KR101604514B1 - 방현성 필름, 방현성 필름의 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

방현성 필름, 방현성 필름의 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

방현성이 우수함과 함께, 흐릿해짐의 발생을 충분히 억제할 수 있으며, 콘트라스트가 높고, 또한, 신틸레이션의 발생도 적절하게 방지할 수 있는 방현성 필름을 제공한다. 광 투과성 기재와, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 형성되고, 표면에 요철 형상을 갖는 확산층을 갖는 방현성 필름으로서, 상기 확산층은, 미립자(A) 및 (메타)아크릴레이트 모노머를 필수 성분으로서 포함하는 방사선 경화형 바인더를 함유하는 도포액을, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 도포하고 건조해서 도막을 형성하고, 상기 도막을 경화시켜서 이루어지는 것이며, 상기 확산층 중의 미립자(A)는, 50% 이상이 서로의 중심을 연결하는 직선이 상기 광 투과성 기재의 표면에 대하여 경사각을 이루도록 응집한 2개의 응집체를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 방현성 필름.

Description

방현성 필름, 방현성 필름의 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치{ANTI-GLARE FILM, MANUFACTURING METHOD FOR SAME, POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 방현성 필름, 방현성 필름의 제조 방법, 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(ELD), 전자 페이퍼 등의 화상 표시 장치에 있어서는, 통상, 최표면에는 반사 방지를 위한 광학 적층체가 설치되어 있다. 이러한 반사 방지용 광학 적층체는, 광의 확산이나 간섭에 의해, 상의 비침을 억제하거나 반사율을 저감하거나 하는 것이다.
반사 방지용 광학 적층체의 하나로서, 투명성 기재의 표면에 요철 형상을 갖는 방현층을 형성한 방현성 필름이 알려져 있다. 이 방현성 필름은, 표면의 요철 형상에 의해 외광을 확산시킴으로써 시인성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 이와 같은 방현성 필름은, 통상, 화상 표시 장치의 최표면에 설치되는 것이기 때문에, 어느 정도의 하드 코트성도 요구된다.
종래의 방현성 필름으로는, 예를 들어, 이산화규소(실리카) 등의 필러를 포함하는 수지를 도포 시공해서 방현층을 형성한 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1, 2 참조).
이와 같은 종래의 방현성 필름으로는, 응집 입자나 무기 및/또는 유기 필러를 수지 중에 첨가해서 층 표면에 요철 형상을 형성하는 타입, 혹은 층 표면에 요철을 가진 필름을 라미네이트해서 요철 형상을 전사하는 타입이나, 2종류 이상의 폴리머 등, 바인더를 구성하는 화합물끼리의 상용성을 이용해서 상 분리시킴으로써 요철 형상을 형성하는 타입 등이 있다.
이와 같은 종래의 방현성 필름은, 어느 타입이든, 방현층의 표면 형상의 작용에 의해 광확산·방현 작용을 얻도록 하고 있어, 방현성을 향상시키기 위해서는 방현층 표면의 요철 형상을 크게 할 필요가 있다. 방현층의 표면의 요철 형상을 크게 하는 방법으로는, 예를 들어, 방현층에 미립자를 응집시켜서 이루어지는 응집체를 함유시키는 방법이 알려져 있으며, 예를 들어, 특허 문헌 3에, 미세한 입자인 1차 입자가 응집해서 이루어지는 응집 형태의 입자를 포함하는 방현층이 기재되어 있다.
그러나, 특허 문헌 3에서의 응집 형태의 입자는, 1차 입자의 평균 입경이 0.005 내지 0.03㎛로 매우 작으며, 이러한 미세한 1차 입자를 다수 응집시켜서 이루어지는 응집 형태를 임의로 제어하는 것은 사실상 어려워, 형성하는 방현층의 표면의 요철 형상을 원하는 형상으로 제어할 수 없다는 문제가 있었다.
또한, 예를 들어, 특허 문헌 4에는, 전체 헤이즈값과 내부 헤이즈값이 특정한 관계에 있고, 최표면에 요철 형상을 갖는 방현층에 응집형 미립자를 포함하는 광학 적층체가 기재되어 있다.
그러나, 특허 문헌 4에 기재된 방현층에서는, 미립자의 응집 상태의 제어에 관한 검토는 이루어지지 않았고, 많은 미립자가 방현층의 두께 방향으로 응집한 응집체나, 방현층의 면내 방향으로 응집한 응집체가 포함되어 있었다. 이로 인해, 특허 문헌 4에 기재된 광학 적층체에서는, 방현층의 표면에 큰 볼록부가 다수 형성되어, 흐릿해짐의 발생을 충분히 억제할 수 없어, 소위 신틸레이션(scintillation)이라고 불리는 반짝반짝 빛나는 광택이 발생하는 경우도 있어, 표시 화면의 시인성이 저하하는 경우가 있었다.
또한, 예를 들어, 특허 문헌 5에는, 미립자의 응집체를 함유하는 방현층을 구비하고, 상기 방현층의 표면의 미세 요철 형상이, 산술 평균 거칠기(Ra) 및 자승 평균 평방근 경사(RΔq)가 소정의 범위 내에 있는 방현성 필름이 기재되어 있다.
그러나, 특허 문헌 5에 기재된 방현층은, 미립자의 응집체가 방현층의 면내 방향으로 응집한 것이며, 이러한 응집체를 포함하는 방현층에서는 충분한 방현 성능을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 면내 방향으로 응집한 응집체가 반사광을 증대시켜서 흐릿해짐의 원인으로 되어 있었다.
또한, 예를 들어, 특허 문헌 6에는, 방현층 표면의 10점 표면 거칠기가 소정의 범위 내에 있는 방현 필름이 기재되어 있고, 상기 방현층에 부정형 응집체의 입자를 포함하는 것이 기재되어 있다.
그러나, 특허 문헌 6에서는, 방현층에 포함되는 부정형 응집체의 입자의 응집 상태는 검토되지 않았으며, 방현층의 높이 방향으로 입자가 응집한 응집체나, 방현층의 면내 방향으로 입자가 응집한 응집체가 방현층에 포함되는 것이 기재되어 있다. 이로 인해, 특허 문헌 6에 기재된 방현 필름에서는, 방현층의 표면에 큰 볼록부가 다수 형성되어, 흐릿해짐의 발생을 충분히 억제할 수 없고, 또한, 소위 신틸레이션이라고 불리는 반짝반짝 빛나는 광택이 발생하거나 해서 표시 화면의 시인성이 저하하는 경우가 있었다.
일본 특허 출원 공개 평6-18706호 공보 일본 특허 출원 공개 평10-20103호 공보 일본 특허 출원 공개 제2009-008782호 공보 국제 공개 제2008-020587호 일본 특허 출원 공개 제2008-233870호 공보 일본 특허 출원 공개 제2008-191310호 공보
본 발명은, 상기 현상을 감안하여, 방현성이 우수함과 함께, 흐릿해짐의 발생을 충분히 억제할 수 있으며, 콘트라스트가 높고, 신틸레이션의 발생 등도 적절하게 방지할 수 있고, 또한, 하드 코트성도 구비한 방현성 필름, 상기 방현성 필름의 제조 방법, 상기 방현성 필름을 적용한 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 광 투과성 기재와, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 형성되고, 표면에 요철 형상을 갖는 확산층을 갖는 방현성 필름으로서, 상기 확산층은, 미립자(A)와, (메타)아크릴레이트 모노머를 필수 성분으로서 포함하는 방사선 경화형 바인더를 함유하는 도포액을, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 도포하고 건조해서 도막(塗膜)을 형성하고, 상기 도막을 경화시켜서 이루어지는 것이며, 상기 확산층 중의 미립자(A)는, 50% 이상이 서로의 중심을 연결하는 직선이 상기 광 투과성 기재의 표면에 대하여 경사각을 이루도록 응집한 2개의 응집체를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 방현성 필름이다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 응집체를 형성하는 2개의 미립자(A)의 서로의 중심을 연결하는 직선과, 광 투과성 기재의 표면이 이루는 경사각이 20 내지 70°인 것이 바람직하다.
또한, 상기 도포액은 층상 무기 화합물을 더 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 층상 무기 화합물은 탈크인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방사선 경화형 바인더 100질량부에 대하여, 층상 무기 화합물의 함유량이 2 내지 40질량부인 것이 바람직하다.
또한 상기 미립자(A)는, 스티렌 미립자 및/또는 아크릴-스티렌 공중합 미립자인 것이 바람직하다.
또한, 상기 미립자(A)의 평균 입경을 DA라고 했을 때, 상기 DA는, 확산층의 두께(T)에 대하여, 하기 식(A)를 만족하는 것이 바람직하다.
(1.34×DA) < T < (1.94×DA) (A)
또한, 상기 도포액은 유기 미립자(B)를 더 함유하고, 확산층 중의 상기 유기 미립자(B)는 상기 확산층 중의 미립자(A)보다 평균 입경이 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)는 응집하지 않은 것이 바람직하다.
또한, 상기 도포액은 유기 미립자(B)를 팽윤하는 용제를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)는, 방사선 경화형 바인더가 함침된 함침층을 갖고, 상기 함침층의 평균 두께가 0.01 내지 1.0㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기 미립자(B)의 평균 입경을 DB라고 했을 때, 상기 DB는 확산층의 두께(T)에 대하여, 하기 식(B)를 만족하는 것이 바람직하다.
DB < T (B)
또한, 본 발명은, 광 투과성 기재와, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 형성되고, 표면에 요철 형상을 갖는 확산층을 갖는 방현성 필름의 제조 방법으로서, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 미립자(A) 및 (메타)아크릴레이트 모노머를 필수 성분으로서 포함하는 방사선 경화형 바인더를 함유하는 도포액을 도포하고 건조시켜서 도막을 형성하고, 상기 도막을 경화시켜서 상기 확산층을 형성하는 공정을 갖고, 상기 확산층 중의 미립자(A)는, 50% 이상이 서로의 중심을 연결하는 직선이 상기 광 투과성 기재의 표면에 대하여 경사각을 이루도록 응집한 응집체를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 방현성 필름의 제조 방법이기도 하다.
또한, 본 발명은, 편광 소자를 구비하여 이루어지는 편광판으로서, 상기 편광 소자의 표면에 본 발명의 방현성 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판이기도 하다.
또한, 본 발명은, 최표면에 본 발명의 방현성 필름, 또는 본 발명의 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치이기도 하다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 방현성 필름은, 광 투과성 기재와, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 형성되고, 표면에 요철 형상을 갖는 확산층을 갖는다.
상기 광 투과성 기재는, 평활성, 내열성을 구비하고, 기계적 강도가 우수한 것이 바람직하다. 상기 광 투과성 기재를 형성하는 재료의 구체예로는, 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트), 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스디아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리메타크릴산메틸, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 또는 시클로폴리올레핀 등의 열가소성 수지를 들 수 있고, 바람직하게는 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트), 셀룰로오스트리아세테이트를 들 수 있다.
