KR102001272B1 - 광확산 필름의 제조 방법 및 광확산 필름 - Google Patents

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Abstract

복수의 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역의 경사각의 조합을 용이하게 조절할 수 있음과 함께, 광확산 각도 영역 내에 있어서의 확산광의 강도의 균일성을 높이고, 또한, 광확산 각도 영역을 효과적으로 확대한 광확산 필름을 효율적으로 제조할 수 있는 광확산 필름의 제조 방법 및 그것에 의하여 얻어지는 광확산 필름을 제공한다.
제1 및 제2 루버 구조 영역을 갖는 광확산 필름의 제조 방법 등으로서, 하기 공정(a)~(d)를 포함한다.
(a)광확산 필름용 조성물을 준비하는 공정
(b)광확산 필름용 조성물을 도포하여, 도포층을 형성하는 공정
(c)제1 활성 에너지선 조사를 행하여, 도포층의 하방 부분에 제1 루버 구조 영역을 형성함과 함께, 도포층의 상방 부분에 루버 구조 미형성 영역을 남기는 공정
(d)제2 활성 에너지선 조사를 행하여, 루버 구조 미형성 영역에 제2 루버 구조 영역을 형성하는 공정

Description

광확산 필름의 제조 방법 및 광확산 필름 {METHOD FOR PRODUCING LIGHT DIFFUSION FILM AND LIGHT DIFFUSION FILM}
본 발명은, 광확산 필름의 제조 방법 및 광확산 필름에 관한 것이다.
특히, 복수의 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역의 경사각의 조합을 용이하게 조절할 수 있음과 함께, 광확산 각도 영역을 효과적으로 확대한 광확산 필름을 효율적으로 제조할 수 있는 광확산 필름의 제조 방법 및 그것에 의하여 얻어지는 광확산 필름에 관한 것이다.
종래, 액정 표시 장치에 있어서는, 장치 내부에 형성된 광원(내부 광원)으로부터 출사된 광을 이용하여, 소정 화상을 인식하는 것이 가능하다.
그러나, 최근, 휴대전화나 차량 탑재용 텔레비전 등의 보급에 의해, 액정 표시 화면을 실외에서 볼 기회가 증가하고 있고, 그것에 수반하여, 내부 광원으로부터의 광 강도가 외광보다 떨어져, 소정 화면을 시인하기 어려워진다는 문제가 발생하고 있다.
또한, 휴대전화 등의 모바일 용도에 있어서는, 액정 표시 장치의 내부 광원에 의한 소비 전력이 전체 소비 전력에 대해 큰 비율을 차지하기 때문에, 내부 광원을 다용한 경우, 배터리의 지속 시간이 짧아진다는 문제가 발생하고 있다.
이에, 이들 문제를 해결하기 위하여, 광원으로서 외광을 이용하는 반사형 액정 표시 장치가 개발되어 있다.
이러한 반사형 액정 표시 장치이면, 광원으로서 외광을 이용하기 때문에, 외광이 강할수록 선명한 화상을 인식할 수 있음과 함께, 내부 광원의 전력 소비에 대해서도 효과적으로 억제할 수 있다.
즉, 이러한 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 외광을 효율적으로 투과시켜 액정 표시 장치의 내부에 투입하고, 또한, 그 외광을 광원으로서 유효하게 이용하기 위하여, 효율적으로 광확산시키기 위한 광확산 필름을 구비하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1).
보다 구체적으로 설명하면, 특허문헌 1에는, 도 24(a)~(b)에 나타내는 바와 같이, 상부 기판(1103)과 하부 기판(1107) 사이에 액정층(1105)을 두고 이루어지는 액정 셀과, 하부 기판(1107)측에 설치된 광 반사판(1110)과, 액정층(1105)과 광 반사판(1110) 사이에 설치된 광 제어판(광확산 필름)(1108)을 가진 액정 장치(1112)가 개시되어 있다.
그리고, 소정 각도로 입사하는 광을 선택적으로 산란시킴과 함께 소정 각도 이외의 각도로 입사하는 광을 투과시키기 위한 광 제어판(1108)이 설치되어 있고, 이러한 광 제어판(1108)은, 소정 각도로 입사하는 광을 선택적으로 산란시키는 방향을 광 제어판(1108)의 표면에 투영한 산란축 방향(1121)이, 액정 셀면 내에서 대략 6시 방향의 방위가 되도록 액정 셀에 배치되어 있다.
또한, 반사형 액정 표시 장치에 사용되는 광확산 필름으로는, 여러가지 양태가 알려져 있는데, 특히, 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라, 가늘고 긴 판상의 고굴절률 영역과, 가늘고 긴 판상의 저굴절률 영역을 번갈아 평행 배치함으로써, 필름 내에 광 방향을 제어하거나 광 분산성을 조절할 수 있는 루버 구조를 구비한 광확산 필름이 널리 사용되고 있다(예를 들어, 특허문헌 2~4).
즉, 특허문헌 2에는, 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을 복수종 포함하는 막상 조성물에 특정 방향으로부터 자외선을 조사하여, 당해 조성물을 경화시켜 얻어지고, 특정 각도 범위의 입사광만을 선택적으로 산란시키는 광 제어막(광확산 필름)에 있어서, 당해 조성물에 포함되는 적어도 1종의 화합물이, 복수의 방향고리와 1개의 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 분자 내에 갖는 화합물인 것을 특징으로 하는 광 제어막이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는, 분자 내에 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 플루오렌계 화합물(A), 당해 플루오렌계 화합물(A)과 굴절률이 다른 카티온 중합성 화합물(B), 및 광 카티온 중합 개시제(C)를 함유하는 것을 특징으로 하는 광 경화성 조성물 및 그것을 경화시켜 이루어지는 광 제어막이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 4에는, 적어도, (A)일반식(5)로 나타내는 비스페놀 A형 에폭시 수지 혹은 브롬화 비스페놀 A형 에폭시 수지와, (B)구조 단위 중에 에틸렌성의 불포화 결합을 적어도 1개 이상 포함하는 라디칼 중합성을 갖는 화합물과, (D)화학 방사선에 의해 라디칼종을 발생하는 광중합 개시제와, (E)열에 의해 카티온종을 발생하는 열중합 개시제로 이루어지는 광확산 필름용 조성물 및 그것을 사용하여 제조된 광확산 필름이 개시되어 있다. 보다 구체적으로는, 상온에 있어서, (B)라디칼 중합성을 갖는 화합물의 굴절률이 (A)비스페놀 A형 에폭시 수지 혹은 브롬화 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 (C)분자 내에 적어도 하나의 카티온 중합성기를 가진 화합물보다 낮은 것을 특징으로 하는 광확산 필름용 조성물 및 그것을 사용하여 제조된 광확산 필름이 개시되어 있다.
Figure 112014048336610-pct00001
(일반식(5) 중, R은 수소 원자 혹은 브롬 원자를 나타내고 있고, 반복수 p는 자연수를 나타내고 있다.)
한편, 광확산 입사 각도 영역의 폭을 더 넓히기 위하여, 광확산 필름을 적층하는 방법이 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 5).
즉, 특허문헌 5에는, 담가(曇價)에 각도 의존성이 있고, 그 표면에 대해 0~180°각도로 광을 입사시켰을 때에, 60% 이상의 담가를 나타내는 광 산란 각도역이 30°이상인 광 제어막(광확산 필름)을 복수장 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로젝션용 스크린이 개시되어 있다.
또한, 광확산 입사 각도 영역의 폭을 넓히는 다른 방법으로서, 미리 제조한 광확산 필름 상에 추가로 광확산 필름용 조성물을 도포한 후, 광경화함으로써 필름 내에 2개의 루버 구조를 형성하는 방법도 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 6).
즉, 특허문헌 6에는, 각각의 굴절률에 차가 있는 분자 내에 1개 이상의 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물의 복수로 이루어지는 수지 조성물을 막 상에 유지하고, 특정한 방향으로부터 자외선을 조사하여 당해 조성물을 경화시키는 제1 공정과, 얻어진 경화물 상에 수지 조성물을 막 상에 유지(도포)하고 제1 공정과는 다른 방향으로부터 자외선을 조사하여 경화시키는 제2 공정으로 이루어지고, 필요에 따라 제2 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는 광 제어판(광확산 필름)의 제조법이 개시되어 있다.
또한, 광확산 입사 각도 영역의 폭을 넓히는 또 다른 방법으로서, 광확산 필름용 조성물에 대해 특정한 파장 분포를 갖는 자외선을 조사함으로써, 필름 내에 소정의 범위에서 만곡된 루버 구조를 형성하는 방법도 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 7).
즉, 특허문헌 7에는, 각각의 분자 내에 중합성 탄소-탄소 결합을 갖고, 또한 서로 굴절률이 다른 적어도 2종의 화합물을 함유하는 막상 조성물에, 파장 313nm에서의 투과율이 0~60%인 간섭 필터를 통해 자외선을 조사하여, 당해 조성물을 경화시키는 광 제어막(광확산 필름)의 제조 방법이 개시되어 있다.
그 밖에, 광확산 입사 각도 영역의 폭을 넓히는 것을 목적으로 한 방법이 아니라, 광확산 필름의 끈적거림감을 억제하는 것을 목적으로 한 방법이기는 하지만, 광확산 필름용 조성물에 대해, 2회로 나누어 광조사를 행하는 광확산 필름의 제조 방법이 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 8).
즉, 특허문헌 8에는, 시트 상에 형성한 광중합성 조성물로 이루어지는 막상체에, 특정한 방향으로부터 광을 조사하여 당해 막상체를 경화시켜 경화막을 얻은 후, 당해 경화막 위에 투명 기재를 밀착하도록 라미네이트한 후에 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광 제어판(광확산 필름)의 제조 방법이 개시되어 있다.
일본 특허 3480260호(특허청구범위) 일본 공개특허공보 2006-350290호(특허청구범위) 일본 공개특허공보 2008-239757호(특허청구범위) 일본 특허 3829601호(특허청구범위) 일본 공개특허공보 2005-316354호(특허청구범위) 일본 공개특허공보 소63-309902호(특허청구범위) 일본 공개특허공보 2006-323379호(특허청구범위) 일본 공개특허공보 평11-133213호(특허청구범위)
그러나, 특허문헌 1~4에 개시된 광확산 필름은, 필름 내에 있어서 루버 구조를 1개밖에 형성하고 있지 않기 때문에, 광확산에 있어서의 광확산 각도 영역이 좁으므로, 반사형 액정 표시 장치에 있어서 외광을 효율적으로 이용하기가 곤란하였다.
또한, 비용 저감의 관점에서 당해 필름의 막두께를 저감한 경우, 광확산 각도 영역에 있어서의 확산광의 강도의 균일성을 유지할 수 없어, 광확산 각도 영역 내의 소정 각도에 매우 강한 피크를 나타내는 것이 된다.
이것은, 당해 소정 각도에 있어서, 입사광이 확산되지 않고 광확산 필름을 투과한 것을 나타내고 있다.
따라서, 이러한 광확산 필름을 반사형 액정 표시 장치에 적용한 경우, 표시 화면 내에 스폿이 발생하여, 시인성이 매우 나빠진다는 문제가 보였다.
한편, 특허문헌 5에 개시된 광확산 필름은, 어느 정도 광확산 입사 각도 영역의 폭을 넓힐 수 있으나, 복수의 광확산 필름을 적층한 것에서 기인하여, 총 막두께가 증대되는 데다, 화상의 선명도가 저하되거나, 홍채 색(무아레 현상)이 나타나거나, 수율이 나쁘다는 문제가 보였다.
또한, 특허문헌 6에 개시된 광확산 필름에 있어서도, 어느 정도 광확산 입사 각도 영역의 폭을 넓힐 수 있으나, 1장째의 광확산 필름 상에 다른 광확산 필름을 별도 형성하는 구성이기 때문에, 수율이 나쁠 뿐만 아니라, 층간 박리가 발생하기 쉽고, 나아가서는 막두께 저감의 관점에서도 개선의 필요가 있었다.
또한, 특허문헌 7에 개시된 광확산 필름에 있어서도, 어느 정도 광확산 입사 각도 영역을 넓힐 수 있으나, 특정한 파장 분포를 갖는 자외선을 조사하기 위하여, 특정한 간섭 필터를 사용해야 하여, 제조 공정이 번잡해진다는 문제가 보였다.
또한, 광확산 필름용 조성물이, 특정한 파장의 자외선에 흡수 특성을 갖는 성분을 포함하는 경우, 필름 내에 소정의 범위에서 만곡된 루버 구조를 형성하기가 곤란해져, 안정적으로 원하는 광확산 필름을 제조하기가 곤란해진다는 문제도 보였다.
한편, 특허문헌 8에 개시된 광확산 필름은, 그 끈적임을 억제하기 위하여, 광확산 필름을 완전히 경화시키는 것을 목적으로 하여 2단계의 광조사를 행하고 있음에 불과하다.
보다 구체적으로는, 1회째의 광조사에 의해 필름 내에 루버 구조를 형성한 후, 2회째의 광조사에서는 확산광을 조사하고 있기 때문에, 2회째의 광조사에 의해서는 새로운 루버 구조 등이 형성되는 일은 없고, 단순히 필름 내에 잔존하고 있는 모노머 성분을 경화시키고 있음에 불과하다.
그 때문에, 특허문헌 8에 개시된 광확산 필름은, 특허문헌 1~4와 동일한 문제가 보였다.
따라서, 광확산 각도 영역이 효과적으로 확대되고, 또한, 총 막두께가 충분히 저감된 광확산 필름을 효율적으로 제조하는 것은, 아직 실현이 곤란한 상황이었다.
이에, 본 발명의 발명자들은, 이상과 같은 사정을 감안하여 예의 노력한 결과, 소정의 공정을 포함하는 광확산 필름의 제조 방법을 실시함으로써, 동일 필름 내에 소정의 구조를 갖는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 효율적으로 형성할 수 있고, 이것에 의해 상기 서술한 문제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시킨 것이다.
즉, 본 발명의 목적은, 복수의 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역의 경사각의 조합을 용이하게 조절할 수 있음과 함께, 광확산 각도 영역 내에 있어서의 확산광의 강도의 균일성을 높이고, 또한, 광확산 각도 영역을 효과적으로 확대한 광확산 필름을 효율적으로 제조할 수 있는 광확산 필름의 제조 방법 및 그것에 의하여 얻어지는 광확산 필름을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의하면, 굴절률이 다른 복수의 판상 영역을 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 번갈아 평행 배치하여 이루어지는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 갖는 광확산 필름의 제조 방법으로서, 하기 공정(a)~(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조 방법이 제공되어, 상기 서술한 문제를 해결할 수 있다.
(a)굴절률이 다른 2개의 중합성 화합물을 포함하는 광확산 필름용 조성물을 준비하는 공정
(b)광확산 필름용 조성물을 공정 시트에 대해 도포하여, 도포층을 형성하는 공정
(c)산소 존재 분위기 하에서, 도포층에 대해 제1 활성 에너지선 조사를 행하여, 도포층의 하방 부분에 제1 루버 구조 영역을 형성함과 함께, 도포층의 상방 부분에 루버 구조 미형성 영역을 남기는 공정
(d)비산소 분위기 하에서, 도포층에 대해 제2 활성 에너지선 조사를 행하여, 루버 구조 미형성 영역에 제2 루버 구조 영역을 형성하는 공정
즉, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법이면, 소정의 광확산 필름용 조성물로 이루어지는 도포층에 대해, 산소 존재 분위기 하(바람직하게는, 공기 분위기 하)에서 제1 활성 에너지선 조사를 행하기 때문에, 도포층의 하방 부분에 효율적으로 제1 루버 구조 영역을 형성하면서, 산소 저해의 영향을 이용하여, 도포층의 상방 부분에 안정적으로 루버 구조 미형성 영역을 남길 수 있다.
