KR102316118B1

KR102316118B1 - 이방성 광학 필름

Info

Publication number: KR102316118B1
Application number: KR1020167022558A
Authority: KR
Inventors: 츠바사 사카노; 마사히데 스기야마
Original assignee: 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2021-10-25
Also published as: CN106133588B; TWI654087B; US20170192137A1; CN106133588A; JP2015191178A; TW201545885A; WO2015146708A1; JP6288672B2; US9989678B2; KR20160137964A

Abstract

본 발명은 비확산 영역에서 높은 직선 투과율을 가짐과 함께, MD 방향 및 TD 방향에서의 넓은 확산 영역을 가짐으로써 휘도의 급격한 변화나 눈부심의 발생이라고 하는 문제를 해소하는 것이 가능한, 이방성 광학 필름을 제공한다.
입사광 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 이방성 광확산층이 2층 이상 적층된 이방성 광학 필름에서, 상기 이방성 광확산층의 각각을, 매트릭스 영역과, 상기 매트릭스 영역과는 굴절률이 상이한 복수의 주상 영역을 가지는 것으로 하고, 상기 이방성 광확산층으로서 적어도 상기 주상 영역의 배향 방향에 수직인 단면에서의 단경과 장경의 어스펙트비가 상이한 2종류의 이방성 광확산층(a) 및 이방성 광확산층(b)을 이용해 상기 이방성 광확산층(a)의 상기 주상 영역의 단경과 장경의 어스펙트비를 2 미만으로 하며, 상기 이방성 광확산층(b)의 상기 주상 영역의 단경과 장경의 어스펙트비를 2 이상 20 이하의 범위 내로 했다.

Description

이방성 광학 필름{ANISOTROPIC OPTICAL FILM}

본 발명은 입사광 각도에 따라 투과광의 확산성이 변화하는 이방성 광학 필름에 관한 것이다.

광확산성을 가지는 부재(광확산 부재)는 조명기구나 건재 외에, 표시 장치에서도 사용되고 있다. 이 표시 장치로서는, 예를 들면 액정표시 장치(LCD), 유기 전계 발광 소자(유기 EL) 등이 있다. 광확산 부재의 광확산 발현 기구로서는 표면에 형성된 요철에 의한 산란(표면 산란), 매트릭스 수지와 그 중에 분산된 미립자간의 굴절률 차이에 의한 산란(내부 산란), 및 표면 산란과 내부 산란 모두에 의한 것을 들 수 있다. 단, 이들 광확산 부재는 일반적으로 그 확산 성능은 등방적이고, 입사광 각도를 조금 변화시켜도, 그 투과광의 확산 특성이 크게 상이한 경우는 없었다.

한편, 일정한 각도 영역의 입사광은 강하게 확산하고, 그 이외의 각도의 입사광은 투과하는, 즉 입사광 각도에 따라 직선 투과광량을 변화시키는 것이 가능한, 이방성 광학 필름이 알려져 있다. 이와 같은 이방성 광학 필름으로서는 광중합성 화합물을 포함하는 조성물의 경화물로 이루어지는 수지층의 내부에, 모두 소정의 방향 P에 대해서 평행하게 연재(延在)하는 복수의 봉상(棒狀) 경화 영역의 집합체를 형성한 이방성 확산 매체가 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 또한 이후, 본 명세서에서, 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 소정의 방향 P에 대해서 평행하게 연재하는 복수의 봉상 경화 영역의 집합체를 형성한 이방성 광학 필름의 구조를 「필라 구조」라고 칭하는 것으로 한다.

이러한 필라 구조의 이방성 광학 필름에서는 상기 필름에 대해서 그의 상방으로부터 하방을 향해서 광이 입사된 경우, 필름 제조 공정에서의 흐름 방향(이하, 「MD 방향」으로 칭함)과, MD 방향에 수직인 필름의 폭 방향(이하, 「TD 방향」으로 칭함)으로 동일한 확산을 나타낸다. 즉, 필라 구조의 이방성 광학 필름으로의 확산은 등방성을 나타낸다. 따라서, 필라 구조의 이방성 광학 필름에서는 휘도의 급격한 변화나 눈부심이 생기기 어렵다.