상기 광 투과성 기재는, 유연성이 풍부한 필름 형상체로서 사용하는 것이 바람직하지만, 경화성이 요구되는 사용 형태에 따라서, 이들 열가소성 수지의 판을 사용하는 것도 가능하며, 또는, 유리판의 판 형상체의 것을 사용해도 좋다.
상기 광 투과성 기재의 두께로는 20 내지 300㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상한이 200㎛이며, 하한이 30㎛이다. 광 투과성 기재가 판 형상체인 경우에는 이들 두께를 초과하는 두께이어도 좋다.
또한, 상기 광 투과성 기재는, 그 위에 방현층을 형성함에 있어서, 접착성 향상을 위해 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 감화 처리, 산화 처리 등의 물리적인 처리 외에, 앵커제 혹은 프라이머라고 불리는 도료의 도포를 미리 행해도 된다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 확산층은, 미립자(A)와, (메타)아크릴레이트 모노머를 필수 성분으로서 포함하는 방사선 경화형 바인더를 함유하는 도포액을, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 도포, 건조해서 도막을 형성하고, 상기 도막을 경화시켜서 이루어지는 것이다.
또한, 본 명세서에서, 모노머란, 전리 방사선 경화해서 폴리머막이 되기 위해, 이 폴리머 막의 기본 구조의 구성 단위가 될 수 있는 분자를 모두 포함한다. 즉, 올리고머나 프레폴리머가 경화막의 기본 단위이면, 올리고머나 프레폴리머도 포함된다.
본 발명에서, 상기 모노머는, 중량 평균 분자량이 5000 이하의 작은 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서, 상기 확산층은, 특별히 설명이 없는 한, 경화한 도막층을 나타낸다.
상기 미립자(A)는, 상기 확산층에 내부 확산 기능과 확산층의 표면에 볼록부를 형성하는 기능을 구비한 미립자다.
도 1은, 상기 확산층 중의 응집체의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 방현성 필름(10)은, 광 투과성 기재(11)의 적어도 한쪽 면 위에 형성된 확산층(12) 중에서, 2개의 미립자(A)(13)가 응집한 응집체를 형성하고 있다. 이 응집체를 형성하는 2개의 미립자(A)(13)는, 서로의 중심을 연결하는 직선이 광 투과성 기재(11)의 표면에 대해 경사각을 이루도록 응집하고 있다.
이러한 응집체를 확산층이 함유하기 때문에, 본 발명의 방현성 필름은, 방현성이 우수함과 함께, 흐릿해짐의 발생을 충분히 억제할 수 있고, 또한, 신틸레이션의 발생도 적절하게 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 확산층 중의 미립자(A)는, 서로의 중심을 연결하는 직선이 상기 광 투과성 기재의 표면에 대해 경사각을 이루도록 응집한 2개의 응집체를 형성하고 있다.
상기 "서로의 중심을 연결하는 직선"이란, 본 발명의 방현성 필름의 확산층을 그 두께 방향으로 절단한 단면에 있어서, 상기 응집체를 구성하는 2개의 미립자(A)의 단면이 그리는 형상의 중심을 연결하는 직선을 의미한다. 상기 "단면이 그리는 형상의 중심"이란, 상기 단면이 그리는 형상은 보통 원이기 때문에, 상기 원의 중심을 의미하며, 상기 단면이 그리는 형상이 원형 이외인 경우, 그 단면의 무게 중심을 의미한다.
또한, 상기 응집체를 형성하는 2개의 미립자(A)는, 서로의 중심을 연결하는 직선과, 상기 광 투과성 기재의 표면이 이루는 경사각이 20 내지 70°인 것이 바람직하다. 20°미만이면, 본 발명의 방현성 필름의 방현성이 떨어지는 경우가 있고, 또한, 확산층에 포함되는 응집체가 외광을 반사해서 흐릿해짐이 발생하는 경우가 있다. 한편, 70°를 초과하면, 상기 응집체가 대응하는 위치의 확산층 표면에 형성되는 볼록부가 지나치게 커져, 본 발명의 방현성 필름에 흐릿해짐의 발생, 신틸레이션의 발생이라는 문제가 발생하는 경우가 있다. 상기 경사각의 보다 바람직한 하한은 30°, 보다 바람직한 상한은 60°이다. 상기 경사각이 상기 범위 내에 있음으로써, 방현 성능, 흐릿해짐 방지성 및 신틸레이션 방지 성능의 밸런스가 매우 우수한 것으로 된다.
또한, 본 명세서에서, 상기 경사각이 20°미만인 경우를 2개의 미립자(A)가 광 투과성 기재의 표면에 대해 평행하게 응집하고 있다고 하고, 상기 경사각이 70°를 초과하는 경우를 2개의 미립자(A)가 광 투과성 기재의 표면에 대해 수직으로 응집하고 있다고 하기로 한다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 확산층 중의 미립자(A)는, 50% 이상이 상술한 응집체를 형성하고 있다.
여기서, 상기 "50% 이상이 상술한 응집체를 형성하고 있다"란, 상기 확산층의 단면을 SEM이나 투과형, 반사형 광학 현미경 등의 현미경 관찰로 랜덤하게 20개의 미립자(A)를 관찰했을 때에, 10개 이상의 미립자(A)가 상술한 응집체를 형성하고 있는 것을 의미한다.
상기 응집체를 형성하는 미립자(A)가 50% 미만이면, 본 발명의 방현성 필름의 방현 성능이 불충분해지거나, 흐릿해짐의 발생이나 신틸레이션의 발생을 충분히 억제할 수 없게 된다. 상기 응집체를 형성하는 미립자(A)의 비율은, 바람직한 하한이 65%이며, 더 바람직한 하한은 80%이다. 상기 응집체를 형성하는 미립자(A)의 비율의 하한이 65%이면, 방현성과 흐릿해짐의 방지 성능이 보다 적합한 것이 되고, 상기 비율의 하한이 80%이면, 충분한 방현성과 콘트라스트를 얻을 수 있다.
또한, 상기 확산층은, 상술한 응집체를 형성하지 않은 미립자(A)가 50% 미만이다. 즉, 상기 확산층은, 상술한 영역 내에서, 단 입자상의 미립자(A)의 수, 2개의 미립자(A)가 광 투과성 기재의 표면에 대해 수직 또는 평행하게 응집한 응집체를 구성하는 미립자(A)의 수, 및 3개 이상의 미립자(A)가 응집한 응집체를 구성하는 미립자(A)의 수의 합계가, 랜덤하게 20개의 미립자(A)를 계측했을 때에 10개 미만이라고 규정할 수도 있다.
이와 같은 미립자(A)로는, 상기 도포액 중의 방사선 경화형 바인더 및/또는 용제에 의해 팽윤되지 않는 입자인 것이 바람직하다.
여기서, "팽윤되지 않는 입자"란, 상기 방사선 경화형 바인더 및/또는 용제에 의해 전혀 팽윤되지 않는 경우 외에, 약간 팽윤되는 경우도 포함한다. 상기 "약간 팽윤되는 경우"란, 상기 확산층 중에서, 상기 미립자(A)에, 후술하는 유기 미립자(B)와 마찬가지의 함침층이 형성되는데, 이 함침층의 평균 두께가 유기 미립자(B)에 형성되는 함침층보다 작고, 또한, 0.1㎛ 미만인 경우를 말한다.
상기 확산층 중의 미립자(A)에 함침층이 형성되어 있는지의 여부의 판단은, 예를 들어, 상기 확산층의 미립자(A)의 단면을 현미경(SEM 등)으로 관찰함으로써 행할 수 있다.
또한, 이하의 설명에서, 상기 확산층 중의 미립자(A)를 "미립자(A2)"라고도 하기로 한다.
상기 방사선 경화형 바인더 및/또는 용제에 의해 팽윤되지 않는 미립자(A)로는, 예를 들어, 실리카 미립자 등의 무기 미립자나, 폴리스티렌 수지, 멜라민 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 올레핀 수지, 또는 이들의 공중합체 등의 유기 미립자로, 가교도를 높인 것 등을 들 수 있다. 이들 미립자(A)는, 단독으로 사용되어도 좋고, 2종 이상이 병용되어도 좋다.
그 중에서도, 굴절률이나 입경의 제어가 용이한 유기 미립자인 것이 바람직하고, 방사선 경화형 바인더와의 굴절률 차를 형성하기 쉬운 점에서(통상의 방사선 경화형 바인더의 굴절률은 1.48 내지 1.54 정도), 멜라민 미립자, 폴리스티렌 미립자 및/또는 아크릴-스티렌 공중합체 미립자가 적절하게 사용된다. 또한, 이하에서는 미립자(A)가 유기 미립자인 것으로 하여 설명한다. 또한, 본 명세서에서, "수지"는, 모노머, 올리고머 등의 수지 성분도 포함하는 개념이다.
여기서, 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지 및 아크릴-스티렌 공중합체에 의한 유기 미립자는, 일반적으로 알려져 있는 제조 방법으로 제조할 때, 모두 재료로서 아크릴-스티렌 공중합 수지를 사용하는 경우가 있다. 또한, 상기 미립자가, 코어-쉘 타입에서는, 코어에 아크릴 수지로 이루어지는 미립자를 사용한 폴리스티렌 미립자나, 반대로 코어에 스티렌 수지로 이루어지는 미립자를 사용한 아크릴 미립자가 존재한다. 이로 인해, 본 명세서에서는, 아크릴 미립자, 폴리스티렌 미립자 및 아크릴-스티렌 공중합 미립자의 구별에 대해서는, 미립자가 갖는 특성(예를 들어, 굴절률)이, 어느 수지에 가장 가까운지로 판단하기로 한다. 예를 들어, 미립자의 굴절률이 1.50 미만이면 아크릴 미립자라 하고, 미립자의 굴절률이 1.50 이상 1.59 미만이면 아크릴-스티렌 공중합체 미립자라 하고, 미립자의 굴절률이 1.59 이상이면 스티렌 미립자로 간주할 수 있다.
또한, 이하, 미립자에 대해서 "고 가교", "저 가교"라고 하는 경우가 있는데, 상기 "고 가교", "저 가교"란, 하기와 같이 정의하기로 한다.
톨루엔과 메틸이소부틸케톤의 혼합물(질량비 8:2)을, 방사선 경화형 바인더(펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PETA), 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(DPHA), 및 폴리메타크릴산메틸(PMMA)의 혼합물(질량비;PETA/DPHA/PMMA=86/5/9)) 100질량부에 대하여, 190질량부 배합한 도포액을 조제한다.
얻어진 도포액에 미립자를 24시간 침지하고, 팽윤이 보이는 미립자를 "저 가교", 팽윤이 보이지 않는 미립자를 "고 가교"라고 정의한다.