또한, 비산소 분위기 하에서 제2 활성 에너지선 조사를 행하기 때문에, 얻어진 루버 구조 미형성 영역에, 산소 저해의 영향을 억제하여 효율적으로 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있다.
또한, 각 활성 에너지선 조사에 있어서의 조사 각도를 적절히 조절함으로써, 각 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역의 경사각의 조합을 용이하게 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법이면, 광의 투과와 확산에 있어서의 양호한 입사 각도 의존성을 가짐과 함께, 광확산 각도 영역에 있어서의 확산광의 균일성이 높고, 또한, 광확산 각도 영역을 효과적으로 확대한 광확산 필름을 효율적으로 제조할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 「광확산 입사 각도 영역」이란, 광확산 필름에 대해, 점광원으로부터의 입사광의 각도를 변화시킨 경우에, 확산광을 출광하는 것에 대응하는 입사광의 각도 범위를 의미한다.
한편, 본 발명에 있어서, 「광확산 각도 영역」이란, 광확산 필름에 대해, 입사광이 가장 확산되는 각도에 점광원을 고정하고, 이 상태에서 얻어지는 확산광의 각도 범위를 의미한다.
여기서, 본 발명에 따른 광확산 필름에 있어서는, 특성상, 광확산 각도 영역의 폭(이하, 「확산광의 개구각」이라고 부르는 경우가 있다.)과 광확산 입사 각도 영역의 폭은, 대략 동일하게 된다.
또한, 「양호한 입사 각도 의존성」이란, 광확산 입사 각도 영역과, 입사광이 확산되지 않고 그대로 투과하는 비확산 입사 각도 영역의 구별이 명확하게 제어되어 있는 것을 의미한다.
또한, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법을 실시함에 있어서, 제1 및 제2 활성 에너지선 조사에 있어서, 도포층의 상면에 대해 활성 에너지선을 선상으로 조사하는 것이 바람직하다.
이와 같이 실시함으로써, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 보다 효율적으로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법을 실시함에 있어서, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 조사 각도와, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 조사 각도의 차의 절대값을 1°이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 실시함으로써, 얻어지는 광확산 필름에 있어서의 광확산 각도 영역을 보다 효과적으로 확대할 수 있다.
또한, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법을 실시함에 있어서, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 조도를 0.1~3mW/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 실시함으로써, 제1 루버 구조 영역을 효율적으로 형성하면서, 보다 안정적으로 루버 구조 미형성 영역을 남길 수 있다.
한편, 여기서 말하는 조도란, 도포층 표면에 조사되는 활성 에너지선이 최대값을 나타내는 부분에서의 측정값을 의미한다.
또한, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법을 실시함에 있어서, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 광량을 5~100mJ/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 실시함으로써, 제1 루버 구조 영역을 효율적으로 형성하면서, 더욱 안정적으로 루버 구조 미형성 영역을 남길 수 있다.
또한, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법을 실시함에 있어서, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 조도를 0.1~20mW/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 실시함으로써, 루버 구조 미형성 영역에 있어서, 보다 효율적으로 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있다.
한편, 여기서 말하는 조도란, 제1 활성 에너지선 조사의 경우와 마찬가지로, 도포층 표면에 조사되는 활성 에너지선이 최대값을 나타내는 부분에서의 측정값을 의미한다.
또한, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법을 실시함에 있어서, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 광량을 5~300mJ/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 실시함으로써, 루버 구조 미형성 영역에 있어서, 더욱 효율적으로 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법을 실시함에 있어서, (d)공정에 있어서, 도포층의 상면에 대해 활성 에너지선 투과 시트를 라미네이트한 상태에서, 제2 활성 에너지선 조사를 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이 실시함으로써, 산소 저해의 영향을 보다 효과적으로 억제하여, 루버 구조 미형성 영역에 더욱 효율적으로 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있다.
한편, 이 경우, 상기 서술한 조도 및 광량은, 활성 에너지선 투과 시트 표면 상에서의 값을 의미한다.
또한, 본 발명의 다른 양태는, 굴절률이 다른 복수의 판상 영역을 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 번갈아 평행 배치하여 이루어지는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 갖는 광확산 필름으로서, 하기 공정(a)~(d)를 포함하는 제조 방법에 의해 얻어져 이루어지는 광확산 필름이다.
(a)굴절률이 다른 2개의 중합성 화합물을 포함하는 광확산 필름용 조성물을 준비하는 공정
(b)광확산 필름용 조성물을 공정 시트에 대해 도포하여, 도포층을 형성하는 공정
(c)산소 존재 분위기 하에서, 도포층에 대해 제1 활성 에너지선 조사를 행하여, 도포층의 하방 부분에 제1 루버 구조 영역을 형성함과 함께, 도포층의 상방 부분에 루버 구조 미형성 영역을 남기는 공정
(d)비산소 분위기 하에서, 도포층에 대해 제2 활성 에너지선 조사를 행하여, 루버 구조 미형성 영역에 제2 루버 구조 영역을 형성하는 공정
즉, 본 발명의 광확산 필름이면, 필름 내에 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 갖기 때문에, 광의 투과와 확산에 있어서의 양호한 입사 각도 의존성을 가짐과 함께, 광확산 각도 영역에 있어서의 확산광의 균일성이 우수하고, 또한, 광확산 각도 영역을 효과적으로 확대할 수 있다.
본 발명의 광확산 필름의 제조 방법이면, 소정의 광확산 필름용 조성물로 이루어지는 도포층에 대해, 산소 존재 분위기 하(바람직하게는, 공기 분위기 하)에서 제1 활성 에너지선 조사를 행하기 때문에, 도포층의 하방 부분에 효율적으로 제1 루버 구조 영역을 형성하면서, 산소 저해의 영향을 이용하여, 도포층의 상방 부분에 안정적으로 루버 구조 미형성 영역을 남길 수 있다.
본 발명의 광확산 필름이면, 필름 내에 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 갖기 때문에, 광의 투과와 확산에 있어서의 양호한 입사 각도 의존성을 가짐과 함께, 광확산 각도 영역에 있어서의 확산광의 균일성이 우수하고, 또한, 광확산 각도 영역을 효과적으로 확대할 수 있다.
도 1(a)~(b)는, 광확산 필름에 있어서의 루버 구조의 개략을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 2(a)~(b)는, 광확산 필름에 있어서의 입사 각도 의존성, 이방성 및 개구각을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 3(a)~(b)는, 광확산 필름에 있어서의 입사 각도 의존성, 이방성 및 개구각을 설명하기 위하여 제공하는 다른 도면이다.
도 4(a)~(c)는, 광확산 필름의 양태에 대해 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 5(a)~(b)는, 제1 및 제2 활성 에너지선 조사 공정을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 6(a)~(b)는, 제1 및 제2 활성 에너지선 조사 공정을 설명하기 위하여 제공하는 다른 도면이다.
도 7(a)~(b)는, 제1 루버 구조 영역을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 8(a)~(c)는, 중복 루버 구조 영역을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 9는, 반사형 액정 표시 장치에 있어서의 광확산 필름의 적용예를 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 10은, 실시예 1의 광확산 필름의 구성을 설명하는 도면이다.
도 11(a)~(b)는, 실시예 1의 광확산 필름의 광확산 특성을 설명하는 스펙트럼도 및 사진이다.
도 12는, 실시예 2의 광확산 필름의 구성을 설명하는 도면이다.
도 13(a)~(b)는, 실시예 2의 광확산 필름의 광확산 특성을 설명하는 스펙트럼도 및 사진이다.
도 14는, 실시예 3의 광확산 필름의 구성을 설명하는 도면이다.
도 15(a)~(c)는, 실시예 3의 광확산 필름에 있어서의 단면의 모습을 설명하는 사진 및 도면이다.
도 16(a)~(b)는, 실시예 3의 광확산 필름의 광확산 특성을 설명하는 스펙트럼도 및 사진이다.
도 17은, 비교예 1의 광확산 필름의 구성을 설명하는 도면이다.
도 18(a)~(b)는, 비교예 1의 광확산 필름의 광확산 특성을 설명하는 스펙트럼도 및 사진이다.
도 19는, 비교예 2의 광확산 필름의 구성을 설명하는 도면이다.
도 20(a)~(b)는, 비교예 2의 광확산 필름의 광확산 특성을 설명하는 스펙트럼도 및 사진이다.
도 21은, 비교예 3의 광확산 필름의 구성을 설명하는 도면이다.
도 22(a)~(c)는, 비교예 3의 광확산 필름에 있어서의 단면의 모습을 설명하는 사진 및 도면이다.
도 23(a)~(b)는, 비교예 3의 광확산 필름의 광확산 특성을 설명하는 스펙트럼도 및 사진이다.
도 24(a)~(b)는, 종래의 광확산 필름을 사용한 반사형 액정 장치를 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
[제1 실시형태]
본 발명의 제1 실시형태는, 굴절률이 다른 복수의 판상 영역을 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 번갈아 평행 배치하여 이루어지는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 갖는 광확산 필름의 제조 방법으로서, 하기 공정(a)~(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조 방법이다.
(a)굴절률이 다른 2개의 중합성 화합물을 포함하는 광확산 필름용 조성물을 준비하는 공정
(b)광확산 필름용 조성물을 공정 시트에 대해 도포하여, 도포층을 형성하는 공정
(c)산소 존재 분위기 하(바람직하게는, 공기 분위기 하)에서, 도포층에 대해 제1 활성 에너지선 조사를 행하여, 도포층의 하방 부분에 제1 루버 구조 영역을 형성함과 함께, 도포층의 상방 부분에 루버 구조 미형성 영역을 남기는 공정
(d)비산소 분위기 하에서, 도포층에 대해 제2 활성 에너지선 조사를 행하여, 루버 구조 미형성 영역에 제2 루버 구조 영역을 형성하는 공정
이하, 본 발명의 제1 실시형태를, 도면을 적절히 참조하여 구체적으로 설명하는데, 이러한 설명의 이해를 용이하게 하기 위하여, 먼저, 광확산 필름의 기본 원리 및 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법에 의해 얻어지는 소정의 광확산 필름에 있어서의 광확산의 기본적 구성에 대해 설명한다.
1. 광확산 필름에 있어서의 광확산의 기본 원리
가장 먼저, 도 1~2를 사용하여, 광확산 필름에 있어서의 광확산의 기본 원리에 대해 설명한다.
먼저, 도 1(a)에는, 광확산 필름(10)의 상면도(평면도)가 나타나 있고, 도 1(b)에는, 도 1(a)에 나타내는 광확산 필름(10)을 점선 A-A를 따라 수직 방향으로 절단하고, 절단면을 화살표 방향에서 바라본 경우의 광확산 필름(10)의 단면도가 나타나 있다.
또한, 도 2(a)는, 광확산 필름(10)의 전체도를 나타내고, 도 2(b)는, 도 2(a)의 광확산 필름(10)을 X방향에서 본 경우의 단면도를 나타낸다.
이러한 도 1(a)의 평면도에 나타내는 바와 같이, 광확산 필름(10)은, 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라, 상대적으로 굴절률이 높은 판상 영역(12)과, 상대적으로 굴절률이 낮은 판상 영역(14)이 번갈아 평행 배치된 루버 구조(13)를 구비하고 있다.
또한, 도 1(b)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 고굴절률의 판상 영역(12)과, 저굴절률의 판상 영역(14)은, 각각 소정 두께를 갖고 있고, 광확산 필름(10)의 수직 방향에 있어서도, 번갈아 평행 배치된 상태를 유지하고 있다.
이에 의해, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 입사각이 광확산 입사 각도 영역 내인 경우에는, 입사광이 광확산 필름(10)에 의해 확산된다고 추정된다.
즉, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 광확산 필름(10)에 대한 입사광의 입사각이, 루버 구조(13)의 경계면(13')에 대해, 평행부터 소정의 각도 범위 내의 값, 즉, 광확산 입사 각도 영역 내의 값인 경우에는, 입사광(52, 54)은, 루버 구조 내의 고굴절률의 판상 영역(12) 내를, 방향을 변화시키면서 막두께 방향을 따라 빠져나감으로써, 출광면측에서의 광의 진행 방향이 고르지 않게 되는 것으로 추정된다.
그 결과, 입사각이 광확산 입사 각도 영역 내인 경우에는, 입사광이 광확산 필름(10)에 의해 확산된다고 추정된다(52',54').
한편, 광확산 필름(10)에 대한 입사광의 입사각이 광확산 입사 각도 영역으로부터 벗어나는 경우에는, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 입사광(56)은 광확산 필름에 의해 확산되지 않고, 그대로 광확산 필름(10)을 투과하는 것으로 추정된다(56').
이상의 기본 원리에 의해, 루버 구조(13)를 구비한 광확산 필름(10)은, 예를 들어, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 광의 투과와 확산에 있어서 입사 각도 의존성을 발휘하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 광확산 필름은, 입사광의 입사각이 광확산 입사 각도 영역에 포함되는 경우에는, 그 입사각이 다른 경우라도 출광면측에 있어서 거의 동일한 광확산을 시킬 수 있다.
따라서, 얻어진 광확산 필름은, 광을 소정 지점에 집중시키는 집광 작용도 갖는다고 할 수 있다.
한편, 광확산 입사 각도 영역은, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 광확산 필름에 있어서의 루버 구조의 굴절률차나 경사각 등에 의해, 그 광확산 필름마다 결정되는 각도 영역이다.
또한, 루버 구조 내의 고굴절률 영역(12) 내에 있어서의 입사광의 방향 변화는, 도 1(b)에 나타내는 바와 같은 전반사에 의해 직선상으로 지그재그로 방향 변화하는 스텝 인덱스형이 되는 경우 외에, 곡선상으로 방향 변화하는 그래디언트 인덱스형이 되는 경우도 생각할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해 얻어지는 광확산 필름은, 이방성을 갖는 것(이하, 「이방성 광확산 필름」이라고 부르는 경우가 있다.)인 것이 바람직하다.
여기서, 「이방성」이란, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 광이 필름에 의해 확산된 경우에, 확산된 출사광에 있어서의 필름과 평행한 면내에서의, 그 광의 확산 상태(확산광의 퍼짐 형상)가 동(同)면내에서의 방향에 따라 다른 성질을 갖는 것을 의미한다.
보다 구체적으로는, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 입사광에 포함되는 성분 중, 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 연장되는 루버 구조의 방향에 수직인 성분에 대해서는 선택적으로 광의 확산이 발생하는 한편, 입사광에 포함되는 성분 중, 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 연장되는 루버 구조의 방향과 평행한 성분에 대해서는 광의 확산이 발생하기 어렵기 때문에, 이방성 광확산이 실현된다.
따라서, 이방성을 갖는 광확산 필름에 있어서의 확산광의 퍼짐 형상은, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 대략 타원상이 된다.