그러나, 필라 구조의 이방성 광학 필름은 직선 투과율이 높은 입사광 각도 범위인 비확산 영역에서의 직선 투과율이 낮고, 직선 투과율이 낮은(즉, 확산 강도가 높은) 입사광 각도 범위인 확산 영역의 폭(확산 폭)이 좁다는 문제가 있다.

한편, 이방성 광학 필름으로서 상기 필라 구조가 아니라, 광중합성 화합물을 포함하는 조성물의 경화물로 이루어지는 수지층의 내부에, 1 또는 복수의 판상 경화 영역의 집합체를 형성한 이방성 광학 필름(예를 들면, 특허문헌 2를 참조)을 이용함으로써, 비확산 영역에서의 직선 투과율을 향상시켜, 확산 폭을 넓게 할 수 있다. 또한 이후, 본 명세서에서, 특허문헌 2에 기재된 바와 같은 1 또는 복수의 판상 경화 영역의 집합체를 형성한 이방성 광학 필름의 구조를 「루버 구조」라고 칭하는 것으로 한다.

이러한 루버 구조의 이방성 광학 필름에서는 상기 필름에 대해서 그의 상방으로부터 하방을 향해서 광이 입사된 경우, MD 방향과 TD 방향으로 상이한 확산을 나타낸다. 즉, 루버 구조의 이방성 광학 필름으로의 확산은 이방성을 나타낸다. 구체적으로는, 예를 들면 MD 방향으로 확산 영역의 폭(확산 폭)이 필라 구조보다도 확대되면, TD 방향에서는 확산 폭이 필라 구조보다도 좁아진다. 따라서, 루버 구조의 이방성 광학 필름에서는, 예를 들면 TD 방향으로 확산 폭이 좁아진 경우, TD 방향으로 휘도의 급격한 변화가 생기는 결과, 광의 간섭이 일어나기 쉬워 눈부심이 생기기 쉽다는 문제가 있다.

이에 비해서, 필라 구조의 이방성 광학 필름과 루버 구조의 이방성 광학 필름의 문제를 해결해, 광의 투과와 확산에서 양호한 입사광 각도 의존성을 가짐과 함께, 확산 영역의 폭을 넓게 하기 때문에, 예를 들면 특허문헌 3에는 필라 구조(특허문헌 3에서의 「컬럼 구조」에 상당)의 이방성 광확산층과 루버 구조의 이방성 광확산층을 적층시킨 이방성 광학 필름이 개시되어 있다.

일본 특개 2005-265915호 공보 일본 특허 제4802707호 공보 일본 특개 2012-141593호 공보

그렇지만, 특허문헌 3에 기재된 이방성 광학 필름에서는 루버 구조의 이방성 광확산층을 이용하고 있기 때문에, MD 방향의 확산 폭이 확대되지만, TD 방향의 확산 폭이 여전히 충분한 넓이를 가지지 않고, TD 방향의 휘도의 급격한 변화나 눈부심이 생기기 쉽다는 문제가 있었다.

여기서, 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 비확산 영역에서 높은 직선 투과율을 가짐과 함께, MD 방향 및 TD 방향에서의 넓은 확산 영역을 가짐으로써 휘도의 급격한 변화나 눈부심의 발생이라고 하는 문제를 해소하는 것이 가능한, 이방성 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 필라 구조를 가지는 이방성 광확산층과, 루버 구조보다도 어스펙트비가 작고 필라 구조보다도 어스펙트비가 큰 단면 형상의 주상 영역을 가지는 이방성 광확산층을 적층시킴으로써, 비확산 영역에서의 높은 직선 투과율과, MD 방향 및 TD 방향에서의 넓은 확산 영역을 양립할 수 있는 것을 알아내어, 이러한 지견에 근거해 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 입사광 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 이방성 광확산층이 2층 이상 적층된 이방성 광학 필름으로서, 상기 이방성 광확산층의 각각은 매트릭스 영역과 상기 매트릭스 영역과는 굴절률이 상이한 복수의 주상 영역을 가지는 것으로, 상기 이방성 광확산층으로서 적어도 상기 주상 영역의 배향 방향에 수직인 단면에서의 단경과 장경의 어스펙트비(장경/단경)가 상이한 2종류의 이방성 광확산층(a) 및 이방성 광확산층(b)을 가지고, 상기 이방성 광확산층(a)은 상기 주상 영역의 단경과 장경의 어스펙트비가 2 미만이며, 상기 이방성 광확산층(b)은 상기 주상 영역의 단경과 장경의 어스펙트비가 2 이상 20 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름이다.