여기서, 상술한 바와 같이, 방현성 필름에 충분한 방현 성능을 발휘시키기 위해서는, 확산층의 표면에 큰 볼록부가 형성되는 것이 바람직하고, 예를 들어, 확산층에 대 입경의 미립자를 함유시키면, 용이하게 확산층의 표면에 큰 볼록부를 형성할 수 있다. 그러나, 확산층이 대 입경의 미립자를 함유하는 경우, 그 표면이 거칠어진 상태(본 발명의 방현성 필름을 적용해서 이루어지는 디스플레이의 화상의 윤곽이 흐려지는 등의 화상의 치밀함이 결여된 거칠거칠함이 발생하여, 화질이 치밀함이 결여되서 저하되어버리는 상태)가 되어 화질이 저하하는 경우가 있다. 또한, 미립자의 탈락 방지 등을 위해 확산층을 두껍게 할 필요가 있기 때문에, 형성한 방현성 필름에 컬이 발생하거나, 확산층 형성시의 바인더 성분의 경화 수축 등에 기인한 크랙이 발생한다는 문제가 있다.
본 발명자들은, 이러한 확산층의 방현 성능과 함유시키는 미립자의 크기의 관계에 착안하여 예의 검토한 결과, 확산층에 함유시키는 미립자로서, 비교적 작은 미립자를 선택함과 함께, 상기 미립자를 확산층 중에서 소정의 응집 형태를 취하는 것으로 함으로써, 상술한 대 입경의 미립자를 선택했을 경우의 문제를 회피하면서, 충분한 방현 성능을 발휘할 수 있는 방현성 필름으로 한 것이다.
즉, 본 발명에서는, 상기 확산층에 함유시키는 미립자(A)로서, 종래, 충분한 방현 성능을 발휘시키기 위해 첨가되었던 미립자와 비교해서, 보다 작은 입경의 것을 선택하는 것이다.
상기 미립자(A)의 평균 입경으로는, 구체적으로는 0.5 내지 10.0㎛의 범위의 것이 적합하다. 0.5㎛ 미만이면, 상술한 응집체를 소정의 비율로 형성할 수가 없어, 본 발명의 방현성 필름의 방현 성능이 불충분해지는 경우가 있다. 한편, 10.0㎛를 초과하면, 확산층 표면에 형성되는 요철 형상이 커져, 본 발명의 방현성 필름에 흐릿해짐이나 신틸레이션이 발생하는 경우가 있다. 보다 바람직한 하한은 1.0㎛, 보다 바람직한 상한은 8.0㎛이다.
또한, 상기 미립자(A)의 평균 입경이란, 도막 중에서의 입경이며, 함유되는 각각의 미립자의 형상이 단일한 입자이면, 그 산술 평균을 의미하고, 넓은 입도 분포를 갖는 부정형의 미립자이면, 입도 분포 측정에 의해, 가장 많이 존재하는 미립자의 입경을 의미한다. 또한, 입경은, 미립자만의 상태일 때는, 콜터 카운터법 등에 의해 계측할 수 있다. 그러나, 도막 중에 존재하는 미립자는, 팽윤 등에 의해 분체 상태와는 다른 입경을 나타내는 경우가 있으므로, 본 발명의 방현성 필름의 확산층 중에서의 상기 미립자(A)의 평균 입경은, 투과형 광학 현미경 관찰이나 단면 SEM 사진 촬영에 의해 측정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 응집체를 형성하는 미립자(A)의 평균 입경을 DA라고 했을 때, 상술한 2개의 미립자(A)의 경사각의 위치 관계로부터, 응집체를 형성하는 2개의 미립자(A)의 서로의 중심을 연결하는 직선과 광 투과성 기재의 표면이 이루는 경사각을 θ라고 정의했을 때, 2개의 미립자(A)가 인접한 응집체의 두께 방향의 높이는,
1/2DA + DAsinθ + 1/2DA = DA(1+sinθ)
이 된다.
이때, sin20°≒ 0.34, sin70°≒ 0.94의 근사값을 사용하면, 경사각 20°시의 응집체의 두께 방향의 높이는 (1.34×DA), 경사각 70°시의 응집체의 두께 방향의 높이는 (1.94×DA)가 되므로, 상기 DA는, 상기 확산층의 두께(T)와의 위치 관계로서, 하기 식(A)를 만족하는 것이 바람직하다.
(1.34×DA) < T < (1.94×DA) (A)
응집체를 형성하는 미립자(A)의 평균 입경(DA)과 확산층의 두께(T)가 상기 식(A)의 관계를 만족함으로써, 상술한 응집체를 적절하게 형성할 수 있다.
즉, 확산층 두께가 평균 입경의 1.34배 이하이면, 상술한 응집체를 구성하는 2개의 미립자(A)의 중심을 연결하는 직선과 광 투과성 기재의 표면이 이루는 경사각이 지나치게 작아지는 경우가 있고, 1.94배 이상이면 상술한 응집체를 구성하는 2개의 미립자(A)의 중심을 연결하는 직선과 광 투과성 기재의 표면이 이루는 경사각이 지나치게 커지는 경우가 있다.
보다 바람직한 범위는, 상술한 2개의 미립자(A)의 경사각의 위치 관계로부터, sin30°≒ 0.50, sin60°≒ 0.87의 근사값을 사용한 하기 식(A')이다.
(1.50×DA) < T < (1.87×DA) (A')
또한, 상기 확산층의 두께(T)란, 방현성 필름 단면의 SEM 사진에 의해 측정한 확산층의 두께의 평균값을 의미한다.
또한, 특별히 기재하지 않는 한, 상기 DA는, 경화 후의 확산층에서의 미립자(A)의 평균 입경을 나타낸다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 미립자(A)로는, 예를 들어, 사전에 가교도가 서로 다른 유기 미립자를 사용한 도포액으로 방현 필름을 제작하고, 바람직한 함침 정도에 합치하는 유기 미립자를 선정해서 사용하면 좋다.
상기 도포액에서의 미립자(A)의 함유량으로는 특별히 한정되지 않지만, 후술하는 방사선 경화형 바인더 100질량부에 대하여 0.5 내지 30질량부인 것이 바람직하다. 0.5질량부 미만이면, 본 발명의 방현성 필름의 방현 성능이 불충분해지는 경우가 있고, 또한, 신틸레이션이 발생하기 쉬워지는 경우도 있다. 한편, 30질량부를 초과하면, 본 발명의 방현성 필름을 사용한 화상 표시층의 콘트라스트가 저하하는 경우가 있다. 상기 미립자(A)의 함유량의 보다 바람직한 하한은 1질량부, 보다 바람직한 상한은 20질량부다. 이 범위 내에 있음으로써, 보다 상술한 효과를 확실하게 할 수 있다.
상기 도포액은, 유기 미립자(B)를 더 함유하는 것이 바람직하다.
상기 유기 미립자(B)와 바인더의 굴절률의 차는 0.04 미만인 것이 바람직하다.
상기 유기 미립자(B)는, 상기 유기 미립자(B)에 대응하는 위치의 확산층의 표면에 주로 볼록부를 형성하는 것이며, 이러한 유기 미립자(B)를 함유함으로써, 형성하는 확산층에 매끄러운 요철을 형성하여 방현성과 콘트라스트의 양립을 도모할 수 있다.
상기 유기 미립자(B)를 구성하는 재료로는, 후술하는 방사선 경화형 바인더 및/또는 용제에 의해 팽윤되는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 스티렌 수지, 아크릴 수지, 올레핀 수지, 또는 이것들의 공중합체 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 아크릴 수지가 적절하게 사용되고, 나아가 미립자를 제조할 때, 가교 밀도를 향상시키는 등 가교의 정도를 변경한 타입의 가교 아크릴 수지가 바람직하다. 또한, 본 명세서에서, "수지"는, 반응성 또는 비 반응성의 폴리머, 모노머, 올리고머 등의 수지 성분도 포함하는 개념이다.
여기서, 아크릴 수지, 스티렌 수지 및 아크릴-스티렌 공중합체에 의한 유기 미립자는, 일반적으로 알려져 있는 제조 방법으로 제조할 때, 모두 재료로서 아크릴-스티렌 공중합 수지를 사용하는 경우가 있다. 또한, 상기 유기 미립자(B)가, 코어-쉘 타입의 미립자로는, 코어에 아크릴 수지로 이루어지는 미립자를 사용한 스티렌 미립자나, 반대로 코어에 스티렌 수지로 이루어지는 미립자를 사용한 아크릴 미립자가 존재한다. 이로 인해, 본 명세서에서는, 아크릴 미립자, 스티렌 미립자 및 아크릴-스티렌 공중합 미립자의 구별에 대해서는, 미립자가 갖는 특성(예를 들어, 굴절률)이, 어느 수지에 가장 가까운지로 판단하기로 한다. 예를 들어, 미립자의 굴절률이 1.50 미만이면 아크릴 미립자라 하고, 미립자의 굴절률이 1.50 이상 1.59 미만이면 아크릴-스티렌 공중합체 미립자라 하고, 미립자의 굴절률이 1.59 이상이면 스티렌 미립자로 간주할 수 있다.
상기 가교 아크릴 수지로는, 예를 들어, 아크릴산 및 아크릴산에스테르, 메타크릴산 및 메타크릴산에스테르, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등의 아크릴계 모노머에, 과황산 등의 중합 개시제 및 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 등의 가교제를 사용하여, 현탁 중합법 등에 의해 중합시켜서 얻어지는 단독 중합체나 공중합체가 적합하다.
상기 아크릴계 모노머로서, 메틸메타크릴레이트를 사용해서 얻어진 가교 아크릴 수지가 특히 적합하다. 또한, 후술하는 방사선 경화형 바인더 및/또는 용제에 의한 팽윤 정도를 조정함으로써 후술하는 함침층의 두께를 제어할 수 있는데, 이를 위해서는, 방사선 경화형 바인더의 함침량이 바람직한 범위가 되도록 가교의 정도를 바꾸어 두는 것이 바람직하다.
상기 유기 미립자(B)의 평균 입경으로는 특별히 한정되지 않지만, 상술한 미립자(A)의 평균 입경과 동등해도 좋다. 단, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)는, 상기 확산층 중의 미립자(A2)보다 평균 입경이 큰 것인 것이 바람직하다. 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)의 평균 입경이 상기 확산층 중의 미립자(A2)의 평균 입경 이하이면, 상기 미립자(A)를 첨가하는 것의 효과를 거의 얻을 수 없는 경우가 있다.
또한, 상기 유기 미립자(B)의 확산층 중에서의 평균 입경을 DB라고 했을 때, 상기 DB는, 상기 확산층의 두께(T)에 대하여 하기 식(B)를 만족하는 것이 바람직하다.
DB < T (B)
상기 유기 미립자(B)의 평균 입경(DB)이 상기 식(B)를 만족하지 않을 경우, 즉, 상기 유기 미립자(B)의 평균 입경(DB)이, 확산층의 두께(T) 이상의 값일 경우, 상기 유기 미립자(B)에 의해 확산층 표면에 형성되는 요철 형상이 커져, 본 발명의 방현성 필름의 하드 코트성이 떨어지거나, 화상 표시 장치에 적용했을 때의 콘트라스트의 저하를 야기하는 경우가 있다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)는, 후술하는 방사선 경화형 바인더가 함침된 함침층을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이하의 설명에서, 상기 함침층이 형성된 유기 미립자(B), 즉 확산층 중의 유기 미립자(B)를 "유기 미립자(B2)"라고도 한다.