또한, 상기 서술한 바와 같이, 이방성 광확산에 기여하는 입사광의 성분은, 주로 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 연장되는 루버 구조의 방향에 수직인 성분이기 때문에, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 있어서, 입사광의 「입사각(θ1)」이라고 한 경우, 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 연장되는 루버 구조의 방향에 수직인 성분의 입사각을 의미하는 것으로 한다. 또한, 이 때 입사각(θ1)은, 광확산 필름의 입사측 표면의 법선에 대한 각도를 0°로 한 경우의 각도(°)를 의미하는 것으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 「확산광의 개구각」이란, 광확산 각도 영역의 폭으로서, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 연장되는 루버 구조의 방향과 평행한 방향(X)에서 필름의 단면을 바라본 경우에 있어서의, 소정의 입사각(θ1)의 입사광에 대한 확산광의 개구각(θ2)을 의미한다.
2. 기본적 구성
이어서, 도면을 사용하여, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광확산 필름의 기본적 구성에 대해 설명한다.
도 3(a)~(b)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광확산 필름(40)은, 제1 루버 구조 영역(20) 및 제2 루버 구조 영역(30)을, 필름 막두께 방향을 따라 하방으로부터 순차적으로 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광확산 필름이면, 예를 들어, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 각각의 루버 구조 영역이 갖는 입사 각도 의존성을 달리 함으로써, 광확산 각도 영역에 있어서의 확산광의 강도의 균일성을 향상시킴과 함께, 광확산 입사 각도 영역을 효과적으로 확대할 수 있다.
한편, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 각각의 루버 구조 영역이 갖는 광확산 각도 영역을 중복시킨 경우에는, 광확산 각도 영역의 확대에 대한 기여는 적지만, 막두께 방향에 있어서의 전체적인 루버의 길이를 안정적으로 연장하게 되기 때문에, 광확산 각도 영역 내의 확산광의 강도의 균일성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 서술한 「하방」이란, 공정 시트 상에 도포층을 형성하였을 때에, 도포층의 막두께 방향에 있어서의 공정 시트에 가까운 측을 의미한다. 따라서, 본 발명을 설명하기 위한 편의적인 용어이며, 광확산 필름 자체의 상하 방향을 전혀 제약하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법은, 광확산 필름용 조성물로 이루어지는 도포층에 대해, 제1 활성 에너지선 조사를 행하여, 도포층의 하방 부분에 제1 루버 구조 영역을 형성함과 함께, 도포층의 상방 부분에 루버 구조 미형성 영역을 남기는 것을 특징으로 한다.
그 후, 도포층에 대해 제2 활성 에너지선 조사를 행하여, 루버 구조 미형성 영역에 제2 루버 구조 영역을 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광확산 필름은, 도 4(a)~(b)에 나타내는 바와 같은 양태를 취할 수 있다.
즉, 첫 번째 양태로는, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역(20)의 상단부와 제2 루버 구조 영역(30)의 하단부가 겹치는 중복 루버 구조 영역(50)을 갖는 광확산 필름(40)을 들 수 있다.
또한, 두 번째 양태로는, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역(20) 및 제2 루버 구조 영역(30)의 계면에 있어서, 루버 구조가 형성되지 않는 간격 부분(50')이 존재하거나, 제1 루버 구조 영역(20) 및 제2 루버 구조 영역(30)이 정확히 접하고 있는 광확산 필름(40)을 들 수 있다.
한편, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 필름의 내부에 존재하는 2개의 루버 구조 영역(20, 30)이 과도하게 겹치는 광확산 필름(42)은, 활성 에너지선 조사를 2단계로 나누어 실시하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 제조 방법에서는, 얻을 수 없게 된다.
3. 공정(a): 광확산 필름용 조성물의 준비 공정
공정(a)는, 광확산 필름용 조성물을 준비하는 공정이다.
보다 구체적으로는, 굴절률이 다른 2개의 중합성 화합물을 40~80℃의 고온 조건 하에서 교반하여, 균일한 혼합액으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 이와 동시에 혼합액에 대해 희망에 따라 광중합 개시제 등의 첨가제를 첨가한 후, 균일해질 때까지 교반하면서 원하는 점도가 되도록 필요에 따라 희석 용제를 더 첨가함으로써, 광확산 필름용 조성물의 용액을 얻는 것이 바람직하다.
이하, 공정(a)에 대해, 보다 구체적으로 설명한다.
(1) 고굴절률 중합성 화합물
(1)-1 종류
굴절률이 다른 2개의 중합성 화합물 중, 굴절률이 높은 편인 중합성 화합물(이하, (A)성분이라고 부르는 경우가 있다.)의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 그 주성분을 복수의 방향고리를 함유하는 (메트)아크릴산에스테르로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, (A)성분으로서, 특정한 (메트)아크릴산에스테르를 포함함으로써, (A)성분의 중합 속도를 굴절률이 낮은 편인 중합성 화합물(이하, (B)성분이라고 부르는 경우가 있다.)의 중합 속도보다 빠르게 하여, 이들 성분간에 있어서의 중합 속도에 소정의 차를 발생시켜, 양 성분의 공중합성을 효과적으로 저하시킬 수 있는 것으로 추정되기 때문이다.
그 결과, 광경화시켰을 때에, (A)성분에서 유래한 판상 영역 및 (B)성분에서 유래한 판상 영역이 번갈아 연장된, 소위 루버 구조를 효율적으로 형성할 수 있다.
또한, (A)성분으로서, 특정한 (메트)아크릴산에스테르를 포함함으로써, 단량체의 단계에서는 (B)성분과 충분한 상용성을 가지면서도, 중합의 과정에 있어서 복수 연결된 단계에서는 (B)성분과의 상용성을 소정의 범위까지 저하시켜, 루버 구조를 더욱 효율적으로 형성할 수 있는 것으로 추정된다.
또한, (A)성분으로서, 특정한 (메트)아크릴산에스테르를 포함함으로써, 루버 구조에 있어서의 (A)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률을 높게 하여, (B)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률과의 차를 소정 이상의 값으로 조절할 수 있다.
따라서, (A)성분으로서, 특정한 (메트)아크릴산에스테르를 포함함으로써, 후술하는 (B)성분의 특성과 더불어, 굴절률이 다른 판상 영역이 번갈아 연장된 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 구비한 광확산 필름을 효율적으로 얻을 수 있다.
한편, 「복수의 방향고리를 함유하는 (메트)아크릴산에스테르」란, (메트)아크릴산에스테르의 에스테르 잔기 부분에 복수의 방향고리를 갖는 화합물을 의미한다.
또한, 「(메트)아크릴산」이란, 아크릴산과 메타크릴산의 양방을 의미한다.
또한, 이러한 (A)성분으로서의 복수의 방향고리를 함유하는 (메트)아크릴산에스테르로는, 예를 들어, (메트)아크릴산비페닐, (메트)아크릴산나프틸, (메트)아크릴산안트라실, (메트)아크릴산벤질페닐, (메트)아크릴산비페닐옥시알킬, (메트)아크릴산나프틸옥시알킬, (메트)아크릴산안트라실옥시알킬, (메트)아크릴산벤질페닐옥시알킬 등, 혹은, 방향고리 상의 수소 원자의 일부가 할로겐, 알킬, 알콕시, 할로겐화 알킬 등에 의해 치환된 것 등을 들 수 있다.
또한, (A)성분으로서의 복수의 방향고리를 함유하는 (메트)아크릴산에스테르로서, 비페닐고리를 함유하는 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 특히, 하기 일반식(1)로 나타내는 비페닐 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
Figure 112014048336610-pct00002
(일반식(1) 중, R1~R10은, 각각 독립적이고, R1~R10 중 적어도 1개는, 하기 일반식(2)로 나타내는 치환기이고, 나머지는, 수소 원자, 수산기, 카르복실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐화 알킬기, 하이드록시알킬기, 카르복시알킬기 및 할로겐 원자 중 어느 하나의 치환기이다.)
Figure 112014048336610-pct00003
(일반식(2) 중, R11은, 수소 원자 또는 메틸기이고, 탄소수 n은 1~4의 정수이고, 반복수 m은 1~10의 정수이다.)
이 이유는, (A)성분으로서, 특정한 구조를 갖는 비페닐 화합물을 포함함으로써, (A)성분 및 (B)성분의 중합 속도에 소정의 차를 발생시키고, (A)성분과 (B)성분의 상용성을 소정의 범위까지 저하시켜, 양 성분끼리의 공중합성을 저하시킬 수 있다고 추정되기 때문이다.
또한, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에 있어서의 (A)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률을 높게 하여, (B)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률과의 차를 소정 이상의 값으로 보다 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 일반식(1)에 있어서의 R1~R10이, 알킬기, 알콕시기, 할로겐화 알킬기, 하이드록시알킬기 및 카르복시알킬기 중 어느 것을 포함하는 경우에는, 그 알킬 부분의 탄소수를 1~4의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 탄소수가 4를 넘는 값이 되면, (A)성분의 중합 속도가 저하되거나, (A)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률이 지나치게 낮아져, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 효율적으로 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 일반식(1)에 있어서의 R1~R10이, 알킬기, 알콕시기, 할로겐화 알킬기, 하이드록시알킬기 및 카르복시알킬기 중 어느 것을 포함하는 경우에는, 그 알킬 부분의 탄소수를 1~3의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1~2의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 일반식(1)에 있어서의 R1~R10이, 할로겐화 알킬기 또는 할로겐 원자 이외의 치환기, 즉, 할로겐을 포함하지 않는 치환기인 것이 바람직하다.
이 이유는, 광확산 필름을 소각하거나 할 때에, 다이옥신이 발생하는 것을 방지하여, 환경 보호의 관점에서 바람직하기 때문이다.
한편, 종래의 루버 구조를 구비한 광확산 필름에 있어서는, 소정의 루버 구조를 얻음에 있어서, 모노머 성분을 고굴절률화할 목적에서 모노머 성분에 있어서 할로겐 치환이 행하여지는 것이 일반적이었다.
이 점에서, 일반식(1)로 나타내는 비페닐 화합물이면, 할로겐 치환을 행하지 않는 경우라도, 높은 굴절률로 할 수 있다.
따라서, 본 발명에 있어서의 광확산 필름용 조성물을 광경화하여 이루어지는 광확산 필름이면, 할로겐을 포함하지 않는 경우라도, 양호한 입사 각도 의존성을 발휘할 수 있다.
또한, 일반식(1)에 있어서의 R2~R9 중 어느 하나가, 일반식(2)로 나타내는 치환기인 것이 바람직하다.
이 이유는, 일반식(2)로 나타내는 치환기의 위치를 R1 및 R10 이외의 위치로 함으로써, 광경화시키기 전의 단계에 있어서 (A)성분끼리가 배향하여, 결정화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 광경화시키기 전의 모노머 단계에서 액상으로, 희석 용매 등을 사용하지 않더라도 겉보기상 (B)성분과 균일하게 혼합할 수 있다.
이에 의해, 광경화의 단계에 있어서, (A)성분 및 (B)성분의 미세한 레벨에서의 응집ㆍ상분리 가능하게 하여, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 구비한 광확산 필름을 보다 효율적으로 얻을 수 있기 때문이다.
또한, 동일한 관점에서, 일반식(1)에 있어서의 R3, R5, R6 및 R8 중 어느 하나가, 일반식(2)로 나타내는 치환기인 것이 특히 바람직하다.
또한, 일반식(2)로 나타내는 치환기에 있어서의 반복수 m을, 통상 1~10의 정수로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 반복수 m이 10을 넘는 값이 되면, 중합 부위와 비페닐고리를 연결하는 옥시알킬렌사슬이 지나치게 길어져, 중합 부위에 있어서의 (A)성분끼리의 중합을 저해하는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 일반식(2)로 나타내는 치환기에 있어서의 반복수 m을, 1~4의 정수로 하는 것이 보다 바람직하고, 1~2의 정수로 하는 것이 특히 바람직하다.
한편, 동일한 관점에서, 일반식(2)로 나타내는 치환기에 있어서의 탄소수 n을, 통상 1~4의 정수로 하는 것이 바람직하다.
또한, 중합 부위인 중합성 탄소-탄소 이중 결합의 위치가 비페닐고리에 대해 지나치게 가까워, 비페닐고리가 입체 장해가 되고, (A)성분의 중합 속도가 저하되는 경우도 고려하면, 일반식(2)로 나타내는 치환기에 있어서의 탄소수 n을, 2~4의 정수로 하는 것이 보다 바람직하고, 2~3의 정수로 하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 일반식(1)로 나타내는 비페닐 화합물의 구체예로는, 하기 식(3)~(4)로 나타내는 화합물을 바람직하게 들 수 있다.
Figure 112014048336610-pct00004
Figure 112014048336610-pct00005
(1)-2 분자량
또한, (A)성분의 분자량을 200~2,500의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, (A)성분의 분자량을 소정의 범위로 함으로써, (A)성분의 중합 속도를 더욱 빠르게 하여, (A)성분 및 (B)성분의 공중합성을 보다 효과적으로 저하시킬 수 있는 것으로 추정되기 때문이다.
그 결과, 광경화시켰을 때에, (A)성분에서 유래한 판상 영역 및 (B)성분에서 유래한 판상 영역이 번갈아 연장된 루버 구조를 보다 효율적으로 형성할 수 있다.
즉, (A)성분의 분자량이 200 미만의 값이 되면, 입체 장해에 의해 중합 속도가 저하되어, (B)성분의 중합 속도에 가까워져, (B)성분과의 공중합이 발생하기 쉬워지는 경우가 있기 때문이다. 한편, (A)성분의 분자량이 2,500을 넘는 값이 되면, (B)성분과의 분자량의 차가 작아지는 것에 수반하여, (A)성분의 중합 속도가 저하되어 (B)성분의 중합 속도에 가까워져, (B)성분과의 공중합이 발생하기 쉬워지는 것으로 추정되고, 그 결과, 루버 구조를 효율적으로 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, (A)성분의 분자량을 240~1,500의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 260~1,000의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, (A)성분의 분자량은, 분자의 조성과, 구성 원자의 원자량으로부터 얻어지는 계산값으로 구할 수 있고, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 중량 평균 분자량으로서 측정할 수도 있다.
(1)-3 단독 사용
또한, 본 발명에 있어서의 광확산 필름용 조성물은, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에 있어서의 굴절률이 높은 판상 영역을 형성하는 모노머 성분으로서, (A)성분을 포함하는 것을 특징으로 하는데, (A)성분은 1 성분으로 포함되는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이와 같이 구성함으로써, (A)성분에서 유래한 판상 영역, 즉 굴절률이 높은 판상 영역에 있어서의 굴절률의 편차를 효과적으로 억제하여, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 구비한 광확산 필름을 보다 효율적으로 얻을 수 있기 때문이다.
즉, (A)성분에 있어서의 (B)성분에 대한 상용성이 낮은 경우, 예를 들어 (A)성분이 할로겐계 화합물 등인 경우, (A)성분을 (B)성분에 상용시키기 위한 제3 성분으로서, 다른 (A)성분(예를 들어, 비할로겐계 화합물 등)을 병용하는 경우가 있다.
그러나, 이 경우, 이러한 제3 성분의 영향에 의해, (A)성분에서 유래한 굴절률이 높은 판상 영역에 있어서의 굴절률이 흐트러지거나, 저하되기 쉬워지는 경우가 있다.
그 결과, (B)성분에서 유래한 굴절률이 낮은 판상 영역과의 굴절률차가 불균일해지거나, 과도하게 저하되기 쉬워지는 경우가 있다.
