레이 표면에 사용하는 광학 적층 필름에 적합하지 않게 된다. 또한, 해당 미세한 요철 형상은 바람직하게는 요철 평균 간격(Sm)이 50~250㎛의 범위에 있고, 보다 바람직하게는 55~220㎛, 더욱 바람직하게는 60~180㎛이다. 또한, 해당 미세한 요철 형상은 바람직하게는 맥베스 반사 농도가 2.0 이상이고, 보다 바람직하게는 2.5 이상이며, 더욱 바람직하게는 2.7 이상이다.
또한, 해당 광학 적층 필름은 투과상 선명도가 5.0~70.0의 범위(JIS K7105에 따라 0.5㎜ 광학 빗을 사용하여 측정한 값)가 바람직하고, 20.0~65.0이 보다 바람직하다. 투과상 선명도가 5.0 미만에서는 콘트라스트가 악화하고, 70.0을 넘으면 방현성이 악화하기 때문에 디스플레이 표면에 사용하는 광학 적층 필름에 적합하지 않게 된다.
다음으로, 본 바람직한 형태에 관한 광학 적층 필름의 제조 방법에 대해 상술한다. 우선 본 발명의 특징인 표면 요철 형상이나 헤이즈값 등의 각종 파라미터를 조절하는 방법을 상술한다. 먼저, X(내부 헤이즈) 범위의 조절은(X≥15의 범위로 하기 위해서는), 투광성 미립자와 방사선형 경화형 수지의 굴절률 차, 투광성 미립자의 첨가량(단위 면적당 함유량)에 의해 조절할 수 있다. 또, Y≤X+11의 범위로 하기 위해서는, 투광성 미립자의 첨가량(단위 면적당 함유량) 및 투광성 미립자에 의한 요철을, 도막 두께, 도료 물성, 건조 조건 등에 따라 조절할 필요가 있다. 특히, 재료로서 증점제를 사용함으로써 필러의 침강이 억제되어 두께 방향의 필러 위치가 조절하기 쉬워져서 원하는 특성을 얻을 수 있다. 여기서, 상기 X(내부 헤이즈)의 조절과 Y≤X+11의 범위로 하기 위해 조절하는 방법으로, 2종류의 투광성 미립자를 사용하는 방법을 채용해도 된다. 여기서, 단독의 투광성 미립자만을 사용하는 것보다도, 상기 조절을 행하기 쉽다. 이 경우, 방사선 경화형 수지와 동일한 굴절률의 투광성 미립자와, 방사선 경화형 수지와 상이한 굴절률의 투광성 미립자를 함께 사용할 수 있다.
그 외에 관해서는, 종래의 광학 적층 필름의 그것과 동일한 수법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 투광성 기체 위에 수지층을 형성하는 방법에 특별히 제한은 없으며, 예를 들어 투광성 기체 위에 투광성 수지 미립자를 포함하는 방사선 경화형 수지 조성물이 함유된 도료를 도공하고, 건조 후 경화 처리하여 표면에 미세한 요철 형상을 가지는 수지층을 작성함으로써 행한다. 투광성 기체 위에 도료를 도공하는 수법으로는 통상의 도공 방식이나 인쇄 방식이 적용된다. 구체적으로는 에어 닥터 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅, 나이프 코팅, 리버스 코팅, 트랜스퍼 롤 코팅, 그라비어 롤 코팅, 키스 코팅, 캐스트 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 오리피스 코팅, 캘린더 코팅, 댐 코팅, 딥 코팅, 다이 코팅 등의 코팅이나, 그라비어 인쇄 등의 오목판 인쇄, 스크린 인쇄 등의 공판 인쇄 등의 인쇄 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예 및 비교예를 이하에 설명한다. 또한, 「부」는 「중량부」를 의미하는 것으로 한다.
수지층용 도료로서 하기 도료 성분으로 이루어지는 혼합물을 샌드밀로 30분간 분산함으로써 얻어진 도료를, 막 두께 80㎛, 전광선 투과율 92%로 이루어지는 투명 기체의 TAC의 한쪽 면 위에, 리버스 코팅 방식으로 도포하고, 100℃에서 1분간 건조 후, 질소 분위기 중에서 120W/㎝ 집광형 고압 수은등 1등으로 자외선 조사(조사 거리 10㎝, 조사 시간 30초)를 행하여 도공막을 경화시켰다.