상기 함침층을 가짐으로써, 상기 유기 미립자(B2)는, 확산층의 방사선 경화형 바인더의 경화물(이하, 바인더 수지라고도 함)과의 밀착성이 지극히 우수한 것으로 된다. 또한, 유기 미립자(B2)에서의 상기 함침층은, 방사선 경화형 바인더와 유기 미립자(B2)를 구성하는 재료가 혼합된 상태에서 형성된 것이므로, 상기 함침층의 굴절률은, 방사선 경화형 바인더의 굴절률과 유기 미립자(B)의 굴절률의 사이의 굴절률이 되어, 상기 유기 미립자(B2)(함침층)와 바인더 수지의 계면에서의 상기 확산층의 투과광의 반사를 적절하게 감소시킬 수 있다. 또한, 동시에, 상기 함침층은, 적당한 층 두께이며, 유기 미립자(B2)의 중심은, 초기의 유기 미립자(B)의 굴절률을 유지하고 있으므로, 내부 확산이 감소하지 않아, 신틸레이션을 적절하게 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 후술하는 바와 같이, 상기 함침층은, 상기 방사선 경화형 바인더 및/또는 용제가, 유기 미립자(B)를 팽윤시킴으로써 형성되는 층이기 때문에, 상기 유기 미립자(B2)는, 매우 유연성이 풍부한 미립자가 된다. 이로 인해, 상기 확산층의 표면의 유기 미립자(B2)에 대응하는 위치에 형성되는 볼록부의 형상을 완만한 것으로 할 수 있다. 또한, 이 점에 대해서는, 나중에 더욱 상세하게 설명한다.
상기 함침층은, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B2)의 외표면으로부터 그 중심을 향해, 방사선 경화형 바인더가 함침되어 형성된 층이다. 또한, 상기 함침층은, 방사선 경화형 바인더 중 저분자량 성분, 즉, 주로 모노머가 함침되서 형성된 층이며, 고분자량 성분인 방사선 경화형 바인더의 중합물인 폴리머나 올리고머는 함침되기 어렵다. 단, 올리고머나 폴리머라도 분자량이 비교적 작은 것이거나, 모노머가 함침할 때에 함께 함침되는 경우도 있다.
상기 함침층은, 예를 들어, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B2)의 단면을 현미경(SEM 등) 관찰함으로써 판별할 수 있다.
또한, 상기 함침층에 함침되는 방사선 경화형 바인더는, 구성하는 전체 성분이 함침된 것이어도 좋고, 구성하는 성분의 일부가 함침된 것이어도 좋다.
상기 함침층은, 평균 두께가 0.01 내지 1.0㎛인 것이 바람직하다. 0.01㎛ 미만이면, 상술한 함침층을 형성함으로써 얻어지는 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있고, 1.0㎛를 초과하면, 유기 미립자(B2)의 내부 확산 기능이 충분히 발휘되지 않게 되어, 신틸레이션의 방지 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다. 상기 함침층의 평균 두께의 보다 바람직한 하한은 0.1㎛, 보다 바람직한 상한은 0.8㎛이다. 이 범위 내에 있음으로써, 상술한 효과를 더 발휘할 수 있다. 또한, 유기 미립자(B2)의 함침층이 형성되지 않은 부분의 직경은, 광의 파장 이상인 것이, 내부 확산 기능을 확보하여 신틸레이션을 방지하는 관점에서 바람직하다.
또한, 상기 함침층의 평균 두께란, 방현성 필름의 단면 SEM 사진에서 관찰되는 유기 미립자(B2)의 함침층의 두께의 평균값을 의미한다. 구체적으로는, 상기 확산층의 단면을 SEM으로 3000 내지 5만배로, 함침층이 있는 미립자가 반드시 1개 이상 존재하고 있는 임의의 5 장면을 관찰하여 촬영한 후에, 함침층의 두께를 미립자 1개에 대해서 2점 측정하여, 측정값 10점을 평균한 값으로서 구할 수 있다. 상기 함침층의 두께의 측정은, 미립자 주위의 바인더 수지와 미립자의 경계선이 비교적 명료하고, 또한, 최대 함침되어 있는 부분을 2점 선택해서 행한다.
여기서, 유기 미립자는, 일반적으로 가교된 구조를 갖지만, 이 가교의 정도에 따라 상기 방사선 경화형 바인더 및/또는 용제에 의한 팽윤 정도가 달라지며, 통상, 유기 미립자는, 가교도가 높아지면 팽윤도가 낮아지고, 가교도가 낮으면 팽윤도가 높아진다. 이로 인해, 예를 들어, 상기 유기 미립자(B)를 구성하는 재료가 상술한 가교 아크릴 수지인 경우, 상기 유기 미립자(B2)의 함침층의 두께는, 상기 가교 아크릴 수지의 가교의 정도를 적절하게 조정함으로써 원하는 범위로 제어할 수 있다. 또한, 반사 방지 성능과 신틸레이션 방지의 관점에서, 상기 유기 미립자(B2)는, 중심부일수록 가교도를 높게 하는 것이 보다 바람직하고, 상기 유기 미립자(B2)의 함침층의 두께보다 내측은 함침성이 나오지 않는 가교도이며, 또한, 표면일수록 가교도가 낮은 것이 가장 바람직하다. 또한, 상술한 미립자(A)에 대해서도 마찬가지다.
또한, 상기 유기 미립자(B)의 평균 입경을 DB1이라 하고, 확산층 중의 유기 미립자(B2)의 평균 입경을 DB2라고 했을 때, 상기 DB1, DB2는, 하기 식(2)를 만족하는 것이 바람직하다.
0.01㎛ < DB2 - DB1 < 1.0㎛ (2)
상기 식(2)에서, "DB2-DB1"이 0.01㎛ 이하이면, 상기 함침층의 두께가 지나치게 얇아져, 상술한 함침층을 형성함으로써 얻어지는 효과를 얻을 수 없는 경우가 있다. "DB2-DB1"이 1.0㎛ 이상이면 표면에 형성되는 요철이 지나치게 커지는 것 외에, 내부 확산 기능이 충분히 발휘되지 않게 되어, 신틸레이션의 방지 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다.
상기 "DB2-DB1"의 보다 바람직한 하한은 0.1㎛, 보다 바람직한 상한은 0.5㎛이다. "DB2-DB1"이 이 범위에 있음으로써, 상술한 효과를 더 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 유기 미립자(B)가 확산층 중에서 함침층을 갖는 경우, 이러한 유기 미립자(B)로는, 예를 들어, 사전에 가교도가 서로 다른 유기 미립자를 사용한 도포액으로 방현성 필름을 제작하여, 바람직한 함침 정도에 합치하는 유기 미립자를 선정해서 사용하면 된다.
또한, 본 발명의 방현성 필름은, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)에 함침층이 형성되는 경우, 상술한 미립자(A) 및 유기 미립자(B)의 평균 입경을 각각 DA1 및 DB1이라 하고, 확산층 중의 미립자(A2) 및 유기 미립자(B2)의 평균 입경을 각각 DA2 및 DB2라고 했을 때, 상기 DA1, DB1, DA2 및 DB2는, 하기 식(3)을 만족하는 것이 바람직하다.
1.0㎛ > DB2 - DB1 > DA2 - DA1 ≥ 0 (3)
상기 식(3)을 만족함으로써, 확산층 표면의 요철 형상을 매끄러운 것으로 함과 함께, 내부 확산에 기여하는 입자에 대한 바인더 등의 함침에 의한 입자의 굴절률의 변화가 억제되거나 하기 때문에, 내부 확산의 유지가 용이해지고, 또한, 확산층 중의 입자 표면에서의 반사가 감소하므로, 본 발명의 방현성 필름의 흐릿해짐 방지 및 신틸레이션 방지를 보다 확실하게 할 수 있다.
또한, 상기 유기 미립자(B)는, 상기 확산층 중에서 상기 확산층의 두께 방향(세로 방향)으로 응집하지 않는 것이 바람직하다. 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)가 상기 확산층의 두께 방향으로 겹쳐지는 응집을 하고 있으면, 응집된 유기 미립자(B)에 대응하는 위치의 확산층의 표면에 큰 볼록부가 형성되어, 본 발명의 방현성 필름에 흐릿해짐이나 신틸레이션이 발생해버리는 경우가 있다. 또한, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)의 응집은, 예를 들어, 후술하는 층상 무기 화합물을 함유시킴으로써 적절하게 방지할 수 있다. 또한, 상기 유기 미립자(B)의 응집이 확산층의 두께 방향과 수직 방향(가로 방향)인 경우에는, 세로 방향의 응집보다 상기 문제를 일으키는 경우가 적지만, 응집 덩어리가 지나치게 커지면, 마찬가지 문제도 일어나기 때문에, 세로 방향의 응집의 경우와 마찬가지로 층상 무기물 화합물의 첨가가 적합하다.
상기 도포액에서의 유기 미립자(B)의 함유량으로는 특별히 한정되지 않지만, 후술하는 방사선 경화형 바인더 100질량부에 대하여, 0.5 내지 30질량부인 것이 바람직하다. 0.5질량부 미만이면, 확산층의 표면에 충분한 요철 형상을 형성할 수가 없어, 본 발명의 방현성 필름의 방현 성능이 불충분해지는 경우가 있다. 한편, 30질량부를 초과하면, 상기 도포액 중에서 유기 미립자(B)끼리의 응집이 발생하기 쉬워져, 상기 확산층 중에 상술한 세로 또는 가로 방향으로의 응집이 발생하여, 확산층의 표면에 큰 볼록부가 형성되어 흐릿해짐이나 신틸레이션이 발생해버리는 경우가 있다. 상기 유기 미립자(B)의 함유량의 보다 바람직한 하한은 1.0질량부, 보다 바람직한 상한은 20질량부다. 이 범위 내에 있음으로써, 상술한 효과를 보다 확실하게 할 수 있다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 방사선 경화형 바인더로는, (메타)아크릴레이트 모노머를 필수 성분으로서 포함하는 것이다.
상기 (메타)아크릴레이트 모노머를 필수 성분으로서 포함함으로써, 상기 확산층을, 하드 코트성을 손상시키지 않고 상술한 응집체를 포함하는 것으로 할 수 있다.
이러한 방사선 경화형 바인더로는, 상술한 유기 미립자(B)를 팽윤시키는 것을 적절하게 들 수 있으며, 투명성인 것이 바람직하고, 예를 들어, 자외선 또는 전자선에 의해 경화하는 전리 방사선 경화형 수지를 들 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "(메타)아크릴레이트"란, 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 가리키는 것이다.
상기 (메타)아크릴레이트 모노머로는, 예를 들어, (메타)아크릴레이트계의 관능기를 갖는 화합물 등의 1 또는 2 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다.