따라서, (B)성분과의 상용성을 갖는 고굴절률의 모노머 성분을 선택하고, 그것을 단독의 (A)성분으로서 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 예를 들어, (A)성분으로서의 식(3)으로 나타내는 비페닐 화합물이면, 저점도이기 때문에, (B)성분과의 상용성을 가지므로, 단독의 (A)성분으로서 사용할 수 있다.
(1)-4 굴절률
또한, (A)성분의 굴절률을 1.5~1.65의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, (A)성분의 굴절률을 이러한 범위 내의 값으로 함으로써, (A)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률과, (B)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률의 차를 보다 용이하게 조절하여, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 구비한 광확산 필름을 보다 효율적으로 얻을 수 있기 때문이다.
즉, (A)성분의 굴절률이 1.5 미만인 값이 되면, (B)성분의 굴절률과의 차가 지나치게 작아져, 유효한 광확산 각도 영역을 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, (A)성분의 굴절률이 1.65를 넘는 값이 되면, (B)성분의 굴절률과의 차는 커지지만, (B)성분과의 겉보기상의 상용 상태조차도 형성이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, (A)성분의 굴절률을 1.52~1.65의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1.56~1.6의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 서술한 (A)성분의 굴절률이란, 광조사에 의해 경화되기 전의 (A)성분의 굴절률을 의미한다.
또한, 굴절률은, 예를 들어 JIS K0062에 준하여 측정할 수 있다.
(1)-5 함유량
또한, 광확산 필름용 조성물에 있어서의 (A)성분의 함유량을, 후술하는 (B)성분 100중량부에 대해 25~400중량부의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, (A)성분의 함유량이 25중량부 미만인 값이 되면, (B)성분에 대한 (A)성분의 존재 비율이 적어져, (A)성분에서 유래한 판상 영역의 폭이, (B)성분에서 유래한 판상 영역의 폭과 비교하여 과도하게 작아져, 양호한 입사 각도 의존성을 갖는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 또한, 광확산 필름의 두께 방향에 있어서의 루버의 길이가 불충분해져, 광확산성을 나타내지 않게 되는 경우가 있기 때문이다. 한편, (A)성분의 함유량이 400중량부를 넘는 값이 되면, (B)성분에 대한 (A)성분의 존재 비율이 많아져, (A)성분에서 유래한 판상 영역의 폭이, (B)성분에서 유래한 판상 영역의 폭과 비교하여 과도하게 커져, 반대로, 양호한 입사 각도 의존성을 갖는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 또한, 광확산 필름의 두께 방향에 있어서의 루버의 길이가 불충분해져, 광확산성을 나타내지 않게 되는 경우가 있기 때문이다.
따라서, (A)성분의 함유량을, (B)성분 100중량부에 대해 40~300중량부의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 50~200중량부의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
(2) 저굴절률 중합성 화합물
(2)-1 종류
굴절률이 다른 2개의 중합성 화합물 중, 굴절률이 낮은 편인 중합성 화합물((B)성분)의 종류는, 특별히 한정되지 않고, 그 주성분으로서, 예를 들어, 우레탄(메트)아크릴레이트, 측쇄에 (메트)아크릴로일기를 갖는 (메트)아크릴계 폴리머, (메트)아크릴로일기 함유 실리콘 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있으나, 특히 우레탄(메트)아크릴레이트로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 우레탄(메트)아크릴레이트이면, (A)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률과, (B)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률의 차를 보다 용이하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, (B)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률의 편차를 유효하게 억제하여, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 구비한 광확산 필름을 보다 효율적으로 얻을 수 있기 때문이다.
따라서, 이하에 있어서는, (B)성분으로서의 우레탄(메트)아크릴레이트에 대해 주로 설명한다.
한편, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 양방을 의미한다.
먼저, 우레탄(메트)아크릴레이트는, (a)이소시아네이트기를 적어도 2개 함유하는 화합물, (b)폴리올 화합물, 바람직하게는 디올 화합물, 특히 바람직하게는 폴리알킬렌글리콜 및 (c)하이드록시알킬(메트)아크릴레이트로 형성된다.
한편, (B)성분에는, 우레탄 결합의 반복 단위를 갖는 올리고머도 포함하는 것으로 한다.
이 중, (a)성분인 이소시아네이트기를 적어도 2개 함유하는 화합물로는, 예를 들어, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 1,3-자일릴렌디이소시아네이트, 1,4-자일릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 폴리이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트 등의 지환식 폴리이소시아네이트, 및 이들의 뷰렛체, 이소시아누레이트체, 나아가서는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 피마자유 등의 저분자 활성 수소 함유 화합물과의 반응물인 어덕트체(예를 들어, 자일릴렌디이소시아네이트계 3관능 어덕트체) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 서술한 가운데서도, 지환식 폴리이소시아네이트인 것이 특히 바람직하다.
이 이유는, 지환식 폴리이소시아네이트이면, 지방족 폴리이소시아네이트와 비교하여, 입체 배좌 등의 관계에서 각 이소시아네이트기의 반응 속도에 차를 형성하기 쉽기 때문이다.
이에 의해, (a)성분이 (b)성분과만 반응하거나, (a)성분이 (c)성분과만 반응하는 것을 억제하여, (a)성분을 (b)성분 및 (c)성분과 확실하게 반응시킬 수 있어, 여분의 부생성물의 발생을 방지할 수 있다.
그 결과, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에 있어서의 (B)성분에서 유래한 판상 영역, 즉, 저굴절률 판상 영역의 굴절률의 편차를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 지환식 폴리이소시아네이트이면, 방향족 폴리이소시아네이트와 비교하여, 얻어지는 (B)성분과 (A)성분의 상용성을 소정의 범위로 저하시켜, 루버 구조를 보다 효율적으로 형성할 수 있다.
또한, 지환식 폴리이소시아네이트이면, 방향족 폴리이소시아네이트와 비교하여, 얻어지는 (B)성분의 굴절률을 작게 할 수 있기 때문에, (A)성분의 굴절률과의 차를 크게 하여, 광확산성을 보다 확실하게 발현함과 함께, 광확산 각도 영역 내에 있어서의 확산광의 균일성이 높은 루버 구조를 더욱 효율적으로 형성할 수 있다.
또한, 이러한 지환식 폴리이소시아네이트 중에서도, 이소시아네이트기를 2개만 함유하는 지환식 디이소시아네이트가 바람직하다.
이 이유는, 지환식 디이소시아네이트이면, (b)성분 및 (c)성분과 정량적으로 반응하여, 단일의 (B)성분을 얻을 수 있기 때문이다.
이러한 지환식 디이소시아네이트로는, 이소포론디이소시아네이트(IPDI)인 것을 특히 바람직하게 들 수 있다.
이 이유는, 2개의 이소시아네이트기의 반응성에 유효한 차이를 형성할 수 있기 때문이다.
또한, 우레탄(메트)아크릴레이트를 형성하는 성분 중, (b)성분인 폴리알킬렌글리콜로는, 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리헥실렌글리콜 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 폴리프로필렌글리콜인 것이 특히 바람직하다.
이 이유는, 폴리프로필렌글리콜이면, 점도가 낮으므로 무용제로 취급할 수 있기 때문이다.
또한, 폴리프로필렌글리콜이면, (B)성분을 경화시켰을 때에, 당해 경화물에 있어서의 양호한 소프트 세그먼트가 되어, 광확산 필름의 핸들링성이나 실장성을 효과적으로 향상시킬 수 있기 때문이다.
한편, (B)성분의 중량 평균 분자량은, 주로 (b)성분의 중량 평균 분자량에 의해 조절할 수 있다. 여기서, (b)성분의 중량 평균 분자량은, 통상 2,300~19,500이고, 바람직하게는 4,300~14,300이며, 특히 바람직하게는 6,300~12,300이다.
또한, 우레탄(메트)아크릴레이트를 형성하는 성분 중, (c)성분인 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트로는, 예를 들어, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트, 3-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
또한, 얻어지는 우레탄(메트)아크릴레이트의 중합 속도를 저하시켜, 소정의 루버 구조를 보다 효율적으로 형성하는 관점에서, 특히, 하이드록시알킬메타크릴레이트인 것이 보다 바람직하고, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트인 것이 더욱 바람직하다.
또한, (a)~(c)성분에 의한 우레탄(메트)아크릴레이트의 합성은, 통상적인 방법에 따라 실시할 수 있다.
이 때, (a)~(c)성분의 배합 비율을, 몰비로 (a)성분:(b)성분:(c)성분=1~5:1:1~5의 비율로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 배합 비율로 함으로써, (b)성분이 갖는 2개의 수산기에 대해 각각 (a)성분이 갖는 일방의 이소시아네이트기가 반응하여 결합하고, 또한 2개의 (a)성분이 각각 갖는 다른 일방의 이소시아네이트기에 대해, (c)성분이 갖는 수산기가 반응하여 결합한 우레탄(메트)아크릴레이트를 효율적으로 합성할 수 있기 때문이다.
따라서, (a)~(c)성분의 배합 비율을, 몰비로 (a)성분:(b)성분:(c)성분=1~3:1:1~3의 비율로 하는 것이 보다 바람직하고, 2:1:2의 비율로 하는 것이 더욱 바람직하다.
(2)-2 중량 평균 분자량
또한, (B)성분의 중량 평균 분자량을 3,000~20,000의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, (B)성분의 중량 평균 분자량을 소정의 범위로 함으로써, (A)성분 및 (B)성분의 중합 속도에 소정의 차를 발생시켜, 양 성분의 공중합성을 효과적으로 저하시킬 수 있기 때문이다.
그 결과, 광경화시켰을 때에, (A)성분에서 유래한 판상 영역 및 (B)성분에서 유래한 판상 영역이 번갈아 연장된 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 효율적으로 형성할 수 있다.
즉, (B)성분의 중량 평균 분자량이 3,000 미만인 값이 되면, (B)성분의 중합 속도가 빨라져, (A)성분의 중합 속도에 가까워지고, (A)성분과의 공중합이 발생하기 쉬워지는 결과, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 효율적으로 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, (B)성분의 중량 평균 분자량이 20,000을 넘는 값이 되면, (A)성분 및 (B)성분에서 유래한 판상 영역이 번갈아 연장된 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조를 형성하기가 곤란해지거나, (A)성분과의 상용성이 과도하게 저하되어, 도포 단계에서 (A)성분이 석출되는 경우가 있기 때문이다.
따라서, (B)성분의 중량 평균 분자량을 5,000~15,000의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 7,000~13,000의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, (B)성분의 중량 평균 분자량은, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 측정할 수 있다.
(2)-3 단독 사용
또한, (B)성분은, 분자 구조나 중량 평균 분자량이 다른 2종 이상을 병용해도 되는데, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에 있어서의 (B)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률의 편차를 억제하는 관점에서는, 1종류만을 사용하는 것이 바람직하다.
즉, (B)성분을 복수 사용한 경우, (B)성분에서 유래한 굴절률이 낮은 판상 영역에 있어서의 굴절률이 흐트러지거나, 높아져, (A)성분에서 유래한 굴절률이 높은 판상 영역과의 굴절률차가 불균일해지거나, 과도하게 저하되는 경우가 있기 때문이다.
(2)-4 굴절률
또한, (B)성분의 굴절률을 1.4~1.55의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, (B)성분의 굴절률을 이러한 범위 내의 값으로 함으로써, (A)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률과, (B)성분에서 유래한 판상 영역의 굴절률의 차를 보다 용이하게 조절하여, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 구비한 광확산 필름을 보다 효율적으로 얻을 수 있기 때문이다.
즉, (B)성분의 굴절률이 1.4 미만인 값이 되면, (A)성분의 굴절률과의 차는 커지지만, (A)성분과의 상용성이 극단적으로 악화되어, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 없을 우려가 있기 때문이다. 한편, (B)성분의 굴절률이 1.55를 넘는 값이 되면, (A)성분의 굴절률과의 차가 지나치게 작아져, 원하는 입사 각도 의존성을 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, (B)성분의 굴절률을 1.45~1.54의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1.46~1.52의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 서술한 (B)성분의 굴절률이란, 광조사에 의해 경화되기 전의 (B)성분의 굴절률을 의미한다.
그리고 굴절률은, 예를 들어 JIS K0062에 준하여 측정할 수 있다.
또한, 상기 서술한 (A)성분의 굴절률과 (B)성분의 굴절률의 차를 0.01 이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 굴절률의 차를 소정의 범위 내의 값으로 함으로써, 광의 투과와 확산에 있어서의 보다 양호한 입사 각도 의존성, 및 보다 넓은 광확산 입사 각도 영역을 갖는 광확산 필름을 얻을 수 있기 때문이다.
즉, 이러한 굴절률의 차가 0.01 미만인 값이 되면, 입사광이 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역 내에서 전반사하는 각도역이 좁아지므로, 광확산에 있어서의 개구 각도가 과도하게 좁아지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 굴절률의 차가 과도하게 큰 값이 되면, (A)성분과 (B)성분의 상용성이 지나치게 악화되어, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 없을 우려가 있기 때문이다.
따라서, (A)성분의 굴절률과 (B)성분의 굴절률의 차를 0.05~0.5의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.1~0.2의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 여기서 말하는 (A)성분 및 (B)성분의 굴절률이란, 광조사에 의해 경화되기 전의 (A)성분 및 (B)성분의 굴절률을 의미한다.
(2)-5 함유량
또한, 광확산 필름용 조성물에 있어서의 (B)성분의 함유량을, 광확산 필름용 조성물의 전체량 100중량%에 대해, 10~80중량%의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, (B)성분의 함유량이 10중량% 미만인 값이 되면, (A)성분에 대한 (B)성분의 존재 비율이 적어져, (B)성분에서 유래한 판상 영역의 폭이 (A)성분에서 유래한 판상 영역의 폭과 비교하여 과도하게 작아져, 양호한 입사 각도 의존성을 갖는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 또한, 광확산 필름의 두께 방향에 있어서의 루버의 길이가 불충분해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, (B)성분의 함유량이 80중량%를 넘는 값이 되면, (A)성분에 대한 (B)성분의 존재 비율이 많아져, (B)성분에서 유래한 판상 영역의 폭이 (A)성분에서 유래한 판상 영역의 폭과 비교하여 과도하게 커져, 반대로, 양호한 입사 각도 의존성을 갖는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 또한, 광확산 필름의 두께 방향에 있어서의 루버의 길이가 불충분해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, (B)성분의 함유량을, 광확산 필름용 조성물의 전체량 100중량%에 대해, 20~70중량%의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 30~60중량%의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
(3) 광중합 개시제
또한, 본 발명에 있어서의 광확산 필름용 조성물에 있어서는, 희망에 따라 (C)성분으로서 광중합 개시제를 함유시키는 것이 바람직하다.
이 이유는, 광중합 개시제를 함유시킴으로써, 광확산 필름용 조성물에 대해 활성 에너지선을 조사했을 때에, 효율적으로 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있기 때문이다.
여기서, 광중합 개시제란, 자외선 등의 활성 에너지선의 조사에 의해 라디칼종을 발생시키는 화합물을 말한다.