<수지층용 도료 성분>
ㆍ펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 28.44부
(상품명: PE3A, 고형분 100% 용액, 굴절률 1.52, 쿄에이샤 화학사 제)
ㆍ다관능 우레탄아크릴레이트 12.19부
(상품명: 빔 세트 575BT, 고형분 100% 용액, 굴절률 1.52, 아라카와 화학공업사 제)
ㆍ광중합 개시제 2.14부
(상품명: 이르가큐어 184, 치바 스페셜티 케미컬스사 제)
ㆍ레벨링제 0.23부
(상품명: 메가파크 F471, 대일본잉크 화학공업사 제)
ㆍ가교 폴리스티렌 비드 1.89부
(상품명: SX350H, 굴절률 1.60, 입자 지름 3.5㎛, 소켄 화학사 제)
ㆍ가교 아크릴 비드 1.17부
(상품명: MX500, 굴절률 1.49, 입자 지름 5㎛, 소켄 화학사 제)
ㆍ증점제 0.94부
(상품명: 루센타이트 SAN, 코프케미컬사 제)
ㆍ톨루엔 53부
이와 같이 하여, 두께 8㎛의 수지층을 가지는 실시예의 광학 적층 필름을 얻었다.
〔비교예 1〕
수지용 도료 성분을 실시예 1과 동일하게 하여, TAC 위에 대한 도포 두께를 변경하였다.
이와 같이 하여, 두께 4.4㎛의 수지층을 가지는 비교예 1의 광학 적층 필름을 얻었다.
〔비교예 2〕
수지층용 도료 성분을 하기로 변경한 것 이외에는 실시예와 동일하게 하였다.
ㆍ에폭시아크릴레이트계 UV 수지 45부
(상품명: KR-566, 고형분 95% 용액, 굴절률 1.52, 아사히 전화공업사 제)
ㆍ가교 아크릴 비드 0.75부
(상품명: MX150, 굴절률 1.49, 입자 지름 1.5㎛, 소켄 화학사 제)
ㆍ가교 아크릴 비드 0.75부
(상품명: MX220, 굴절률 1.49, 입자 지름 2.2㎛, 소켄 화학사 제)
ㆍ가교 아크릴 비드 0.75부
(상품명: MX300, 굴절률 1.49, 입자 지름 3.0㎛, 소켄 화학사 제)
ㆍ메틸이소부틸케톤 33부
ㆍ톨루엔 22부
이와 같이 하여, 두께 2.7㎛의 수지층을 가지는 비교예 1의 광학 적층 필름을 얻었다.
실시예 및 비교예 1~2에서 얻어진 광학 적층 필름을 사용하여 헤이즈값, 전광선 투과율, 투과상 선명도, 평균 경사 각도, Ra, Sm, 맥베스 반사 농도, 방현성, 콘트라스트 및 번쩍임을 하기 방법에 의해 측정, 평가하였다.
헤이즈값은 JIS K7105에 따라, 헤이즈 미터(상품명: NDH2000, 일본전색사 제)를 사용하여 측정하였다.
내부 헤이즈를 측정할 때에 사용한 점착제 부착 투명성 시트는, 이하와 같다.
투명성 시트: 성분 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)
두께 38㎛
점착재층 : 성분 아크릴계 점착제
두께 10㎛
점착제 부착 투명성 시트의 헤이즈 3.42
전광선 투과율은 JIS K7105에 따라, 상기 헤이즈 미터를 이용하여 측정하였다.
투과상 선명도는 JIS K7105에 따라, 사상성(寫像性) 측정기(상품명: ICM-1DP, 스가 시험기사 제)를 사용하여 측정기를 투과 모드로 설정하고, 광학 빗 폭 0.5㎜로 측정하였다.
평균 경사 각도는 ASME95에 따라, 표면 거칠기 측정기(상품명: 서프 코더 SE1700α, 고사카 연구소사 제)를 사용하여 평균 경사를 구하고, 다음 식에 따라서 평균 경사 각도를 산출하였다.
평균 경사 각도=tan-1(평균 경사)
Ra 및 Sm은 JIS B0601-1994에 따라, 상기 표면 거칠기 측정기를 사용하여 측정하였다.
맥베스 반사 농도는 JIS K 7654에 따라, 맥베스 반사 농도계(상품명: RD-914, 사카타 엔지니어링사 제)를 사용하고, 실시예 및 각 비교예의 광학 적층 필름의 투광성 기체의 수지층과는 반대측 면을 매직 잉크(등록상표)로 검게 칠한 후, 수지층 표면의 맥베스 반사 농도를 측정하였다.