하나의 불포화 결합을 갖는 화합물로는, 예를 들어, 에틸(메타)아크릴레이트, 에틸헥실(메타)아크릴레이트, 스티렌, 메틸스틸렌, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 2 이상의 불포화 결합을 갖는 화합물로는, 예를 들어, 폴리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 헥산디올디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 F EO 변성 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A EO 변성 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 이소시아누르산 EO 변성 디(메타)아크릴레이트, 이소시아누르산 EO 변성 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 PO 변성 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 EO 변성 트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트 등의 다관능 화합물과 (메타)아크릴레이트 등의 반응 생성물(예를 들어, 다가 알코올의 폴리(메타)아크릴레이트에스테르) 등을 들 수 있다.
또한, 2 이상의 불포화 결합을 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트나 폴리에스테르(메타)아크릴레이트도 들 수 있다.
상기 전리 방사선 경화형 수지로는 상기 화합물 이외에, 불포화 이중 결합을 갖는 비교적 저분자량의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지 등도 상기 전리 방사선 경화형 수지로서 사용할 수 있다.
상기 전리 방사선 경화형 수지를 자외선 경화형 수지로서 사용할 경우에는, 상기 도포액은, 광중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 광중합 개시제로는, 구체예에는, 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러 벤조일벤조에이트, α-아밀옥심에스테르, 티옥산톤류, 프로피오페논류, 벤질류, 벤조인류, 아실포스핀옥시드류를 들 수 있다. 또한, 광증감제를 혼합해서 사용하는 것이 바람직하고, 그 구체예로는, 예를 들어 n-부틸아민, 트리에틸아민, 폴리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제로는, 상기 자외선 경화형 수지가 라디칼 중합성 불포화기를 갖는 수지계인 경우에는, 아세토페논류, 벤조페논류, 티옥산톤류, 벤조인, 벤조인메틸에테르 등을 단독 또는 혼합해서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 자외선 경화형 수지가 양이온 중합성 관능기를 갖는 수지계인 경우에는, 상기 광중합 개시제로는, 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요오드늄염, 메탈로센 화합물, 벤조인술폰산 에스테르 등을 단독 또는 혼합물로서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 광중합 개시제의 첨가량은, 자외선 경화형 수지 100질량부에 대하여 0.1 내지 10질량부인 것이 바람직하다.
상기 전리 방사선 경화형 수지는, 용제 건조형 수지(열가소성 수지 등, 도포 시공시에 고형분을 조정하기 위해 첨가한 용제를 건조시키는 것만으로 피막이 되는 수지)와 병용해서 사용할 수도 있다. 이 경우, 상기 용제 건조형 수지는, 첨가제적 역할을 담당하는 것이며, 주로 전리 방사선 경화형 수지를 사용한다. 상기 용제 건조형 수지의 첨가량으로는, 상기 도포액에 포함되는 수지 성분의 전체 고형분에 대하여 40질량% 이하인 것이 바람직하다.
상기 용제 건조형 수지로는, 주로 열가소성 수지를 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로는, 일반적으로 예시되는 것이 이용된다. 상기 용제 건조형 수지의 첨가에 의해, 도포면의 도막 결함을 유효하게 방지할 수 있다.
바람직한 열가소성 수지의 구체예로는, 예를 들어, 스티렌계 수지, (메타)아크릴계 수지, 아세트산비닐계 수지, 비닐에테르계 수지, 할로겐 함유 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 셀룰로오스 유도체, 실리콘계 수지 및 고무 또는 엘라스토머 등을 들 수 있다.
상기 열가소성 수지로는, 통상, 비결정성이며, 또한 유기 용제(특히 복수의 폴리머나 경화성 화합물을 용해 가능한 공통 용제)에 가용인 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 성형성 또는 제막성, 투명성이나 내후성이 높은 수지, 예를 들어 스티렌계 수지, (메타)아크릴계 수지, 지환식 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스 유도체(셀룰로오스에스테르류 등) 등이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 상기 광 투과성 기재의 재료가 트리아세틸셀룰로오스 "TAC" 등의 셀룰로오스계 수지인 경우, 열가소성 수지의 바람직한 구체예로서, 셀룰로오스계 수지, 예를 들어 니트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 에틸히드록시에틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 상기 셀룰로오스계 수지를 사용함으로써, 광 투과성 기재와 확산층의 밀착성 및 투명성을 향상시킬 수 있다.
상기 도포액은, 열경화성 수지를 더 함유하고 있어도 된다. 상기 열경화성 수지로는, 예를 들어 페놀 수지, 요소 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 멜라닌 수지, 구아나민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아미노알키드 수지, 멜라민-요소 공축합 수지, 규소 수지, 폴리실록산 수지 등을 들 수 있다. 열경화성 수지를 사용하는 경우, 필요에 따라서, 가교제, 중합 개시제 등의 경화제, 중합 촉진제, 용제, 점도 조정제 등을 병용해서 사용할 수도 있다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 방사선 경화형 바인더의 굴절률과, 미립자(A) 및 유기 미립자(B)의 굴절률의 차를 각각 ΔA 및 ΔB라고 했을 때, 상기 ΔA 및 ΔB는, 하기 식(1)을 만족하는 것이 바람직하다.
|ΔB| < |ΔA| (1)
상기 식(1)을 만족함으로써, 유기 미립자(B)에 의한 확산 각이 작은 내부 확산과 미립자(A)에 의한 확산 각이 큰 내부 확산을 모두 갖는 신틸레이션이 없고 화면 휘도의 균일성이 우수한 방현성 필름을 얻을 수 있다.
또한, 상기 방사선 경화형 바인더, 미립자(A) 및 유기 미립자(B)의 굴절률의 측정 방법으로는 임의의 방법을 들 수 있는데, 예를 들어, 베케법, 최소 편각법, 편각 해석, 모드·라인법, 엘립소메트리법 등에 의해 측정할 수 있다.
또한, 상기 방사선 경화형 바인더가, 상기 (메타)아크릴레이트와 그 이외의 수지를 함유하는 경우, 상기 방사선 경화형 바인더의 굴절률이란, 미립자를 제외한 함유하는 모든 수지 성분에 의한 굴절률을 말한다.
상기 굴절률의 바람직한 측정 방법으로는, 방사선 경화형 바인더이면, 경화막에서 바인더 부분만을 제거하여 베케법으로 측정하는 방법을 들 수 있다. 또한, NTT 어드밴스 테크놀러지사제의 투과형 위상 시프트 레이저 현미 간섭 계측 장치 PLM-OPT를 사용해서 위상차를 측정함으로써, 유기 미립자와 수지 성분의 굴절률차를 실측할 수 있다. 따라서 유기 미립자의 굴절률에 대해서는, 앞서 구한 수지 성분의 굴절률±굴절률차라는 형태로 구하는 방법을 들 수 있다.
상기 도포액은, 용제를 더 함유하는 것이 바람직하다.
상기 용제로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 물, 알코올(예, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 벤질알코올), 케톤(예, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜탄온), 에스테르(예, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 포름산메틸, 포름산에틸, 포름산프로필, 포름산부틸), 지방족 탄화수소(예, 헥산, 시클로헥산), 할로겐화 탄화수소(예, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 사염화탄소), 방향족 탄화수소(예, 벤젠, 톨루엔, 크실렌), 아미드(예, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, n-메틸피롤리돈), 에테르(예, 디에틸에테르, 디옥산, 테트라히드로푸란), 에테르 알코올(예, 1-메톡시-2-프로판올) 등을 들 수 있다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 방사선 경화형 바인더 및 용제는, 모두 상기 유기 미립자(B)를 팽윤시키는 성질의 것을 선택해서 사용해도 되지만, 어느 한쪽만이 상기 유기 미립자(B)를 팽윤시키는 성질의 것을 선택해서 사용해도 된다.
또한, 상기 유기 미립자(B)의 함침층의 형성은, 팽윤시키는 성질을 갖는 용제가 존재함으로써, 상기 방사선 경화형 바인더의 팽윤성 정도에 의존하지 않고, 보다 확실하게 행할 수 있으므로, 적어도 상기 용제는, 상기 유기 미립자(B)를 팽윤시키는 성질을 갖는 것이 보다 바람직하다. 이것은, 상기 유기 미립자(B)에, 우선, 상기 용제가 작용해서 상기 유기 미립자(B)가 팽윤하고, 계속해서 상기 방사선 경화형 바인더에 포함되는 저분자량 성분이 함침되어 가기 때문이라고 유추하고 있다.
본 발명의 방현성 필름에서는, 상기 방사선 경화형 바인더 및 용제의 조합으로는, 그 중에서도, 방사선 경화형 바인더로서, 분자량이 작고 함침되기 쉬운 점에서 (메타)아크릴레이트 모노머와, 용제로서, 상기 유기 미립자(B)를 팽윤시키는 성질이 강한 케톤, 에스테르계와의 조합이 바람직하다.
또한, 상기 용제를 혼합해서 사용하여, 유기 미립자(B)의 팽윤 정도를 조정함으로써, 상기 방사선 경화형 바인더에 포함되는 저분자량 성분의 함침량을 제어할 수 있다.
또한, 광 투과성 기재로서 셀룰로오스트리아세테이트(이하, TAC 기재라고도 함)를 사용하는 경우에는, 광 투과성 기재에 대한 확산층의 계면 밀착성이나 계면에서 발생하는 간섭 무늬 방지를 위해, 상기 TAC 기재를 팽윤시키고, 또한, TAC 기재 중에 용제 및 수지 성분 중의 저분자량 성분을 함침시킬 수 있는 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 미립자(B) 팽윤을 위해 사용하는 용제와 TAC 기재에 함침되는 용제가 공통된다면 더욱 좋다. 즉, TAC 기재에 대한 용제와, 미리 함침층을 갖는 유기 미립자(B)를 조제할 경우에 사용하는 용제가 거의 동일하면, 상기 도포액이 함유하는 화합물 밸런스가 매우 안정된 상태로 되어, 장시간, 방현성 필름을 가공하는 경우에도 안정 가공할 수 있는 우수한 도포액으로 할 수 있다.
그러한 용제로서 바람직한 것은, 메틸이소부틸케톤 등이다. 또한, 수지 성분 중의 저분자량 성분으로서 바람직한 것은, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이다.
또한, 상기 도포액은, 층상 무기 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 형성하는 확산층이 상기 층상 무기 화합물을 함유하게 되며, 상기 확산층의 하드 코트성, 컬 방지성, 내 자외선성, 크랙 방지성 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 상술한 미립자(A)의 응집체를 적절하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 유기 미립자(B)를 함유하는 경우, 상기 미립자(A)를 적절하게 응집함과 함께, 상기 미립자(A)와 유기 미립자(B)의 응집을 방지할 수 있기 때문이다.
상기 층상 무기 화합물로는, 본 발명의 방현성 필름의 투명성을 유지하기 위해서, 입자 직경 D50(레이저 회절법)은, 0.3 내지 5.0㎛가 바람직하고, 보다 바람직한 것은 0.5 내지 3.0㎛인 것이다. 상기 층상 무기 화합물은 판 형상의 입자이기 때문에, 입자 직경에는 D50을 사용하지만, 예를 들어, D50이 0.6㎛의 탈크를 사용했을 경우, 확산층의 단면 SEM 관찰을 실시하면, 대략 긴 직경이 대부분의 입자에서 0.6㎛ 정도로 보인다.