이러한 광중합 개시제로는, 예를 들어, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-1-온, 4-(2-하이드록시에톡시)페닐-2-(하이드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-터셔리부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오크산톤, 2-에틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논디메틸케탈, p-디메틸아민벤조산에스테르, 올리고[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판 등을 들 수 있고, 이들 중 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
한편, 광중합 개시제를 함유시키는 경우의 함유량으로는, (A)성분 및 (B)성분의 합계량 100중량부에 대해, 0.2~20중량부의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 0.5~15중량부의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1~10중량부의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
(4) 다른 첨가제
또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 적절히 상기 서술한 화합물 이외의 첨가제를 첨가할 수 있다.
이러한 첨가제로는, 예를 들어, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 중합 촉진제, 중합 금지제, 적외선 흡수제, 가소제, 희석 용제 및 레벨링제 등을 들 수 있다.
한편, 이러한 첨가제의 함유량은, 일반적으로 (A)성분 및 (B)성분의 합계량 100중량부에 대해, 0.01~5중량부의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 0.02~3중량부의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.05~2중량부의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
4. 공정(b): 도포 공정
공정(b)는, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 준비한 광확산 필름용 조성물을 공정 시트(2)에 대해 도포하여 도포층(1)을 형성하는 공정이다.
공정 시트로는, 플라스틱 필름, 종이를 어느 것이나 사용할 수 있다.
이 중, 플라스틱 필름으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르계 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀계 필름, 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 셀룰로오스계 필름 및 폴리이미드계 필름 등을 들 수 있다.
또한, 종이로는, 예를 들어 글래신지, 코트지 및 라미네이트지 등을 들 수 있다.
또한, 후술하는 공정을 고려하면, 공정 시트(2)로는, 열이나 활성 에너지선에 대한 치수 안정성이 우수한 필름인 것이 바람직하다.
이러한 필름으로는, 상기 서술한 것 중, 폴리에스테르계 필름, 폴리올레핀계 필름 및 폴리이미드계 필름을 바람직하게 들 수 있다.
또한, 공정 시트에 대해서는, 광경화 후에, 얻어진 광확산 필름을 공정 시트로부터 박리하기 쉽게 하기 위하여, 공정 시트에 있어서의 광확산 필름용 조성물의 도포면측에 박리층을 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 박리층은, 실리콘계 박리제, 불소계 박리제, 알키드계 박리제, 올레핀계 박리제 등, 종래 공지된 박리제를 사용하여 형성할 수 있다.
한편, 공정 시트의 두께는, 통상 25~200㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 공정 시트 상에 광확산 필름용 조성물을 도포하는 방법으로는, 예를 들어, 나이프 코트법, 롤 코트법, 바 코트법, 블레이드 코트법, 다이 코트법 및 그라비아 코트법 등, 종래 공지된 방법에 의해 행할 수 있다.
한편, 이 때, 도포층의 두께를 100~700㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
5. 공정(c): 제1 활성 에너지선 조사 공정
공정(c)는, 산소 존재 분위기 하(바람직하게는, 공기 분위기 하)에서, 도포층에 대해 제1 활성 에너지선 조사를 행하여, 도포층의 하방 부분에 제1 루버 구조 영역을 형성함과 함께, 도포층의 상방 부분에 루버 구조 미형성 영역을 남기는 공정이다.
즉, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 공정 시트(2) 위에 형성된 도포층(1)의 상면에 대해, 활성 에너지선(150)을 선상으로 조사하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 예를 들어, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 선상의 자외선 램프(125)에 집광용의 콜드 미러(122)가 설치된 자외선 조사 장치(120)(예를 들어, 시판품이라면, 아이그래픽스(주) 제조, ECS-4011GX 등)에 열선 컷 필터(121) 및 차광판(123)을 배치함으로써, 조사 각도가 제어된 직접광만으로 이루어지는 활성 에너지선(150)을 취출하여, 공정 시트(2) 위에 형성된 도포층(1)에 대해 조사한다.
한편, 선상의 자외선 램프는, 도포층(1)을 갖는 공정 시트(2)의 길이 방향과 직교하는 방향을 기준(0°)으로 하여, 통상 -80~80°범위 내의 값, 바람직하게는 -50~50°범위 내의 값, 특히 바람직하게는 -30~30°범위 내의 값이 되도록 설치된다.
여기서, 선상 광원을 사용하는 이유는, 굴절률이 다른 판상 영역이 번갈아, 또한, 막두께 방향에 대해 일정한 경사각으로 평행 배치하여 이루어지는 제1 루버 구조 영역을 효율적이면서 또한 안정적으로 형성할 수 있기 때문이다.
보다 구체적으로는, 선상 광원을 사용함으로써, 선상 광원의 축방향에서 본 경우에는 실질적으로 평행광이고, 선상 광원의 축방향과는 수직인 방향에서 본 경우에는 비평행인 광을 조사할 수 있다.
이 때, 조사광의 조사 각도로는, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 도포층(1)의 표면의 법선에 대한 각도를 0°로 한 경우의 조사 각도(θ3)를, 통상 -80~80°범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 조사 각도가 -80~80°범위 외의 값이 되면, 도포층(1)의 표면에서의 반사 등의 영향이 커져, 충분한 루버 구조를 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
또한, 조사 각도(θ3)는, 1~80°의 폭(조사 각도폭)(θ3')을 갖고 있는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 조사 각도폭(θ3')이 1°미만인 값이 되면, 루버 구조의 간격이 지나치게 좁아져, 원하는 제1 루버 구조 영역을 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 조사 각도폭(θ3')이 80°를 넘는 값이 되면, 조사광이 지나치게 분산되어, 루버 구조를 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 조사 각도(θ3)의 조사 각도폭(θ3')을 2~45°범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 5~20°범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 조사광으로는, 자외선이나 전자선 등을 들 수 있으나, 자외선을 사용하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 전자선의 경우, 중합 속도가 매우 빠르기 때문에, 중합 과정에서 (A)성분과 (B)성분이 충분히 상분리되지 않아, 루버 구조를 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 가시광 등과 비교한 경우, 자외선 쪽이, 그 조사에 의해 경화되는 자외선 경화 수지나, 사용 가능한 광중합 개시제의 베리에이션이 풍부하므로, (A)성분 및 (B)성분의 선택의 폭을 넓힐 수 있기 때문이다.
또한, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면에 있어서의 조도를 0.1~3mW/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 조도를 이러한 범위 내의 값으로 함으로써, 제1 루버 구조 영역을 효율적으로 형성하면서, 보다 안정적으로 루버 구조 미형성 영역을 남길 수 있기 때문이다.
즉, 이러한 조도가 0.1mW/㎠ 미만인 값이 되면, 루버 구조 미형성 영역을 충분히 확보할 수 있으나, 제1 루버 구조 영역을 명확하게 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 조도가 3mW/㎠를 넘는 값이 되면, 루버 구조 미형성 영역이 존재해도, 당해 영역에 있어서의 경화 반응이 지나치게 진행되고 있는 것으로 추정되어, 후술하는 제2 활성 에너지선 조사 공정에 있어서, 제2 루버 구조 영역을 충분히 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 조도를 0.3~2mW/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.5~1.5mW/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 광량을 5~100mJ/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 광량을 이러한 범위 내의 값으로 함으로써, 제1 루버 구조 영역을 효율적으로 형성하면서, 더욱 안정적으로 루버 구조 미형성 영역을 남길 수 있기 때문이다.
즉, 이러한 광량이 5mJ/㎠ 미만인 값이 되면, 제1 루버 구조 영역을 상방으로부터 하방을 향하여 충분히 신장시키기가 곤란해지거나, 제2 루버 구조 영역을 형성할 때에 제1 루버 구조 영역이 변형되는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 광량이 100mJ/㎠를 넘는 값이 되면, 루버 구조 미형성 영역의 경화가 지나치게 진행되어, 후술하는 제2 활성 에너지선 조사 공정에 있어서, 제2 루버 구조 영역을 충분히 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 광량을 7~50mJ/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 10~30mJ/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 공정 시트 상에 형성된 도포층을 0.1~10m/분의 속도로 이동시켜, 자외선 조사 장치에 의한 자외선 조사 부분을 통과시키는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 속도가 0.1m/분 미만인 값이 되면, 양산성이 과도하게 저하되는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 속도가 10m/분을 넘는 값이 되면, 도포층의 경화, 바꿔 말하면, 루버 구조의 형성보다 빠르게, 도포층에 대한 자외선의 입사 각도가 변화되어, 루버 구조의 형성이 불충분해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 공정 시트 상에 형성된 도포층을 0.2~5m/분의 범위 내의 속도로 이동시켜, 자외선 조사 장치에 의한 자외선 조사 부분을 통과시키는 것이 보다 바람직하고, 0.5~3m/분의 범위 내의 속도로 통과시키는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 제1 활성 에너지선 조사 공정은, 효율적으로 루버 구조 미형성 영역을 남기는 관점에서, 산소 존재 분위기 하(바람직하게는, 공기 분위기 하)에서 실시하는 것을 특징으로 한다.
이 이유는, 산소 존재 분위기 하에서 제1 활성 에너지선 조사를 행함으로써, 도포층의 하방 부분에 효율적으로 제1 루버 구조 영역을 형성하면서, 산소 저해의 영향을 이용하여, 도포층의 상방 부분에 안정적으로 루버 구조 미형성 영역을 남길 수 있기 때문이다.
따라서, 후술하는 제2 활성 에너지선 조사에 있어서, 이러한 루버 구조 미형성 영역에 있어서, 효율적으로 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있다.
즉, 가령 제1 활성 에너지선 조사를 산소 존재 분위기 하가 아니라 산소가 존재하지 않는 비산소 분위기 하에서 행한 경우, 필름의 상부에는 구조 미형성 영역이 남지 않아, 필름의 거의 최표면까지 연속적으로 제1 루버 구조 영역이 형성되는 경우가 있기 때문이다.
한편, 「산소 존재 분위기 하」란, 도포층의 상면이 공기 등의 산소를 포함하는 기체와 직접 접촉하고 있는 조건 하를 의미하고, 그 중에서도 「공기 분위기 하」란, 도포층의 상면이 공기와 직접 접촉하고 있는 조건 하를 의미한다.
따라서, 도포층의 상면에 필름을 라미네이트하거나, 혹은, 질소 퍼지를 행하거나 하는 특정한 수단을 실시하지 않고, 도포층의 상면을 그대로 공기에 노출시킨 상태에서 제1 활성 에너지선 조사를 행하는 것이, 「공기 분위기 하」에서의 제1 활성 에너지선 조사에 해당한다.
6. 공정(d): 제2 활성 에너지선 조사 공정
공정(d)는, 비산소 분위기 하에서 도포층에 대해 제2 활성 에너지선 조사를 행하여, 루버 구조 미형성 영역에 제2 루버 구조 영역을 형성하는 공정이다.
즉, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 공정 시트(2) 위에 형성된 제1 활성 에너지선 조사 후의 도포층(1)의 상면에 대해, 활성 에너지선(150)을 선상으로 조사하는 것이 바람직하고, 기본적으로 제1 활성 에너지선 조사 공정과 동일하게 하여 행하는 것이 바람직하다.
단, 제2 활성 에너지선 조사 공정은, 제1 활성 에너지선 조사 공정의 경우와 달리, 비산소 분위기 하에서 도포층에 대해 활성 에너지선을 조사하는 것을 특징으로 한다.
이 이유는, 비산소 분위기 하에서 제2 활성 에너지선 조사를 행함으로써, 제1 활성 에너지선 조사에 의해 얻어진 루버 구조 미형성 영역에, 산소 저해의 영향을 억제하여 효율적으로 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있기 때문이다.
즉, 가령 제2 활성 에너지선 조사를 비산소 분위기 하가 아니라 산소 분위기 하에서 행한 경우, 고조도로 조사하면, 표면 근방의 매우 얕은 위치에 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있을지도 모르지만, 광확산에 필요한 굴절률차를 얻을 수 없는 경우가 있기 때문이다. 또한, 저조도로 조사한 경우에는, 산소 저해의 영향을 받아, 루버 구조 미형성 영역에 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 없는 경우가 있기 때문이다.
한편, 「비산소 분위기 하」란, 도포층의 상면이 산소 분위기, 또는 산소가 포함되는 분위기와 직접 접촉하고 있지 않은 조건 하를 의미한다.
따라서, 예를 들어, 도포층의 상면에 필름을 라미네이트하거나, 혹은, 공기를 질소 가스로 치환하여 질소 퍼지를 행한 상태에서 제2 활성 에너지선 조사를 행하는 것이, 「비산소 분위기 하」에서의 제2 활성 에너지선 조사에 해당한다.
또한, 상기 서술한 「비산소 분위기 하」에서의 제2 활성 에너지선 조사로서, 도포층의 상면에 대해, 활성 에너지선 투과 시트를 라미네이트한 상태에서의 제2 활성 에너지선 조사를 행하는 것이 특히 바람직하다.
이 이유는, 이와 같이 제2 활성 에너지선 조사를 행함으로써, 산소 저해의 영향을 효과적으로 억제하여, 루버 구조 미형성 영역에 더욱 효율적으로 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있기 때문이다.
즉, 도포층의 상면에 대해, 활성 에너지선 투과 시트를 라미네이트함으로써, 도포층의 상면이 산소와 접촉하는 것을 안정적으로 방지하면서, 당해 시트를 투과시켜, 효율적으로 도포층에 대해 활성 에너지선을 조사할 수 있기 때문이다.
한편, 활성 에너지선 투과 시트로는, 공정(b)(도포 공정)에 있어서 기재한 공정 시트 중, 활성 에너지선이 투과 가능한 것이면, 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.
또한, 활성 에너지선 투과 시트로는, 도포층과 접하지 않는 측의 표면의 중심선 평균 거칠기가 2㎛ 이하의 값인 것이 바람직하고, 1㎛ 이하의 값인 것이 더욱 바람직하고, 0.05㎛ 이하의 값인 것이 특히 바람직하다.
이 이유는, 이러한 중심선 평균 거칠기이면, 제2 활성 에너지선이 활성 에너지선 투과 시트에 의해 확산되는 것을 유효하게 방지하여, 제2 루버 구조 영역을 효율적으로 형성할 수 있기 때문이다.
한편, 중심선 평균 거칠기는, JIS B 0633에 의해 구할 수 있다.
동일한 관점에서, 활성 에너지선 투과 시트의 헤이즈값은, 0~8%의 범위 내의 값인 것이 바람직하고, 0.1~5%의 범위 내의 값인 것이 특히 바람직하다.
한편, 헤이즈값은, JIS K 7136에 의해 구할 수 있다.
또한, 활성 에너지선 투과 시트의 상(像) 선명도(슬릿 폭: 0.125mm, 0.25mm, 0.5mm, 1mm 및 2mm의 합계값)가, 200~500의 범위 내의 값인 것이 바람직하고, 300~490의 범위 내의 값인 것이 특히 바람직하다.
이 이유는, 상 선명도가 이러한 범위의 값이면, 활성 에너지선을 당해 시트에서 손실하지 않고 도막층에 투과시켜, 제2 루버 구조 영역을 효율적으로 형성할 수 있기 때문이다.
한편, 상 선명도는, JIS K 7374에 의해 구할 수 있다.
또한, 동일한 관점에서, 활성 에너지선 투과 시트의 파장 360nm의 광에 대한 투과율이 30~100%의 범위 내의 값인 것이 바람직하고, 45~95%의 범위 내의 값인 것이 더욱 바람직하고, 75~90%의 범위 내의 값인 것이 특히 바람직하다.