방현성은 실시예 및 각 비교예의 광학 적층 필름을 점착층을 통하여 액정 TV(상품명: 아쿠오스 LG-32GD4, 샤프사 제)의 화면 표면에 붙인 후, 액정 표시체를 소등 상태로 하고, 화면 표면의 중심으로부터 수직으로 50㎝ 떨어진 장소로부터 조도 250lx의 조건하에서 본 경우의 자신의 상(얼굴)의 화면에 대한 투영 유무를 임의의 100명의 눈으로 한 판정에 의해 평가하였다. 평가 방법은 투영을 느끼지 못한 사람이 70명 이상인 경우를 ○, 30명 이상 70명 미만인 경우를 △, 30명 미만인 경우를 ×로 하였다.
콘트라스트는 실시예 및 각 비교예의 광학 적층 필름과 비교용 논글레어 필름(상품명: 선필터 NF, 선크레스트사 제)을 점착층을 통하여 액정 TV(상품명: 아크오스 LG-32GD4, 샤프사제)의 화면 표면에 붙인 후, 액정 표시체를 소등 상태로 하고, 화면 표면의 중심으로부터 수직으로 50㎝ 떨어진 장소로부터 조도 250lx의 조건하에서 본 경우의 검은 정도를 임의의 100명의 눈으로 한 판정에 의해 평가하였다. 평가 방법은 광학 적층 필름을 붙인 화면을 비교용 논글레어 필름을 붙인 화면보다 검게 느낀 사람이 70명 이상인 경우를 ○, 30명 이상 70명 미만인 경우를 △, 30명 미만인 경우를 ×로 하였다.
번쩍임은 실시예 및 각 비교예의 광학 적층 필름을 점착층을 통하여 액정 모니터(상품명: LL-T1620-B, 샤프사 제)의 화면 표면에 붙인 후, 액정 표시체를 녹색 표시 상태로 하고, 화면 표면의 중심으로부터 수직으로 50㎝ 떨어진 장소로부터 조도 250lx의 조건하에서 본 경우의 번쩍임 유무를 임의의 100명의 눈으로 한 판정에 의해 평가하였다. 평가 방법은 번쩍임을 느끼지 않은 사람이 70명 이상인 경우를 ○, 30명 이상 70명 미만인 경우를 △, 30명 미만인 경우를 ×로 하였다.
상기 평가 방법에 의한 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
전체 헤이즈값 내부 헤이즈값 전광선 투과율 투과 화상 선명도 경사 각도 Ra Sm 맥베스 농도 방현성 콘트라스트 번쩍임
실시예 27.70 23.33 93.50 59.7 0.80 0.103 154 3.26 ○ ○ ○
비교예 1 33.22 12.17 92.01 1.0 2.87 0.462 119 2.41 ○ × ×
비교예 2 5.07 0.84 92.19 20.8 1.43 0.181 117 2.86 ○ ○ ×
실시예 1의 광학 적층 필름은 방현성, 콘트라스트, 번쩍임을 균형 있게 충족하는 것이었으나, Y>X+11을 넘는 비교예 1의 광학 적층 필름은 콘트라스트가 만족하기에 이르지 않고, X가 15 미만인 비교예 2의 광학 적층 필름은 번쩍임을 만족할 수 없었다.
이상과 같이, 헤이즈값, 투과상 선명도, 평균 경사 각도를 적절한 범위로 제어함으로써 방현성, 콘트라스트, 색 재현성 및 번쩍임을 균형 있게 만족하는 광학 적층 필름을 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 투광성 기체 위에, 유기 투광성 수지 미립자를 포함하고 두께가 1.0~12.0㎛인 방사선 경화형 수지층이 1층 적층되어 있는 광학 적층 필름에 있어서, 상기 광학 적층 필름은 다음 식 (1)~(4)를 충족하는 내부 헤이즈값(X)과 전체 헤이즈값(Y)을 가짐과 동시에, 상기 수지층의 최표면에 평균 경사각이 0.4°~1.6°인 미세한 요철 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 적층 필름.
    Y>X (1)
    Y≤X+11 (2)
    Y≤50 (3)
    X≥15 (4)
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세한 요철 형상의 요철 평균 간격(Sm)이 50~200㎛인 것을 특징으로 하는 광학 적층 필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지층 최표면의 맥베스 반사 농도가 2.0 이상인 것을 특징으로 하는 광학 적층 필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지층의 위층에 저(低)반사층을 설치하는 것을 특징으로 하는 광학 적층 필름.
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