상기 층상 무기 화합물로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 몬모릴로나이트, 바이데라이트, 논트로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 소코나이트, 스티븐사이트, 버미큘라이트, 할로이사이트, 카올리나이트, 엔델라이트, 딕카이트, 탈크, 파이로필라이트, 마이카, 마가라이트, 백운모, 금운모, 테트라실릴릭마이카, 테니올라이트, 안티고라이트, 클로라이트, 쿠크아이트, 난타이트 등을 들 수 있다. 이들 층상 무기 미립자는, 천연물이어도 좋고 합성물이어도 좋다.
그 중에서도, 상기 층상 무기 화합물로는, Si, Al, Mg, O 원소를 함유하는 무기 화합물이 바람직하고, 이러한 원소를 함유하는 화합물로서 탈크가 적합하다.
상기 층상 무기 화합물로서 탈크를 함유함으로써, 예를 들어, 상기 유기 미립자(B)로서 가교 아크릴 비즈, 미립자(A)로서 스티렌을 사용했을 경우, 확산층 중에서의 상술한 미립자(A)의 응집체의 형성, 및 확산층 중의 유기 미립자(B)의 응집, 및 미립자(A)와 유기 미립자(B)의 응집의 방지를 적절하게 제어할 수 있다. 그 결과, 얻어지는 방현성 필름의 방현성, 흐릿해짐 방지성, 신틸레이션 방지성을 고 레벨로 달성할 수 있다.
이것은, 상기 탈크가 친유성이 높은 물질인 것이 영향을 미치고 있는 것으로 추측하고 있다. 즉, 미립자(A)(스티렌)가 친유성, 유기 미립자(B)(가교 아크릴 수지)가 친수성의 각 성질을 갖기 때문에, 양쪽 미립자가 응집하는 것을, 친유성이 높은 탈크가 조정하고 있는 것으로 추측하고 있다.
또한, 상기 층상 무기 화합물이란, 층상 구조가 되는 무기 화합물을 말하며, 단면 현미경 관찰에서 침상 또는 섬유상으로 보이는 것도 포함한다.
또한, 아크릴-스티렌의 공중합 미립자에서는, 친수성이 강한 아크릴 성분과 친유성이 강한 스티렌 성분의 비율을 바꿈으로써 적당한 친수 또는 친유성을 갖게 하는 것이 용이하기 때문에, 상기 층상 무기 화합물에 의한 응집 성능을 발휘하는 것을 용이하게 행할 수 있다.
상기 도막이 상기 층상 무기 화합물을 함유하는 경우, 그 함유량으로는, 상기 방사선 경화형 바인더 100질량부에 대하여, 1질량부를 초과하고, 40질량부 이하가 되도록 조정되는 것이 바람직하다. 1질량부 이하이면, 상기 층상 무기 화합물을 함유시키는 효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있고, 40질량부를 초과하면, 도포액의 점도가 지나치게 높아지기 때문에, 본 발명의 방현성 필름의 표면의 매끄러움을 얻을 수 없게 되어 광학적 특성이 떨어지거나, 도포액의 점도가 지나치게 높아져서 도포할 수 없는 경우가 있다. 상기 층상 무기 화합물의 함유량의 보다 바람직한 하한은, 2질량부, 보다 바람직한 상한은 30질량부다. 이 범위에 있음으로써, 상기 미립자의 적합한 응집 및 경사각을 보다 확실하게 하는 것이 가능해진다.
상기 도포액은, 상술한 각 재료를 혼합함으로써 조제할 수 있다.
상기 각 재료를 혼합해서 도포액을 조제하는 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 페인트 셰이커 또는 비즈 밀 등을 사용하면 된다.
상기 확산층은, 상기 도포액을 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 도포, 건조해서 도막을 형성하고, 상기 도막을 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
상기 도포액의 도포 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 롤 코트법, 메이어 바 코트법, 그라비아 코트법, 다이 코트법 등을 들 수 있다.
상기 도포액을 도포해서 형성하는 도막의 두께로는 특별히 한정되지 않고, 표면에 형성하는 요철 형상, 사용하는 재료 등을 고려해서 적절하게 결정된다. 바람직하게는, 건조 막 두께로서 1 내지 20㎛ 정도이며, 2 내지 15㎛가 보다 바람직하다. 막 두께가 1㎛ 미만이면 하드 코트성이 떨어지고, 20㎛를 초과하면 컬이나 크랙이 발생하기 쉬워지기 때문이다.
상기 확산층의 두께는, 확산층의 단면 SEM 관찰 등으로 측정할 수 있다. 측정하는 경우에는, 유기 미립자(A2)가 존재하지 않는 확산층 표면 위치에서 광 투과성 기재 계면까지의 두께를 5점 이상 측정하여, 그 평균값을 구한다.
여기서, 본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 확산층 중의 상기 미립자(A)는, 상술한 2개의 응집체를 형성하고 있다.
이러한 응집체는, 예를 들어, 상기 도포액이 층상 무기 화합물을 함유하는 경우, 이하와 같은 방법으로 형성할 수 있다.
즉, 우선, 상기 미립자(A)가 그 친수/소수의 정도에 따라서 2개 응집하는 것에 적합한 층상 무기 화합물(예를 들어, 탈크)의 종류와 양을, 사전에 체크해서 결정한다.
계속해서, 결정한 층상 무기 화합물을, 상기 미립자(A) 등과 함께 상기 도포액에 혼합하고, 상기 도포액을 사용해서 형성하는 도막을 상술한 막 두께 범위로 한다.
이러한 방법으로 상기 응집체를 형성할 수 있는 이유는 명확하지는 않지만, 상기 도막에서, 하면의 광 투과성 기재와 상면의 공기층의 친유성 또는 표면 장력이 서로 다른 것이 영향을 미치고 있는 것으로 유추하고 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 함침층을 갖는 유기 미립자(B)는, 상기 유기 미립자(B)를 상기 방사선 경화형 바인더 및/또는 용제로 팽윤시키고, 방사선 경화형 바인더를 함침시켜서 함침층을 형성함으로써 적절하게 조제되는데, 상기 함침층을 갖는 유기 미립자(B)의 조제는, 상기 도포액 중에서 행해져도 좋고, 상기 광 투과성 기재에 도포해서 형성한 도막 중에서 행해져도 좋다.
상기 광 투과성 기재 위에 형성한 도막을 경화시킴으로써 확산층을 형성할 수 있다.
상기 도막의 경화 방법으로는 특별히 한정되지 않지만, 자외선 조사에 의해 행하는 것이 바람직하다. 자외선에 의해 경화를 행하는 경우, 190 내지 380nm의 파장 영역의 자외선을 사용하는 것이 바람직하다. 자외선에 의한 경화는, 예를 들어, 메탈 할라이드 램프 등, 고압 수은등, 저압 수은등, 초고압 수은등, 카본 아크등, 블랙 라이트 형광등 등에 의해 행할 수 있다. 전자선원의 구체예로는, 콕크로프트 월턴형, 반데 그래프트형, 공진 변압기형, 절연 코어 변압기형, 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 각종 전자선 가속기를 들 수 있다.
본 발명의 방현성 필름에 있어서, 상기 확산층은, 표면에 요철 형상을 갖는다.
상기 확산층의 표면의 요철 형상은, 상기 확산층 중의 상술한 미립자(A)의 응집체에 대응하는 위치에 볼록부(이하, 볼록부(A)라고도 함)를 갖는 것이 바람직하다.
상기 확산층의 표면에 형성되는 볼록부(A)는, 상술한 응집체에 의해 형성되는 것이기 때문에, 입경에 비해 높게 할 수 있으므로 충분한 방현 성능을 발휘함과 함께, 입자가 비스듬히 존재하므로, 평행하게 나열되어 있는 경우에 비해, 외광에 조사되는 입자의 면적이 작아져 바인더와의 계면에서의 반사가 감소하기 때문에, 흐릿해짐의 발생을 적절하게 방지할 수 있다. 또한, 확산층의 두께도 두껍게 할 필요가 없기 때문에, 본 발명의 방현성 필름에 컬이나 확산층에 크랙이 발생하는 것도 적절하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 확산층이 상술한 함침층을 갖는 유기 미립자(B)를 함유하는 경우, 상기 확산층의 유기 미립자(B)에 대응하는 위치에 형성되는 볼록부(이하, 볼록부(B)라고도 함)는, 그 높이가, 하기 요건 (1), (2) 및 (3)의 모두를 충족하는 유기 미립자(C)를 포함하는 확산층(C)의 표면의 상기 유기 미립자(C)에 대응하는 위치의 볼록부(이하, 볼록부(C)라고도 함)의 높이보다 낮은 것이 바람직하다.
요건 (1): 유기 미립자(B) 대신에 유기 미립자(C)를 사용하는 것 외에는, 유기 미립자(B)를 함유하는 확산층과 동일한 조건으로 확산층(C)을 형성한다.
요건 (2): 확산층(C) 중의 유기 미립자(C)는, 확산층 중의 유기 미립자(B)와 동일한 평균 입경을 갖는다.
요건 (3): 유기 미립자(C)는, 확산층(C) 중에서 함침층이 형성되어 있지 않다.
상기 확산층의 유기 미립자(B)에 대응하는 위치의 볼록부(B)는, 상기 볼록부(C)와 비교해서 높이 및/또는 평균 경사각이 낮고, 완만한 형상이다. 이러한 볼록부(B)가 형성된 확산층을 갖는 본 발명의 방현성 필름은, 방현성, 흐릿해짐성 방지성을 더욱 우수한 것으로 할 수 있다.
이것은, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)가, 상기 유기 미립자(C)와 비교해서, 매우 유연성이 풍부한 미립자이기 때문이라고 생각된다. 즉, 상기 도막을 경화시키면, 방사선 경화형 바인더는 경화 수축을 일으키지만, 상기 유기 미립자(B)가 위치하는 표면의 경화 수축은, 상기 유기 미립자(B)가 위치하지 않는 표면의 경화 수축과 비교해서, 상기 방사선 경화형 바인더량이 적기 때문에 작아진다. 그러나, 상기 유기 미립자(B)는, 매우 유연성이 풍부한 미립자이기 때문에, 상기 도막의 경화 수축에 의해 상기 유기 미립자(B)가 변형한다. 그 결과, 형성되는 볼록부(B)의 높이 및/또는 평균 경사각이, 보다 단단한 유기 미립자(C)를 포함하는 확산층(C)의 표면에 형성되는 상기 볼록부(C)와 비교해서 낮으며, 매끄러워지는 것으로 추측하고 있다.
또한, 상기 볼록부의 높이란, 방현성 필름 표면을 AFM에 의해 관찰하여, 표면에 존재하는 볼록부의 높이와 상기 볼록부에 인접하는 다른 볼록부와의 사이의 오목부와의 차를 볼록부의 높이(n)(n은 1 내지 10)로서 측정한다. 그리고, 이렇게 구한 임의의 볼록부 높이 10점을 평균하여 구한 것이다.