또한, 제2 활성 에너지선 조사를 행함에 있어서, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 조사 각도와, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 조사 각도의 차의 절대값을 1°이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이와 같이 조사 각도에 차를 형성함으로써, 얻어지는 광확산 필름에 있어서의 광확산 각도 영역을 보다 효과적으로 확대할 수 있기 때문이다.
한편, 조사 각도의 차의 절대값이 과도하게 커지면, 얻어지는 광확산 필름의 각 루버 구조 영역에서 기인하는 확산광이 완전히 독립되어, 광확산 각도 영역을 효율적으로 확대하는 것에는 이르지 않는 경우가 있다.
따라서, 제2 활성 에너지선 조사를 행함에 있어서, 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 조사 각도와, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 조사 각도의 차의 절대값을 2~30°범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 5~20°범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 조도를 0.1~20mW/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 조도를 이러한 범위 내의 값으로 함으로써, 루버 구조 미형성 영역에 있어서 보다 효율적으로 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있기 때문이다.
즉, 이러한 조도가 0.1mW/㎠ 미만인 값이 되면, 제2 루버 구조 영역을 명확하게 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 조도가 20mW/㎠를 넘는 값이 되면, 경화 속도가 지나치게 빨라지는 것으로 추정되어, 제2 루버 구조 영역을 유효하게 형성할 수 없는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 조도를 0.3~10mW/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.5~5mW/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 서술한 활성 에너지선 투과 시트 너머로 제2 활성 에너지선 조사를 행하는 경우, 도포층 표면의 조도의 값은, 활성 에너지선 투과 시트의 노출면측에서의 조도의 값을 의미한다.
또한, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 광량을 5~300mJ/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 광량을 이러한 범위 내의 값으로 함으로써, 루버 구조 미형성 영역에 있어서 더욱 효율적으로 제2 루버 구조 영역을 형성할 수 있기 때문이다.
즉, 이러한 광량이 5mJ/㎠ 미만인 값이 되면, 제2 루버 구조 영역을 상방으로부터 하방을 향하여 충분히 신장시키기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 광량이 300mJ/㎠를 넘는 값이 되면, 얻어지는 필름에 착색이 발생하는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 광량을 30~200mJ/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 50~150mJ/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 본 발명에 있어서는, 상기 서술한 바와 같이, 제1 활성 에너지선 조사와, 제2 활성 에너지선에 의하여, 각각 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 형성하기 때문에, 각 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역의 경사각의 조합을 용이하게 조절할 수 있다.
즉, 각각의 활성 에너지선 조사에 있어서의 조사 각도를 적절히 조절하는 것만으로, 용이하게 각 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역의 경사각의 조합을 조절하는 것이 가능하게 된다.
한편, 상기 서술한 활성 에너지선 투과 시트 너머로 제2 활성 에너지선 조사를 행하는 경우, 도포층 표면의 광량의 값은, 활성 에너지선 투과 시트의 노출면측에서의 광량을 나타낸다.
또한, 도포층이 충분히 경화되는 광량이 되도록, 제1 및 제2 활성 에너지선 조사와는 별도로, 활성 에너지선을 더 조사하는 것도 바람직하다.
이 때의 활성 에너지선은, 도포층을 충분히 경화시키는 것을 목적으로 하는 것이기 때문에, 평행광이 아니라 필름의 길이 방향 및 폭 방향의 어느 진행 방향에 있어서도 랜덤인 광을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 광경화 공정 후의 광확산 필름은, 공정 시트를 박리함으로써 최종적으로 사용 가능한 상태가 된다.
[제2 실시형태]
본 발명의 제2 실시형태는, 굴절률이 다른 복수의 판상 영역을 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 번갈아 평행 배치하여 이루어지는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 갖는 광확산 필름으로서, 하기 공정(a)~(d)를 포함하는 제조 방법에 의해 얻어져 이루어지는 광확산 필름이다.
(a)굴절률이 다른 2개의 중합성 화합물을 포함하는 광확산 필름용 조성물을 준비하는 공정
(b)광확산 필름용 조성물을 공정 시트에 대해 도포하여, 도포층을 형성하는 공정
(c)산소 존재 분위기 하(바람직하게는, 공기 분위기 하)에서, 도포층에 대해 제1 활성 에너지선 조사를 행하여, 도포층의 하방 부분에 제1 루버 구조 영역을 형성함과 함께, 도포층의 상방 부분에 루버 구조 미형성 영역을 남기는 공정
(d)비산소 분위기 하에서, 도포층에 대해 제2 활성 에너지선 조사를 행하여, 루버 구조 미형성 영역에 제2 루버 구조 영역을 형성하는 공정
이하, 본 발명의 제2 실시형태를, 제1 실시형태와 다른 점을 중심으로 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.
1. 제1 루버 구조 영역
(1) 굴절률
제1 루버 구조 영역에 있어서, 굴절률이 다른 판상 영역간의 굴절률의 차, 즉, 고굴절률 판상 영역의 굴절률과, 저굴절률 판상 영역의 굴절률의 차를 0.01 이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 굴절률의 차를 0.01 이상의 값으로 함으로써, 제1 루버 구조 영역 내에 있어서 입사광을 안정적으로 반사시켜, 제1 루버 구조 영역에서 유래한 입사 각도 의존성을 보다 향상시킬 수 있기 때문이다.
보다 구체적으로는, 이러한 굴절률의 차가 0.01 미만인 값이 되면, 입사광이 루버 구조 내에서 전반사하는 각도역이 좁아지므로, 입사 각도 의존성이 과도하게 저하되는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 굴절률이 다른 판상 영역간의 굴절률의 차를 0.05 이상의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.1 이상의 값인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 고굴절률 판상 영역의 굴절률과, 저굴절률 판상 영역의 굴절률의 차는 클수록 바람직하지만, 루버 구조를 형성 가능한 재료를 선정하는 관점에서 0.3 정도가 상한이라고 생각된다.
또한, 제1 루버 구조 영역에 있어서, 굴절률이 상대적으로 높은 판상 영역의 굴절률을 1.5~1.7의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 고굴절률 판상 영역의 굴절률이 1.5 미만인 값이 되면, 저굴절률 판상 영역과의 차가 지나치게 작아져, 원하는 루버 구조를 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 고굴절률 판상 영역의 굴절률이 1.7을 넘는 값이 되면, 광확산 필름용 조성물에 있어서의 재료 물질간의 상용성이 과도하게 낮아지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 고굴절률 판상 영역의 굴절률을 1.52~1.65의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1.55~1.6의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 고굴절률 판상 영역의 굴절률은, 예를 들어 JIS K0062에 준하여 측정할 수 있다.
또한, 제1 루버 구조 영역에 있어서, 굴절률이 상대적으로 낮은 판상 영역의 굴절률을 1.4~1.5의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 저굴절률 판상 영역의 굴절률이 1.4 미만인 값이 되면, 얻어지는 광확산 필름의 강성을 저하시키는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 저굴절률 판상 영역의 굴절률이 1.5를 넘는 값이 되면, 고굴절률 판상 영역의 굴절률과의 차가 지나치게 작아져, 원하는 루버 구조를 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 저굴절률 판상 영역의 굴절률을 1.42~1.48의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1.44~1.46의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 저굴절률 판상 영역에 있어서의 굴절률은, 예를 들어 JIS K0062에 준하여 측정할 수 있다.
(2) 폭
또한, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역(20)에 있어서, 굴절률이 다른 고굴절률 판상 영역(12) 및 저굴절률 판상 영역(14)의 폭(S1, S2)을, 각각 0.1~15㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이들 판상 영역의 폭을 0.1~15㎛의 범위 내의 값으로 함으로써, 제1 루버 구조 영역 내에 있어서 입사광을 보다 안정적으로 반사시켜, 제1 루버 구조 영역에서 유래한 입사 각도 의존성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있기 때문이다.
즉, 이러한 판상 영역의 폭이 0.1㎛ 미만인 값이 되면, 입사광의 입사 각도에 상관없이, 광확산을 나타내기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 폭이 15㎛를 넘는 값이 되면, 루버 구조 내를 직진하는 광이 증가하여, 확산광의 균일성이 악화되는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 제1 루버 구조 영역에 있어서, 굴절률이 다른 판상 영역의 폭을 각각 0.5~10㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1~5㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 루버를 구성하는 판상 영역의 폭이나 길이 등은, 광학 디지털 현미경으로 필름 단면 관찰함으로써 측정할 수 있다.
(3) 경사각
또한, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역에 있어서, 굴절률이 다른 복수의 고굴절률 판상 영역(12) 및 복수의 저굴절률 판상 영역(14)이, 막두께 방향에 대해 각각 일정한 경사각(θa)으로 연장하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이 이유는, 판상 영역의 각각의 경사각(θa)을 일정하게 함으로써, 제1 루버 구조 영역 내에 있어서 입사광을 보다 안정적으로 반사시켜, 제1 루버 구조 영역에서 유래한 입사 각도 의존성을 더욱 향상시킬 수 있기 때문이다.
한편, θa는 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 연장되는 루버 구조에 대해 수직인 면에서 필름을 절단한 경우의 단면에 있어서 측정되는 필름 표면의 법선에 대한 각도를 0°로 한 경우의 판상 영역의 경사각(°)을 의미한다.
보다 구체적으로는, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역의 상단면의 법선과 판상 영역의 최상부가 이루는 각도 중 좁은 측의 각도를 의미한다. 한편, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이 판상 영역이 우측으로 기울어져 있을 때의 경사각을 기준으로 하여, 판상 영역이 좌측으로 기울어져 있을 때의 경사각을 마이너스로 표기한다.
또한, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 굴절률이 다른 판상 영역(12, 14)이, 필름 막두께 방향을 따라 상방 또는 하방으로 만곡되어 있는 것이 바람직하다(도 7(b)에서는 하방으로 만곡되어 있는 경우를 나타낸다.).
이 이유는, 판상 영역이 만곡되어 있음으로써, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 반사와 투과의 밸런스를 복잡화시켜, 확산광의 개구각을 효과적으로 확대할 수 있기 때문이다.
한편, 이러한 만곡된 루버 구조는, 도막의 두께 방향에서의 자외선에 의한 중합 반응 속도를 늦춤으로써 얻어지는 것으로 생각된다.
구체적으로는, 선상 광원으로부터 발하여지는 자외선의 조도를 억제하여, 조사되어 있는 상태의 도막을 저속으로 이동시킴으로써 형성할 수 있다.
(4) 두께
또한, 제1 루버 구조 영역의 두께, 즉, 도 7(a)~(b)에 나타내는 필름 표면의 법선 방향에 있어서의 루버 구조 존재 부분의 길이(L1)는 50~500㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 제1 루버 구조 영역의 두께를 이러한 범위 내의 값으로 함으로써, 막두께 방향을 따른 루버 구조의 길이를 안정적으로 확보하여, 제1 루버 구조 영역 내에 있어서 입사광을 보다 안정적으로 반사시켜, 제1 루버 구조 영역에서 유래한 광확산 각도 영역 내에 있어서의 확산광의 강도의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있기 때문이다.
즉, 이러한 제1 루버 구조 영역의 두께(L1)가 50㎛ 미만인 값이 되면, 루버 구조의 길이가 부족하여, 루버 구조 내를 직진하는 입사광이 증가하고, 광확산 각도 영역 내에 있어서의 확산광의 강도의 균일성을 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 제1 루버 구조 영역의 두께(L1)가 500㎛를 넘는 값이 되면, 광확산 필름용 조성물에 대해 활성 에너지선을 조사하여 루버 구조를 형성할 때에, 초기에 형성된 루버 구조에 의해 광중합의 진행 방향이 확산되어, 원하는 루버 구조를 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 제1 루버 구조 영역의 두께(L1)를 70~300㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 80~200㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
2. 제2 루버 구조 영역
본 발명의 광확산 필름은, 굴절률이 다른 복수의 판상 영역을 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 번갈아 평행 배치하여 이루어지는 제2 루버 구조 영역을, 필름 막두께 방향을 따라 상기 서술한 제1 루버 구조 영역의 상방에 갖는 것을 특징으로 한다.
한편, 제2 루버 구조 영역의 구성은, 기본적으로 제1 루버 구조 영역의 구성과 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.
단, 제2 루버 구조 영역은, 광확산에 있어서의 제1 루버 구조 영역의 보조적인 역할을 하는 관점에서, 그 두께를 10~200㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 20~150㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 40~100㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역의 두께의 합계로부터, 후술하는 중복 루버 구조 영역의 두께를 뺀 값을, 필름 막두께(100%)에 대해 80% 이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 필름 전체에 대해 루버 구조가 형성되어 있는 영역의 합계가 차지하는 비율을 이러한 범위 내의 값으로 함으로써, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에서 유래한 광확산 각도 영역 내에 있어서의 확산광의 강도의 균일성을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있기 때문이다.
즉, 필름 전체에 대해 루버 구조가 형성되어 있는 영역의 합계가 차지하는 비율이 80% 미만인 값이 되면, 루버 구조의 절대량이 부족하여, 충분한 광확산 각도 영역 내에 있어서의 확산광의 강도의 균일성을 얻기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
한편, 필름 전체에 대해 루버 구조가 형성되어 있는 영역의 합계가 차지하는 비율은 클수록 좋기 때문에, 상한은 100%가 된다.
단, 안정적인 재현성 등을 고려하면, 상한은 98% 정도인 것이 바람직하다.
3. 중복 루버 구조 영역
본 발명의 광확산 필름은, 제1 루버 구조 영역의 상단부와 제2 루버 구조 영역의 하단부가 겹치는 중복 루버 구조 영역을 갖는 것이 바람직하다.
이 이유는, 중복 루버 구조 영역을 가짐으로써, 한정된 필름 두께에 있어서 광확산 각도 영역 내에 있어서의 확산광의 강도의 균일화를 효율적으로 실현할 수 있기 때문이다.
이하, 중복 루버 구조 영역에 대해 구체적으로 설명한다.
(1) 양태
중복 루버 구조 영역(50)은, 제1 루버 구조 영역(20)의 상단부와 제2 루버 구조 영역(30)의 하단부가 겹쳐져 형성되어 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적으로는, 도 8(a)~(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역(20) 및 제2 루버 구조 영역(30)의 어느 일방의 선단이, 다른 일방의 루버 구조 영역에서 유래한 판상 영역의 선단 근방에 대해 접촉하여 이루어지는 중복 루버 구조 영역(50)인 것이 바람직하다.
혹은, 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역(20) 및 제2 루버 구조 영역(30)에서 유래한 각각의 판상 영역끼리가 비접촉의 상태에서 중복하여 이루어지는 중복 루버 구조 영역(50)인 것도 바람직하다.
(2) 경사각의 차
또한, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에서 각각 유래한 판상 영역의 경사각의 차의 절대값을 1°이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.
즉, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역에서 유래한 판상 영역의 경사각(θa)과, 제2 루버 구조 영역에서 유래한 경사각(θb')의 차의 절대값을 1°이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 경사각의 차의 절대값을 1°이상의 값으로 함으로써, 광확산 각도 영역을 보다 효과적으로 확대할 수 있기 때문이다.
한편, 이러한 경사각의 차의 절대값이 과도하게 큰 값이 되면, 얻어지는 광확산 필름의 각 루버 구조 영역에서 기인하는 확산광이 완전히 독립되어, 광확산 각도 영역을 효율적으로 확대하는 것에는 이르지 않는 경우가 있다.