여기서, 상기 이방성 광확산층(a)에서, 상기 주상 영역의 단면에서의 단경의 최대 지름을 0.5~5㎛의 범위 내의 값, 장경의 최대 지름을 0.5~8㎛의 범위 내의 값으로 하고, 상기 이방성 광확산층(b)에서, 상기 주상 영역의 단면에서의 단경의 최대값을 0.5~5㎛의 범위 내의 값, 장경의 최대 지름을 1~40㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 이방성 광학 필름에서, 상기 이방성 광확산층의 각각은 직선 투과율이 최대가 되는 입사광 각도로 입사한 광의 직선 투과율인 최대 직선 투과율이 20% 이상 95% 미만이며, 또한 직선 투과율이 최소가 되는 입사광 각도로 입사한 광의 직선 투과율인 최소 직선 투과율이 25% 이하인 것이 바람직하다.

또, 상기 이방성 광학 필름에서, 상기 이방성 광확산층(a)은 상기 최대 직선 투과율이 20% 이상 60% 미만이며, 또한 상기 최소 직선 투과율이 20% 이하이며, 상기 이방성 광확산층(b)은 상기 최대 직선 투과율이 30% 이상 95% 미만이며, 또한 상기 최소 직선 투과율이 25% 이하인 것이 바람직하다.

또, 상기 이방성 광학 필름에서, 상기 이방성 광확산층의 각각은 적어도 1개의 산란 중심축을 가지고, 상기 이방성 광확산층의 법선과 상기 산란 중심축과의 이루는 극각(θ)(-90°＜θ＜90°)을 산란 중심축 각도로 하면, 상기 이방성 광확산층(a)의 산란 중심축 각도와 상기 이방성 광확산층(b)의 산란 중심축 각도의 차이의 절대값이 0° 이상 30° 이하인 것이 바람직하다.

또, 상기 이방성 광학 필름에서, 상기 이방성 광확산층의 각각의 두께가 15㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또, 상기 이방성 광학 필름에서, 상기 복수의 이방성 광확산층 사이에 투명성을 가지는 점착층을 더욱 가지고 있어도 된다.

또, 본 발명은 상기 이방성 광확산층(a)을 형성하는 이방성 광확산층(a) 형성 공정과, 상기 이방성 광확산층(b)을 형성하는 이방성 광확산층(b) 형성 공정을 포함하는, 상술한 이방성 광학 필름을 얻는 이방성 광학 필름의 제조 방법으로서, 상기 이방성 광확산층(a) 형성 공정은 광원으로부터 평행광선을 얻는 공정과, 광을 광경화성 조성물층에 입사시켜, 광경화성 조성물층을 경화시키는 공정을 가지고, 상기 이방성 광확산층(b) 형성 공정은 광원으로부터 평행광선을 얻는 공정과, 상기 평행광선을 지향성 확산 요소에 입사시켜, 지향성을 가진 광을 얻는 공정과, 상기 지향성을 가진 광을 광경화성 조성물층에 입사시켜, 광경화성 조성물층을 경화시키는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름의 제조 방법이다.

상기 이방성 광학 필름의 제조 방법에서, 상기 지향성을 가진 광의 어스펙트비가 2 이상 20 이하의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

여기서, 본 특허 청구의 범위 및 본 명세서에서의 주된 용어의 정의를 설명한다.

「저굴절률 영역」과「고굴절률 영역」은 본 발명에 관한 이방성 광학 필름을 구성하는 재료의 국소적인 굴절률의 높낮이 차이에 의해 형성되는 영역으로서, 다른 쪽에 비해 굴절률이 낮은지 높은지를 나타낸 상대적인 것이다. 이들 영역은 이방성 광학 필름을 형성하는 재료가 경화할 때에 형성된다.