본 발명의 방현성 필름은, 확산층 중의 미립자(A)가 소정의 비율로 2개의 응집체를 형성하고 있고, 상기 응집체에서의 2개의 미립자(A)는, 광 투과성 기재의 표면에 대하여, 그것들의 중심을 연결하는 직선이 경사각을 이루도록 응집하고 있다. 이로 인해, 본 발명의 방현성 필름은, 그 표면에 상기 미립자(A)의 응집체에 대응하는 위치에 형성된 볼록부를 적당한 높이로 할 수 있어, 방현성이 우수함과 함께, 흐릿해짐의 발생을 충분히 억제할 수 있고, 또한, 신틸레이션의 발생도 적절하게 방지할 수 있다. 또한, 상기 확산층을 두껍게 할 필요가 없기 때문에, 본 발명의 방현성 필름에 컬이나 확산층에 크랙이 발생하는 것을 적절하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 확산층이 상술한 함침층을 갖는 유기 미립자(B)를 포함하는 경우, 본 발명의 방현성 필름은, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)와 방사선 경화형 바인더의 경화물의 밀착성이 매우 우수한 것으로 된다. 또한, 본 발명의 방현성 필름은, 맨드릴 시험에서, 맨드릴의 직경이 10mm인 조건에서, 보다 바람직하게는 8mm인 조건에서, 더욱 바람직하게는 6mm인 조건에서 크랙이 발생하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)에 상기 함침층이 형성되어 있는 경우, 상기 함침층은, 방사선 경화형 바인더가 혼합된 상태에서 형성된 것이므로, 상기 확산층은, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)(함침층)와 방사선 경화형 바인더의 경화물의 굴절률이 감소하여, 계면에서의 반사를 적절하게 감소할 수 있다. 또한, 동시에, 상기 함침층은, 적당한 층 두께이며, 유기 미립자(B)의 중심은, 초기의 유기 미립자(B)의 굴절률을 유지하고 있으므로, 적당한 내부 확산성을 발현할 수 있어, 신틸레이션을 적절하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 확산층의 유기 미립자(B)에 대응하는 위치에 형성된 볼록부를, 그 높이가 낮고, 완만한 형상으로 할 수 있다.
그로 인해, 본 발명의 방현성 필름의 방현성, 흐릿해짐 방지성 및 신틸레이션 방지성을 보다 높은 레벨로 달성할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 방현성 필름을 제조하는 방법도 또한 본 발명의 하나다.
즉, 본 발명의 방현성 필름의 제조 방법은, 광 투과성 기재와, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 형성되고, 표면에 요철 형상을 갖는 확산층을 갖는 방현성 필름의 제조 방법으로서, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에, 미립자(A) 및 (메타)아크릴레이트 모노머를 필수 성분으로서 포함하는 방사선 경화형 바인더를 함유하는 도포액을 도포하고 건조시켜서 도막을 형성하고, 상기 도막을 경화시켜서 상기 확산층을 형성하는 공정을 갖고, 상기 확산층 중의 미립자(A)는, 50% 이상이 서로의 중심을 연결하는 직선이 상기 광 투과성 기재의 표면에 대해 경사각을 이루도록 응집한 응집체를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 방현성 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 도포액을 구성하는 재료 등은, 상술한 본 발명의 방현성 필름에서 설명한 것과 마찬가지의 것을 들 수 있다.
또한, 상기 확산층을 형성하는 공정도, 상술한 본 발명의 방현성 필름에 있어서 설명한 방법과 마찬가지의 방법을 들 수 있다.
또한, 편광 소자를 구비하여 이루어지는 편광판으로서, 상기 편광 소자의 표면에, 광 투과성 기재를 접합하거나 해서 본 발명의 방현성 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판도 본 발명의 하나다.
상기 편광 소자로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 요오드 등에 의해 염색하고, 연신한 폴리비닐알코올 필름, 폴리비닐포르말 필름, 폴리비닐아세탈 필름, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체계 비누화 필름 등을 사용할 수 있다. 상기 편광 소자와 본 발명의 방현성 필름의 라미네이트 처리에서는, 광 투과성 기재에 비누화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 비누화 처리에 의해, 접착성이 양호해져 대전 방지 효과도 얻을 수 있다.
본 발명은, 최표면에 상기 방현성 필름 또는 상기 편광판을 구비하여 이루어지는 화상 표시 장치이기도 하다. 상기 화상 표시 장치는, LCD, PDP, FED, ELD(유기 EL, 무기 EL), CRT, 터치 패널, 전자 페이퍼 등을 들 수 있다.
상기 LCD는, 투과성 표시체와, 상기 투과성 표시체를 배면에서 조사하는 광원 장치를 구비하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치가 LCD인 경우, 이 투과성 표시체의 표면에, 본 발명의 방현성 필름 또는 본 발명의 편광판이 형성되어 이루어지는 것이다.
본 발명이 상기 방현성 필름을 갖는 액정 표시 장치인 경우, 광원 장치의 광원은 방현성 필름의 하측에서 조사된다. 또한, STN형의 액정 표시 장치에는, 액정 표시 소자와 편광판의 사이에 위상차판이 삽입되어도 좋다. 이 액정 표시 장치의 각 층간에는 필요에 따라서 접착제층이 설치되어도 좋다.
상기 PDP는, 표면 유리 기판과 당해 표면 유리 기판에 대향해서 사이에 방전 가스가 봉입되어 배치된 배면 유리 기판을 구비하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치가 PDP인 경우, 상기 표면 유리 기판의 표면, 또는 그 전면판(유리 기판 또는 필름 기판)에 상술한 방현성 필름을 구비하는 것이기도 하다.
기타 화상 표시 장치로는, 전압을 걸면 발광하는 황화아연, 디아민류 물질: 발광체를 유리 기판에 증착하고, 기판에 거는 전압을 제어해서 표시를 행하는 ELD 장치, 또는 전기 신호를 광으로 변환하여, 육안으로 보이는 상을 발생시키는 CRT 등의 화상 표시 장치이어도 좋다. 이 경우, 상기와 같은 각 표시 장치의 최표면 또는 그 전면판의 표면에 상술한 방현성 필름을 구비하는 것이다.
본 발명의 방현성 필름은, 어떤 경우든, 텔레비전, 컴퓨터 등의 디스플레이 표시에 사용할 수 있다. 특히, CRT, 액정 패널, PDP, ELD, 터치 패널, 전자 페이퍼 등의 고정세 화상용 디스플레이의 표면에 적절하게 사용할 수 있다.
본 발명의 방현성 필름은, 확산층 중의 미립자(A)가 소정의 비율로 2개의 응집체를 형성하고 있고, 상기 응집체에서의 2개의 미립자(A)는, 광 투과성 기재의 표면에 대하여, 그것들의 중심을 연결하는 직선이 경사각을 이루도록 응집하고 있다. 이로 인해, 본 발명의 방현성 필름은, 그 표면에 상기 미립자(A)의 응집체에 대응하는 위치에 형성된 볼록부를 적당한 높이로 할 수 있어, 방현성이 우수함과 함께, 입자가 비스듬히 존재하므로, 평행하게 나열되어 있는 경우에 비해, 외광에 조사되는 입자의 면적이 작아져 바인더와의 계면에서의 반사가 감소하기 때문에, 흐릿해짐의 발생을 충분히 억제할 수 있으며, 콘트라스트가 높고, 신틸레이션의 발생도 적절하게 방지할 수 있고, 또한, 하드 코트성도 구비한 것이 된다. 또한, 상기 확산층을 두껍게 할 필요가 없기 때문에, 본 발명의 방현성 필름에 컬이나 확산층에 크랙이 발생하는 것을 적절하게 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 방현성 필름의 확산층 중의 응집체의 상태를 모식적으로 도시하는 단면도다.
도 2는 실시예 1에 관한 방현성 필름의 확산층 중의 2개의 미립자(A)가 응집한 응집체를 도시하는 단면 SEM 사진이다.
도 3은 실시예 2에 관한 방현성 필름의 확산층의 단면 SEM 사진이다.
도 4는 실시예 3에 관한 방현성 필름의 확산층의 단면 SEM 사진이다.
본 발명의 내용을 이하의 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명의 내용은 이들 실시예에 한정해서 해석되는 것이 아니다.
(실시예 1)
우선, 광 투과성 기재로서 트리아세틸셀룰로오스(후지 필름 가부시키가이샤제, 두께 80㎛)를 준비했다.
다음으로, 방사선 경화형 바인더로서 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PETA), 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(DPHA) 및 폴리메타크릴산메틸(PMMA)의 혼합물(질량비;PETA/DPHA/PMMA=86/5/9)을 사용하고(굴절률 1.51), 광중합 개시제로서 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤: 이가큐어 184(BASF사제)를 사용하고(바인더 고형분 100질량부에 대하여 5질량부), 이것에 미립자(A)로서, 고 가교 폴리스티렌 입자(굴절률 1.59, 평균 입경 4.0㎛)를, 방사선 경화형 바인더 100질량부에 대하여 12.0질량부, 층상 무기 화합물로서 탈크 입자(굴절률 1.57, 평균 입경D50;0.8㎛)를 방사선 경화형 바인더 100질량부에 대하여 20.0질량부 함유시켰다. 이것에 용제로서 톨루엔과 메틸이소부틸케톤의 혼합물(질량비 8:2)을 방사선 경화형 바인더 100질량부에 대하여 190질량부 배합해서 도포액을 조제했다.
얻어진 도포액을 24시간 정치한 후, 광 투과성 기재에 그라비아법으로 도포 시공하고, 1.2m/s의 유속으로 70℃의 건조 공기를 유통시켜서 1분간 건조시켜 도막을 형성했다.
그 후, 도막에 자외선을 조사해서(질소 분위기하에서 200mJ/cm2) 방사선 경화형 바인더를 경화시켜 확산층을 형성하여, 방현성 필름을 제작했다. 또한, 확산층의 두께는 6.6㎛로 했다.
(실시예 2 내지 7, 비교예 1 내지 9, 참고예 1)
도포액에 첨가하는 각 성분, 및 형성하는 확산층의 두께를 표 1에 나타낸 바와 같이 한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 방현성 필름을 제작했다.
Figure 112012084063749-pct00001
표 1에서, 미립자(A), 유기 미립자(B), 방사선 경화형 바인더 및 층상 무기 화합물에서 나타낸 기호의 상세한 사항은 이하와 같다. 또한, 표 1에서, 미립자(A), 유기 미립자(B) 및 층상 무기 화합물의 함유량은, 방사선 경화형 바인더 100질량부에 대한 함유량(질량부)을 나타낸다.