따라서, 제1 루버 구조 영역에서 유래한 판상 영역의 경사각(θa)과, 제2 루버 구조 영역에서 유래한 경사각(θb')의 차의 절대값을 2~30°범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 5~20°범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, θa 및 θb'은, 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 연장되는 루버 구조에 대해 수직인 면에서 필름을 절단한 경우의 단면에 있어서 측정되는 필름 표면의 법선에 대한 각도를 0°로 한 경우의 판상 영역의 경사각(°)을 의미한다.
보다 구체적으로는, 도 8(a)~(c)에 나타내는 바와 같이, θa는, 제1 루버 구조 영역의 상단면의 법선과 판상 영역의 최상부가 이루는 각도 중 좁은 측의 각도를 의미한다.
또한, θb'은, 제2 루버 구조 영역의 하단면의 법선과 판상 영역의 최하부가 이루는 각도 중 좁은 측의 각도를 의미한다.
또한, 도 8(a)~(c)에 나타내는 바와 같이 판상 영역이 우측으로 기울어져 있을 때의 경사각을 기준으로 하여, 판상 영역이 좌측으로 기울어져 있을 때의 경사각을 마이너스로 표기한다.
한편, 도 8(a)~(c)에 나타내는 바와 같이, θb는, 제1 루버 구조 영역의 하단면의 법선과 판상 영역의 최하부가 이루는 각도 중 좁은 측의 각도를 의미하고, θa'은, 제2 루버 구조 영역의 상단면의 법선과 판상 영역의 최상부가 이루는 각도 중 좁은 측의 각도를 의미한다.
또한, 제2 루버 구조 영역에서 유래한 판상 영역의 경사각의 절대값을, 제1 루버 구조 영역에서 유래한 굴절률이 다른 판상 영역의 경사각의 절대값보다 큰 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이와 같이 구성함으로써, 제1 루버 구조 영역보다 비교적 형성이 곤란한 제2 루버 구조 영역에 있어서, 필름 막두께 방향을 따라 충분한 길이의 판상 영역을 얻을 수 있어, 광확산 각도 영역을 보다 효과적으로 확대할 수 있기 때문이다.
(3) 두께
또한, 중복 루버 구조 영역의 두께(L2)를 1~40㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 중복 루버 구조 영역의 두께(L2)를 이러한 범위 내의 값으로 함으로써, 중복 루버 구조 영역에 있어서의 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역의 겹침 상태를 바람직한 범위로 조정할 수 있기 때문에, 각각의 루버 구조 영역의 연결 부분에 있어서의 산란광의 발생을 억제하여, 광확산에 있어서의 이방성을 보다 안정적으로 유지할 수 있기 때문이다.
즉, 중복 루버 구조 영역의 두께(L2)가 1㎛ 미만인 값이 되면, 각각의 루버 구조 영역의 연결 부분에 있어서 산란광이 발생하기 쉬워져, 광확산에 있어서의 이방성을 안정적으로 유지하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
한편, 중복 루버 구조 영역의 두께(L2)가 40㎛를 넘는 값이 되면, 확산광의 취출 효율이 저하되는 경우가 있기 때문이다. 즉, 중복 루버 구조 영역의 두께(L2)가 지나치게 두꺼운 경우, 당해 영역에서 후방 산란 등이 발생하여, 확산광의 취출 효율의 저하를 초래할 것이 예상된다.
따라서, 중복 루버 구조 영역의 두께(L2)를 3~35㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 5~30㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 중복 루버 구조 영역의 두께를, 필름 막두께(100%)에 대해 0.1~10%의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 필름 전체에 대해 중복 루버 구조 영역이 차지하는 비율을 이러한 범위 내의 값으로 함으로써, 중복 루버 구조 영역에 있어서의 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역의 겹침 상태를 보다 바람직한 범위로 조정할 수 있기 때문에, 각각의 루버 구조 영역간의 루버 구조 미형성 부분에 있어서의 산란광의 발생을 억제하여, 광확산의 취출 효율을 더욱 안정적으로 유지할 수 있기 때문이다.
즉, 필름 전체에 대해 중복 루버 구조 영역이 차지하는 비율이 0.1% 미만인 값이 되면, 제1 루버 구조 영역과 제2 루버 구조 영역이, 미시적으로 보아 중복 구조를 형성하고 있지 않은 부분이 많아지는 경우가 있기 때문이다. 그 때문에, 당해 구조 영역에 있어서 산란광이 발생하기 쉬워져, 확산광의 취출 효율이 저하되는 경우가 있기 때문이다.
한편, 필름 전체에 대해 중복 루버 구조 영역이 차지하는 비율이 10%를 넘는 값이 되면, 상대적으로 제1 혹은 제2 루버 구조 영역의 두께가 불충분해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 중복 루버 구조 영역의 두께를, 필름 막두께(100%)에 대해 0.2~5%의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.5~4%의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
4. 총 막두께
또한, 본 발명의 광확산 필름의 총 막두께를 60~700㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 광확산 필름의 총 막두께가 60㎛ 미만인 값이 되면, 루버 구조 영역 내를 직진하는 입사광이 증가하여, 광확산을 나타내기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 광확산 필름의 총 막두께가 700㎛를 넘는 값이 되면, 광확산 필름용 조성물에 대해 활성 에너지선을 조사하여 루버 구조 영역을 형성할 때에, 초기에 형성된 루버 구조에 의해 광중합의 진행 방향이 확산되어, 원하는 루버 구조 영역을 형성하기가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 광확산 필름의 총 막두께를 90~450㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 120~250㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 제1 루버 구조 영역과 제2 루버 구조 영역을 더 번갈아 형성하여, 예를 들어 제3 루버 구조 영역, 제4 루버 구조 영역 등으로서 형성해도 된다.
5. 경사 각도의 조합
또한, 본 발명의 광확산 필름이면, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 막두께 방향에 대한 판상 영역의 경사 각도(θa)와, 제2 루버 구조 영역에 있어서의 막두께 방향에 대한 판상 영역의 경사 각도(θa')를 각각 조절함으로써, 그 광확산 특성을 변화시킬 수 있다.
즉, 예를 들어, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 각각의 루버 구조 영역이 갖는 입사 각도 의존성을 달리 함으로써, 광의 투과와 확산에 있어서의 양호한 입사 각도 의존성을 실현할 수 있음과 함께, 광확산 입사 각도 영역 및 광확산 각도 영역을 효과적으로 확대할 수 있다.
이 경우, 제1 루버 구조 영역에 있어서, 막두께 방향에 대한 판상 영역의 경사 각도(θa)를 -80~80°범위 내의 값으로 함과 함께, 제2 루버 구조 영역에 있어서, 막두께 방향에 대한 판상 영역의 경사 각도(θa')를 -80~80°범위 내의 값으로 하고, 또한, θa-θa'의 절대값을 0~80°범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 2~30°범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 5~20°범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 각각의 루버 구조 영역이 갖는 입사 각도 의존성을 중복시킨 경우에는, 광확산 입사 각도 영역의 확대에 대한 기여는 적지만, 막두께 방향에 있어서의 전체적인 루버의 길이를 안정적으로 연장하게 되기 때문에, 광확산 각도 영역 내에 있어서의 확산광의 강도의 균일성을 효과적으로 확대할 수 있다.
이 경우, 제1 루버 구조 영역에 있어서, 막두께 방향에 대한 판상 영역의 경사 각도(θa)를 -80~80°범위 내의 값으로 함과 함께, 제2 루버 구조 영역에 있어서, 막두께 방향에 대한 경사 각도(θa')를 -80~80°범위 내의 값으로 하고, 또한, θa-θa'의 절대값을 0~20°범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하고, θa-θa'의 절대값을 2~15°범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하다.
한편, 본 발명의 광확산 필름에 있어서는, 통상, 광확산에 있어서의 이방성을 유지하는 관점에서, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에 있어서의 필름면을 따른 방향에 있어서의 판상 영역의 방향은, 도 3(a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 평행 혹은 실질적으로 평행인 것이 바람직하지만, 용도에 따라서는 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제1 루버 구조 영역의 하방 및 제2 루버 구조 영역의 상방에 루버 구조가 형성되어 있지 않은 공백 영역을 소정의 두께로 형성해도 된다.
6. 용도
또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 광확산 필름을 반사형 액정 표시 장치(100)에 사용하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 본 발명의 광확산 필름이면, 외광을 집광하여 효율적으로 투과시켜 액정 표시 장치의 내부에 투입하고, 또한, 그 광을 광원으로서 이용할 수 있도록, 효율적으로 확산시킬 수 있기 때문이다.
따라서, 본 발명의 광확산 필름은, 유리판(104, 108) 및 액정(106), 그리고 경면 반사판(107) 등으로 이루어지는 액정 셀(110)의 상면 혹은 하면에 배치하여, 반사형 액정 표시 장치(100)에 있어서의 광확산판(103)으로서 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 광확산 필름은, 편광판(101)이나 위상차판(102)에 적용함으로써, 광시야각 편광판이나 광시야 위상차판을 얻을 수도 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 참조하여, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법 등을 더욱 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
1. (B)성분의 합성
용기 내에, (b)성분으로서의 중량 평균 분자량 9,200의 폴리프로필렌글리콜(PPG) 1몰에 대해, (a)성분으로서의 이소포론디이소시아네이트(IPDI) 2몰, 및 (c)성분으로서의 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA) 2몰을 수용한 후, 통상적인 방법에 따라 축합시켜, 중량 평균 분자량 9,900의 폴리에테르우레탄메타크릴레이트를 얻었다.
한편, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리에테르우레탄메타크릴레이트의 중량 평균 분자량은, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)로 하기 조건에 따라 측정한 폴리스티렌 환산값이다.
GPC 측정 장치: 토소(주) 제조, HLC-8020
GPC 칼럼: 토소(주) 제조(이하, 통과순으로 기재)
TSK guard column HXL-H
TSK gel GMHXL(X2)
TSK gel G2000HXL
측정 용매: 테트라히드로푸란
측정 온도: 40℃
2. 광확산 필름용 조성물의 조제
이어서, 얻어진 (B)성분으로서의 중량 평균 분자량 9,900의 폴리에테르우레탄메타크릴레이트 100중량부에 대해, (A)성분으로서의 하기 식(3)으로 나타내는 중량 평균 분자량 268의 o-페닐페녹시에톡시에틸아크릴레이트(신나카무라 화학(주) 제조, NK 에스테르 A-LEN-10) 100중량부와, (C)성분으로서의 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논 5중량부를 첨가한 후, 80?의 조건 하에서 가열 혼합을 행하여, 광확산 필름용 조성물을 얻었다.
한편, (A)성분 및 (B)성분의 굴절률은, 아베 굴절계[아타고사 제조, 품명 「아베 굴절계 DR-M2」, Na 광원, 파장: 589nm]에 의해 JIS K0062에 준하여 측정한 결과, 각각 1.58 및 1.46이었다.
Figure 112014048336610-pct00006
3. 광확산 필름용 조성물의 도포
이어서, 얻어진 광확산 필름용 조성물을, 공정 시트로서의 투명 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(이하, PET라고 부른다.)에 대해, 애플리케이터를 사용해 도포하여, 막두께 200㎛의 도포층을 얻었다.
4. 도포층의 광경화
(1) 제1 자외선 조사
이어서, 도 6(a)에 나타내는 바와 같은 선상의 고압 수은 램프에 집광용의 콜드 미러가 부속된 자외선 조사 장치(아이그래픽스(주) 제조, ECS-4011GX)를 준비하였다.
이어서, 열선 컷 필터 프레임 상에 차광판을 설치하고, 도포층의 표면에 조사되는 자외선이, 선상의 자외선 램프의 길이 방향에서 보았을 때의 도포층 및 PET로 이루어지는 적층체의 법선 방향을 0°로 한 경우에, 램프로부터의 직접적인 자외선의 조사 각도(도 6(b)의 θ3)가 30°가 되도록 설정하였다.
이 때, 도포층으로부터의 램프의 높이는 500mm로 하고, 조도는 1.0mW/㎠, 광량은 50mJ/㎠가 되도록 설정하였다.
또한, 차광판 등에서의 반사광이 조사기 내부에서 미광(迷光)이 되어, 도포층의 광경화에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 컨베이어 부근에도 차광판을 설치하여, 램프로부터 직접 발하여지는 자외선만이 도포층에 대해 조사되도록 설정하였다.
한편, 상기 서술한 조도 및 광량은, 수광기를 장착한 아이그래픽스(주)사 제조의 UV METER 아이 자외선 적산 조도계 「UVPF-A1」을 도포층의 위치에 설치하여 측정하였다.
이어서, 컨베이어에 의해 도포층을 도 6(a)에 있어서의 오른쪽 방향으로 0.2m/분의 속도로 이동시키면서 상기 서술한 바와 같이 설정한 자외선을 조사하였다.
(2) 제2 자외선 조사
이어서, 선상 광원에 의한 제1 자외선 조사 공정을 거친 후, 도포층의 노출면측에, 활성 에너지선 투과성 시트로서, 두께 38㎛의 자외선 투과성을 갖는 박리 필름(린텍(주) 제조, SP-PET382050; 자외선 조사측의 표면에 있어서의 중심선 평균 거칠기 0.01㎛, 헤이즈값 1.80%, 상 선명도 425, 파장 360nm의 투과율 84.3%)을 라미네이트하였다.
이어서, 제1 자외선 조사와 동일한 자외선 조사 장치를 사용하여, 램프로부터의 직접적인 자외선의 조사 각도(도 6(b)의 θ3)가 16°가 되도록 설정하였다. 이 때, 도포층으로부터의 램프의 높이는 500mm로 하고, 조도는 3.0mW/㎠, 광량은 80mJ/㎠가 되도록 설정하였다.
이어서, 컨베이어에 의해 도포층을 도 6(a)에 있어서의 오른쪽 방향으로 0.2m/분의 속도로 이동시키면서 상기 서술한 바와 같이 설정한 자외선을 조사하여, 총 막두께 200㎛의 광확산 필름을 얻었다.
한편, 광확산 필름의 막두께는, 정압 두께 측정기(타카라 제작소(주) 제조, 테크록 PG-02J)를 사용하여 측정하였다.
또한, 얻어진 광확산 필름은, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역은 직선상이고, 그 경사각 θa(=θb)가 26°이고, 제2 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역도 직선상이고, 그 경사각 θa'(=θb')이 12°인 것을 확인하였다.
또한, 이러한 도 10에 나타내는 도면은, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역에 수직인 면에서 절단한 경우의 필름의 단면을 나타내는 모식도이다.
또한, 제1 루버 구조 영역의 두께는 165㎛이고, 제2 루버 구조 영역의 두께는 50㎛이며, 중복 루버 구조 영역의 두께는 15㎛였다.
5. 측정
코노스코프(autronic-MELCHERS GmbH사 제조)를 사용하여, 도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 얻어진 광확산 필름의 하측, 즉, 제1 루버 구조 영역이 존재하는 측으로부터 당해 필름에 대해 입사각 θ1(°)을 바꾸면서 광을 입사시켜, 입사광이 가장 확산되는 입사각으로서, θ1=35°로 결정하였다.
이 때, 광확산 필름에 의해 확산된 확산광에 있어서의 확산 각도(°)를 가로축에 취하고, 확산광의 강도(cd/m2)를 세로축에 취한 경우의 스펙트럼 차트를 도 11(a)에 나타내고, 도 11(a)에 있어서의 Z방향에서 본 확산광의 사진을 도 11(b)에 나타낸다.