(미립자 A)
A: 고 가교 폴리스티렌 입자(굴절률 1.59, 평균 입경 4.0㎛, 소켄카가쿠사제)
B: 고 가교 아크릴-폴리스티렌 입자(굴절률 1.57, 평균 입경 3.5㎛, 소켄카가쿠사제)
C: 고 가교 폴리스티렌 입자(굴절률 1.59, 평균 입경 2.0㎛, 소켄카가쿠사제)
D: 고 가교 폴리스티렌 입자(굴절률 1.59, 평균 입경 9.0㎛, 소켄카가쿠사제)
(유기 미립자 B)
E: 저 가교 아크릴 입자(굴절률 1.49, 평균 입경 5.0㎛, 소켄카가쿠사제)
(층상 무기 화합물)
M: 탈크(굴절률 1.57, 평균 입경 0.8㎛, 니혼타르크사제)
N: 벤토나이트(굴절률 1.52, 평균 입경 0.5㎛, 호준사제)
(방사선 경화형 바인더)
P: 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PETA), 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(DPHA) 및 폴리메타크릴산메틸(PMMA)의 혼합물(질량비;PETA/DPHA/PMMA=86/5/9)(굴절률 1.51)
Q: 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PETA)(굴절률 1.51)
R: 아세트산비닐 수지 60부와 메타크릴산메틸 수지 40부의 혼합물(굴절률 1.47)
실시예 및 비교예에서 얻어진 방현성 필름에 대해서 이하의 평가를 행했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
(응집체의 측정)
실시예, 비교예 및 참고예에서 얻어진 방현성 필름을 두께 방향으로 절단하고, 단면의 SEM으로 랜덤하게 20개의 미립자(A)를 관찰하여, 2개의 미립자(A)가 서로의 중심을 연결하는 직선이 광 투과성 기재의 표면에 대하여 20 내지 70°의 경사각을 이루도록 응집한 응집체를 형성하고 있는 비율을 산출했다.
(응집체의 경사각의 측정)
실시예, 비교예 및 참고예에서 얻어진 방현성 필름을 두께 방향으로 절단하고, 단면의 SEM으로 랜덤하게 20개의 미립자(A)를 관찰하여, 2개의 미립자(A)가 응집한 응집체에 대해서, 서로의 중심을 연결하는 직선이 광 투과성 기재의 표면에 대하여 형성하는 경사각의 평균값을 측정하고, 이하의 기준으로 평가했다.
○: 경사각의 평균값이 30 내지 60°의 범위 내에 있다.
△: 경사각의 평균값이 30 내지 60°은 벗어나지만, 20 내지 70°의 범위 내에 있다.
×: 경사각의 평균값이 20 내지 70°의 범위를 벗어난다.
또한, 도 2에 실시예 1에 관한 방현성 필름의 확산층 중의 2개의 미립자(A)가 응집한 응집체의 단면 SEM 사진을 도시했다.
(유기 미립자(B)의 함침층의 두께)
확산층에 유기 미립자(B)를 함유하는 방현성 필름을 두께 방향으로 절단하고, 단면의 SEM 관찰로, 5개의 유기 미립자(B)의 단면에 형성된 함침층의 두께를 각각 2점씩 총 10점 측정하여, 그 평균값을 산출했다.
또한, 도 3에 실시예 2에 관한 방현성 필름의 확산층의 단면 SEM 사진의 하나를 도시하고, 도 4에 실시예 3에 관한 방현성 필름의 확산층의 단면 SEM 사진의 하나를 도시했다.
(콘트라스트)
흑색 아크릴판에 실시예, 비교예 및 참고예에서 얻어진 방현성 필름을, 광학 필름용 투명 점착 필름을 사용해서 접합하고, 방현성 필름의 표면 상태를, 15명의 피험자가, 1000Lx의 명실 조건에서 다양한 방향에서 육안 관능 평가를 행했다. 윤기가 있는 흑색을 재현할 수 있는지의 여부를 판정하여, 이하의 기준에 의해 평가했다.
◎: 양호하다고 대답한 사람이 10명 이상
○: 양호하다고 대답한 사람이 9 내지 8명
△: 양호하다고 대답한 사람이 7 내지 5명
×: 양호하다고 대답한 사람이 4명 이하
(방현성 및 신틸레이션 평가)
소니사제 액정 텔레비전 "KDL-40X2500"의 최표면의 편광판을 박리하고, 표면 도포가 없는 편광판을 부착했다.
계속해서, 그 위에 실시예, 비교예 및 참고예에서 얻어진 방현성 필름을, 확산층측이 최표면이 되도록, 광학 필름용 투명 점착 필름(전체 광선 투과율 91% 이상, 헤이즈 0.3% 이하, 막 두께 20 내지 50㎛의 제품, 예를 들어 MHM 시리즈:니치에이 가코 가부시키가이샤제 등)에 의해 부착했다.
상기 액정 텔레비전을, 조도가 약 1000Lx인 환경하의 실내에 설치해서 백 화면 표시하고, 액정 텔레비전으로부터 1.5 내지 2.0m 정도 이격된 장소에서 상하, 좌우 다양한 각도에서, 피험자 15명이, 방현성 및 신틸레이션에 대해 각각 육안 관능 평가를 행했다. 이하의 기준에 따라서 평가했다.
◎: 양호하다고 대답한 사람이 10명 이상
○: 양호하다고 대답한 사람이 9 내지 8명
△: 양호하다고 대답한 사람이 7 내지 5명
×: 양호하다고 대답한 사람이 4명 이하
(하드 코트성)
실시예, 비교예 및 참고예에 관한 방현성 필름의 표면을, JIS K5600-5-4(1999)에 따라서, 하중 750g, 3H로 5개 선을 그어 연필 경도 시험을 실시했다.
○: 3H의 연필 경도 시험에서 흠집이 2개 이하
△: 3H의 연필 경도 시험에서 흠집이 3 내지 4개
×: 3H의 연필 경도 시험에서 흠집이 5개
Figure 112012084063749-pct00002
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1, 2, 4 및 7에 관한 방현성 필름은, 콘트라스트, 방현성, 신틸레이션 및 하드 코트성 모두 양호했다.
실시예 3에 관한 방현성 필름은, 미립자(A)의 경사각이 60 내지 70°의 범위 내에 있었기 때문에 신틸레이션의 평가가 떨어지고, 실시예 5에 관한 방현성 필름은, 층상 무기 화합물의 함유량이 실시예 1 등과 비교해서 적었기 때문에 하드 코트성이 떨어지고, 실시예 6에 관한 방현성 필름은, 층상 무기 화합물의 함유량이 실시예 1 등과 비교해서 상당히 많아, 도포액의 점도가 높고 방현 필름의 표면 평활성이 떨어지기 때문에, 콘트라스트, 방현성 및 신틸레이션의 평가가 떨어지는 것이었지만, 모두 전체적으로는 양호하다고 판정할 수 있는 결과였다.
이에 반해, 비교예에 관한 방현성 필름은, 콘트라스트, 방현성, 신틸레이션 및 하드 코트성 모두가 양호한 것은 없었다.
또한, 참고예 1에 관한 방현성 필름은, 유기 미립자(B)의 평균 입경이 확산층의 두께 이상이었기 때문에, 콘트라스트 및 하드 코트성이 떨어지는 것이었다.
[산업상 이용 가능성]
본 발명의 방현성 필름은, 음극선관 표시 장치(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 일렉트로 루미네센스 디스플레이(ELD), 터치 패널, 전자 페이퍼 등의 디스플레이, 특히 고정세화 디스플레이에 적절하게 사용할 수 있다.
10 : 방현성 필름
11 : 광 투과성 기재
12 : 확산층
13 : 미립자(A)

Claims (15)

  1. 광 투과성 기재와, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 형성되고, 표면에 요철 형상을 갖는 확산층을 갖는 방현성 필름으로서,
    상기 확산층은 도막을 경화시켜 이루어진 것으로서, 상기 도막은 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 도포액을 도포하고 건조하여 형성된 것이며, 상기 도포액은 미립자(A)와, 유기 미립자(B)와, (메타)아크릴레이트 모노머를 필수 성분으로서 포함하는 방사선 경화형 바인더를 함유하는 것이고,
    상기 확산층 중의 미립자(A)는, 50% 이상이 서로의 중심을 연결하는 직선이 상기 광 투과성 기재의 표면에 대하여 경사각을 이루도록 응집한 2개의 응집체를 형성하고 있고,
    상기 확산층 중의 상기 유기 미립자(B)는 상기 확산층 중의 미립자(A)보다 평균 입경이 크고, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)는, 방사선 경화형 바인더가 함침된 함침층을 갖는 것이고, 상기 함침층의 평균 두께가 0.01 내지 1.0㎛인 것을 특징으로 하는 방현성 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    응집체를 형성하는 2개의 미립자(A)의 서로의 중심을 연결하는 직선과, 광 투과성 기재의 표면이 이루는 경사각이 20 내지 70°인 것을 특징으로 하는 방현성 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    도포액은 층상 무기 화합물을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 방현성 필름.
  4. 제3항에 있어서,
    층상 무기 화합물은 탈크인 것을 특징으로 하는 방현성 필름.
  5. 제3항에 있어서,
    방사선 경화형 바인더 100질량부에 대하여 층상 무기 화합물의 함유량이 2 내지 40질량부인 것을 특징으로 하는 방현성 필름.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    미립자(A)가 폴리스티렌 미립자 및/또는 아크릴-스티렌 공중합 미립자인 것을 특징으로 하는 방현성 필름.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    미립자(A)의 평균 입경을 DA라고 했을 때, 상기 DA는, 확산층의 두께(T)에 대하여 하기 식(A)를 만족하는 것을 특징으로 하는 방현성 필름.
    (1.34×DA) < T < (1.94×DA) (A)
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    확산층 중의 유기 미립자(B)는 응집하지 않은 것을 특징으로 하는 방현성 필름.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    도포액은 유기 미립자(B)를 팽윤시키는 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 방현성 필름.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    유기 미립자(B)의 평균 입경을 DB라고 했을 때, 상기 DB는 확산층의 두께(T)에 대하여 하기 식(B)를 만족하는 것을 특징으로 하는 방현성 필름.
    DB < T (B)
  11. 광 투과성 기재와, 상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에 형성되고, 표면에 요철 형상을 갖는 확산층을 갖는 방현성 필름의 제조 방법으로서,
    상기 광 투과성 기재의 적어도 한쪽 면 위에, 미립자(A), 유기 미립자(B), 및 (메타)아크릴레이트 모노머를 필수 성분으로서 포함하는 방사선 경화형 바인더를 함유하는 도포액을 도포하고 건조시켜서 도막을 형성하고, 상기 도막을 경화시켜서 상기 확산층을 형성하는 공정을 갖고,
    상기 확산층 중의 미립자(A)는, 50% 이상이 서로의 중심을 연결하는 직선이 상기 광 투과성 기재의 표면에 대하여 경사각을 이루도록 응집한 응집체를 형성하고 있고,
    상기 확산층 중의 상기 유기 미립자(B)는 상기 확산층 중의 미립자(A)보다 평균 입경이 크고, 상기 확산층 중의 유기 미립자(B)는, 방사선 경화형 바인더가 함침된 함침층을 갖고, 상기 함침층의 평균 두께가 0.01 내지 1.0㎛인 것을 특징으로 하는 방현성 필름의 제조 방법.
  12. 편광 소자를 구비하여 이루어지는 편광판으로서,
    상기 편광 소자의 표면에 제1항 또는 제2항의 방현성 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  13. 최표면에 제1항 또는 제2항의 방현성 필름, 또는 편광 소자의 표면에 상기 방현성 필름을 구비한 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
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