또한, 이러한 스펙트럼 차트로부터 인정되는 광확산 각도 영역(°)을 표 1에 나타낸다.
한편, 광확산 각도 영역은, 입사광을 광확산 필름 표면에서의 조도가 65럭스가 되도록 조사하여, 광확산 필름에 의해 확산된 광의 강도가 100cd/㎡ 이상이 되는 각도 영역이다.
또한, 광확산 각도 영역 내의 확산광의 강도에 있어서의 최대 피크값(cd/㎠)을 표 1에 나타낸다.
한편, 이러한 최대 피크값이 1,500cd/㎡ 이상의 값을 나타내는 경우, 광확산 각도 영역 내에 있어서, 입사광이 확산되지 않고 그대로 투과하고 있는 부분이 있다고 판단되며, 확산광의 균일성이 열등한 것을 나타낸다.
[실시예 2]
실시예 2에서는, 도포층의 두께를 바꿈과 함께, 도포층을 경화시킬 때에, 제2 자외선 조사에 있어서의 조사 각도(θ3)를 30°로 바꾼 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 광확산 필름을 얻었다.
또한, 얻어진 광확산 필름은, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역은 직선상이고, 그 경사각 θa(=θb)가 23°이고, 제2 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역도 직선상이고, 그 경사각 θa'(=θb')이 21°인 것을 확인하였다.
또한, 이러한 도 12에 나타내는 도면은, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역에 수직인 면에서 절단한 경우의 필름의 단면을 나타내는 모식도이다.
또한, 총 막두께는 130㎛이고, 제1 루버 구조 영역의 두께는 95㎛이고, 제2 루버 구조 영역의 두께는 50㎛이며, 중복 루버 구조 영역의 두께는 15㎛였다.
또한, 실시예 1과 마찬가지로, 코노스코프를 사용하여, 입사광의 입사각 θ1=35°에 있어서, 광확산 필름에 의해 확산된 광의 강도(cd/㎠)를 측정하였다. 얻어진 스펙트럼 차트를 도 13(a)에 나타내고, 도 13(a)에 있어서의 Z방향에서 본 확산광의 사진을 도 13(b)에 나타낸다.
또한, 이러한 스펙트럼 차트로부터 인정되는 광확산 각도 영역(°) 및 최대 피크값(cd/㎠)을 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
실시예 3에서는, 도포층의 두께를 바꿈과 함께, 도포층을 경화시킬 때에, 제1 자외선 조사에 있어서의 조사 각도(θ3)를 24.3°로 바꿈과 함께, 조도를 0.8mW/㎠, 광량을 20mJ/㎠로 바꾸고, 또한, 제2 자외선 조사에 있어서의 조사 각도(θ3)를 5°로 바꿈과 함께, 조도를 1.4mW/㎠, 광량을 40mJ/㎠로 바꾸었다.
또한, 제1 및 제2 자외선 조사에 있어서의 도포층의 이동 속도를 1.0m/분으로 바꾼 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 광확산 필름을 얻었다.
또한, 얻어진 광확산 필름은, 도 14에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역은, 저조도에서 기인하여 만곡상이고, 그 경사각 θa=11°, θb=16°인 것을 확인하였다.
또한, 제2 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역은 직선상이고, 그 경사각 θa'(=θb')이 2°인 것을 확인하였다.
또한, 이러한 도 14에 나타내는 도면은, 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역에 수직인 면에서 절단한 경우의 필름의 단면을 나타내는 모식도이다.
또한, 총 막두께는 165㎛이고, 제1 루버 구조 영역의 두께는 105㎛이고, 제2 루버 구조 영역의 두께는 75㎛이며, 중복 루버 구조 영역의 두께는 15㎛였다.
또한, 얻어진 광확산 필름의 단면 사진 및 단면 사진으로부터 떼어낸 선도를 도 15(a)~(c)에 나타낸다.
한편, 도 15(a)는, 얻어진 광확산 필름의 단면 전체를 나타내는 단면 사진 및 선도이고, 도 15(b)는, 필름 단면의 상방 부분, 즉 제2 루버 구조 영역 부분을 중심으로 나타내는 단면 사진 및 선도이며, 도 15(c)는, 필름 단면의 하방 부분, 즉 제1 루버 구조 영역 부분을 중심으로 나타내는 단면 사진 및 선도이다.
또한, 입사광의 입사각 θ1=10°로 한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로, 코노스코프를 사용하여 광확산 필름에 의해 확산된 광의 강도(cd/㎠)를 측정하였다. 얻어진 스펙트럼 차트를 도 16(a)에 나타내고, 도 16(a)에 있어서의 Z방향에서 본 확산광의 사진을 도 16(b)에 나타낸다.
또한, 이러한 스펙트럼 차트로부터 인정되는 광확산 각도 영역(°) 및 최대 피크값(cd/㎠)을 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
비교예 1에서는, 도포층을 경화시킬 때에, 제2 자외선 조사로서, 조도를 10mW/㎠, 광량을 80mJ/㎠의 산란광을 조사한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 광확산 필름을 얻었다.
또한, 얻어진 광확산 필름은, 도 17에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역은 직선상이고, 그 경사각 θa(=θb)가 22°이고, 제2 루버 구조 영역은 형성되어 있지 않은 것을 확인하였다.
한편, 이러한 도 17에 나타내는 도면은, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역에 수직인 면에서 절단한 경우의 필름의 단면을 나타내는 모식도이다.
또한, 총 막두께는 200㎛이고, 제1 루버 구조 영역의 두께는 165㎛이며, 제2 루버 구조 영역에 상당하는 부분의 두께는 35㎛였다.
또한, 실시예 1과 마찬가지로, 코노스코프를 사용하여, 입사광의 입사각 θ1=35°에 있어서, 광확산 필름에 의해 확산된 광의 강도(cd/㎠)를 측정하였다. 얻어진 스펙트럼 차트를 도 18(a)에 나타내고, 도 18(a)에 있어서의 Z방향에서 본 확산광의 사진을 도 18(b)에 나타낸다.
또한, 이러한 스펙트럼 차트로부터 인정되는 광확산 각도 영역(°) 및 최대 피크값(cd/㎠)을 표 1에 나타낸다.
[비교예 2]
비교예 2에서는, 도포층의 두께를 바꿈과 함께, 도포층을 경화시킬 때에, 제2 자외선 조사로서, 조도를 10mW/㎠, 광량을 80mJ/㎠의 산란광을 조사한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 광확산 필름을 얻었다.
또한, 얻어진 광확산 필름은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역은 직선상이고, 그 경사각 θa(=θb)가 22°이며, 제2 루버 구조 영역은 형성되어 있지 않은 것을 확인하였다.
한편, 이러한 도 19에 나타내는 도면은, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역에 수직인 면에서 절단한 경우의 필름의 단면을 나타내는 모식도이다.
또한, 총 막두께는 130㎛이고, 제1 루버 구조 영역의 두께는 95㎛이며, 제2 루버 구조 영역에 상당하는 부분의 두께는 35㎛였다.
또한, 실시예 1과 마찬가지로, 코노스코프를 사용하여, 입사광의 입사각 θ1=35°에 있어서, 광확산 필름에 의해 확산된 광의 강도(cd/㎠)를 측정하였다. 얻어진 스펙트럼 차트를 도 20(a)에 나타내고, 도 20(a)에 있어서의 Z방향에서 본 확산광의 사진을 도 20(b)에 나타낸다.
또한, 이러한 스펙트럼 차트로부터 인정되는 광확산 각도 영역(°) 및 최대 피크값(cd/㎠)을 표 1에 나타낸다.
[비교예 3]
비교예 3에서는, 도포층의 두께를 바꿈과 함께, 도포층을 경화시킬 때에, 제1 자외선 조사에 있어서의 조사 각도(θ3)를 24.3°로 바꿈과 함께, 조도를 0.8mW/㎠, 광량을 20mJ/㎠로 바꾸고, 또한, 제2 자외선 조사로서, 조도를 10mW/㎠, 광량을 40mJ/㎠의 산란광을 조사하였다.
또한, 제1 및 제2 자외선 조사에 있어서의 도포층의 이동 속도를 1.0m/분으로 바꾼 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 광확산 필름을 얻었다.
또한, 얻어진 광확산 필름은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역은 직선상이고, 그 경사각 θa(=θb)가 13°이고, 제2 루버 구조 영역은 형성되어 있지 않은 것을 확인하였다.
한편, 이러한 도 21에 나타내는 도면은, 제1 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역에 수직인 면에서 절단한 경우의 필름의 단면을 나타내는 모식도이다.
또한, 총 막두께는 165㎛이고, 제1 루버 구조 영역의 두께는 100㎛이며, 제2 루버 구조 영역에 상당하는 부분의 두께는 65㎛였다.
또한, 얻어진 광확산 필름의 단면 사진 및 단면 사진으로부터 떼어낸 선도를 도 22(a)~(c)에 나타낸다.
한편, 도 22(a)는, 얻어진 광확산 필름의 단면 전체를 나타내는 단면 사진 및 선도이고, 도 22(b)는, 필름 단면의 상방 부분, 즉 제2 루버 구조 영역에 상당하는 부분을 중심으로 나타내는 단면 사진 및 선도이며, 도 22(c)는, 필름 단면의 하방 부분, 즉 제1 루버 구조 영역 부분을 중심으로 나타내는 단면 사진 및 선도이다.
또한, 입사광의 입사각 θ1=30°로 한 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지로, 코노스코프를 사용하여 광확산 필름에 의해 확산된 광의 강도(cd/㎠)를 측정하였다. 얻어진 스펙트럼 차트를 도 23(a)에 나타내고, 도 23(a)에 있어서의 Z방향에서 본 확산광의 사진을 도 23(b)에 나타낸다.
또한, 이러한 스펙트럼 차트로부터 인정되는 광확산 각도 영역(°) 및 최대 피크값(cd/㎠)을 표 1에 나타낸다.
제1 자외선 조사 제2 자외선 조사 총 막두께
(㎛)		 광확산 각도 영역
조도
(mW/
㎠)		 광량
(mJ/
㎠)		 조사각θ3
(°)		 조도
(mW/
㎠)		 광량
(mJ/
㎠)		 조사각 θ3
(°)		 각도 영역
(°)		 개구각
(°)		 최대 피크값
(cd/㎠)
실시예 1 1.0 50 30 3.0 80 16 200 10~73 63 400
실시예 2 1.0 50 30 3.0 80 30 130 12~65 53 1300
실시예 3 0.8 20 24.3 1.4 40 5 165 -14~47 61 1200
비교예 1 1.0 50 30 10.0 80 산란광 200 17~78 61 500
비교예 2 1.0 50 30 10.0 80 산란광 130 13~67 54 4000
비교예 3 0.8 20 24.3 10.0 40 산란광 165 8~51 43 1600
이상의 결과를 고찰하면, 실시예 1과 비교예 1, 혹은, 실시예 3과 비교예 3을 비교함으로써, 제2 루버 구조 영역 및 중복 루버 구조 영역을 갖는 것 쪽이, 광확산 각도 영역의 폭(확산광의 개구각)이 넓어지는 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 2에서는 광확산 각도 영역 내의 확산광의 강도에 있어서의 최대 피크값(cd/㎠)이 1,500cd/㎠를 넘었기 때문에, 광확산 필름으로서는 막두께 부족으로 판정되는 반면, 실시예 2에서는, 같은 막두께이면서, 이러한 최대 피크값(cd/㎠)이 1,500cd/㎠ 미만의 값으로 억제되는 것을 알 수 있다.
이상, 상세히 서술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 소정의 공정을 포함하는 광확산 필름의 제조 방법을 실시함으로써, 동일 필름 내에 소정의 구조를 갖는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 효율적으로 형성할 수 있고, 이에 의해 광확산 각도 영역에 있어서의 산란광의 균일성이 높고, 또한, 광확산 각도 영역을 효과적으로 확대한 광확산 필름을 효율적으로 제조할 수 있게 되었다.
또한, 소정의 구조를 갖는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역에 있어서의 판상 영역의 경사각의 조합을 용이하게 조절할 수 있게 되었다.
따라서, 본 발명의 광확산 필름의 제조 방법 등은, 반사형 액정 장치에 있어서의 광 제어막 외에, 시야각 제어 필름, 시야각 확대 필름, 나아가서는 프로젝션용 스크린에도 적용할 수 있고, 이들의 고품질화 및 수율의 향상에 현저하게 기여할 것이 기대된다.
1: 도포층, 2: 공정 시트, 10: 통상적인 이방성 광확산 필름, 12: 굴절률이 상대적으로 높은 판상 영역, 13: 루버 구조 영역, 13': 루버 구조의 경계면, 14: 굴절률이 상대적으로 낮은 판상 영역, 20: 제1 루버 구조 영역, 20': 루버 구조 미형성 영역, 30: 제2 루버 구조 영역, 40: 본 발명의 이방성 광확산 필름, 50: 중복 루버 구조 영역, 100: 반사형 액정 표시 장치, 101: 편광판, 102: 위상차판, 103: 광확산판, 104: 유리판, 105: 컬러 필터, 106: 액정, 107: 경면 반사판, 108: 유리판, 110: 액정 셀, 120: 자외선 조사 장치, 121: 열선 컷 필터, 122: 콜드 미러, 123: 차광판, 125: 선상의 자외선 램프, 150: 활성 에너지선

Claims (9)

  1. 굴절률이 다른 복수의 판상 영역을 필름면을 따른 임의의 일 방향을 따라 번갈아 평행 배치하여 이루어지는 제1 루버 구조 영역 및 제2 루버 구조 영역을 갖는 광확산 필름의 제조 방법으로서,
    하기 공정(a)~(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조 방법.
    (a)굴절률이 다른 2개의 중합성 화합물을 포함하는 광확산 필름용 조성물을 준비하는 공정
    (b)상기 광확산 필름용 조성물을 공정 시트에 대해 도포하여, 도포층을 형성하는 공정
    (c)산소 존재 분위기 하에서, 상기 도포층에 대해 제1 활성 에너지선 조사를 행하여, 상기 도포층의 하방 부분을 경화시켜 제1 루버 구조 영역을 형성함과 함께, 상기 도포층의 상방 부분에 경화되지 않은 루버 구조 미형성 영역을 남기는 공정
    (d)비산소 분위기 하에서, 상기 도포층에 대해 제2 활성 에너지선 조사를 행하여, 상기 경화되지 않은 루버 구조 미형성 영역을 경화시켜 제2 루버 구조 영역을 형성하는 공정
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 활성 에너지선 조사에 있어서, 상기 도포층의 상면에 대해 활성 에너지선을 선상으로 조사하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 조사 각도와, 상기 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 조사 각도의 차의 절대값을 1°이상의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 조도를 0.1~3mW/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 광량을 5~100mJ/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 조도를 0.1~20mW/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 활성 에너지선 조사에 있어서의 도포층 표면의 광량을 5~300mJ/㎠의 범위 내의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (d)공정에 있어서, 상기 도포층의 상면에 대해 활성 에너지선 투과 시트를 라미네이트한 상태에서, 상기 제2 활성 에너지선 조사를 행하는 것을 특징으로 하는 광확산 필름의 제조 방법.
  9. 삭제
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