「산란 중심축」이란, 이방성 광학 필름으로의 입사광 각도를 변화시켰을 때에 광확산성이 그 입사광 각도를 경계로 대략 대칭성을 가지는 광의 입사광 각도와 일치하는 방향을 의미한다. 「대략 대칭성을 갖는다」라고 한 것은 산란 중심축이 필름의 법선 방향에 대해서 기울기를 가지는 경우에는 광학 특성(후술하는 「광학 프로파일」)이 정확하게는 대칭성을 가지지 않기 때문이다. 산란 중심축은 이방성 광학 필름의 단면의 기울기를 광학 현미경에 의해서 관찰하는 것이나, 이방성 광학 필름을 개입시킨 광의 투영 형상을 입사광 각도를 변화시켜 관찰함으로써 확인할 수 있다.

또, 직선 투과율이란, 일반적으로 이방성 광학 필름에 대해서 입사한 광의 직선 투과성에 관해, 어떤 입사광 각도로부터 입사했을 때에, 직선 방향의 투과광량과 입사한 광의 광량의 비율이며, 하기 식으로 나타낸다.

직선 투과율(%)=(직선 투과광량/입사광량)×100

또, 본 발명에서는 「산란」과「확산」의 양자를 구별하지 않고 사용하고 있고, 양자는 동일한 의미를 나타낸다. 추가로, 「광중합」 및 「광경화」의 의미를, 광중합성 화합물이 광에 의해 중합 반응하는 것으로 하고, 양자를 동의어로 이용하는 것으로 한다.

본 발명에 의하면, 어스펙트비가 2 미만의 주상 영역을 가지는 이방성 광확산층과, 어스펙트비가 2 이상 20 이하의 주상 영역을 가지는 이방성 광확산층을 적층시킴으로써, 비확산 영역에서의 높은 직선 투과율과, MD 방향 및 TD 방향에서의 넓은 확산 영역을 양립시킨 이방성 광학 필름을 얻을 수 있다. 따라서, 이러한 이방성 광학 필름을 표시 패널의 확산 필름으로서 이용한 경우에, 뛰어난 표시 특성(휘도나 콘트라스트 등)을 가지면서, 휘도의 급격한 변화나 눈부심의 발생을 억제할 수 있는 이방성 광학 필름을 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 필라 구조, 루버 구조 및 중간형 구조의 주상 영역을 가지는 이방성 광학 필름의 구조와, 이들 이방성 광학 필름에 입사한 투과광의 양상(樣子)의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 이방성 광학 필름의 광확산성의 평가 방법을 나타내는 설명도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 필라 구조 및 루버 구조의 이방성 광학 필름으로의 입사광 각도와 직선 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 확산 영역과 비확산 영역을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관한 이방성 광학 필름의 전체 구성의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 6은 동일한 형태에 관한 이방성 광학 필름에서의 필라 구조를 가지는 이방성 광확산층의 구성의 일례를 나타내는 모식도이며, (a)가 사시도, (b)가 평면도, (c)가 (b)의 C-C선에서 절단한 단면도이다.
도 7은 동일한 형태에 관한 이방성 광학 필름에서의 중간형 구조를 가지는 이방성 광확산층의 구성의 일례를 나타내는 모식도이며, (a)가 사시도, (b)가 평면도, (c)가 (b)의 C-C선에서 절단한 단면도이다.
도 8은 동일한 형태에 관한 이방성 광확산층에서의 산란 중심축을 설명하기 위한 3차원 극좌표 표시이다.
도 9는 동일한 형태에 관한 이방성 광확산층(b)의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.
도 10은 동일한 형태에 관한 이방성 광학 필름을 이용한 액정표시 장치의 구성의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 11은 동일한 형태에 관한 이방성 광학 필름을 이용한 액정표시 장치의 구성의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 12는 실시예 및 비교예의 이방성 광학 필름의 MD 방향 확산과 TD 방향 확산의 평가에 이용한 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 13은 실시예 및 비교예의 이방성 광학 필름의 휘도의 급격한 변화의 평가 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한 본 명세서 및 도면에서는 동일한 부호가 붙은 구성요소는 실질적으로 동일한 구조 또는 기능을 가지는 것으로 한다.

또한 본 형태에 관한 이방성 광학 필름에 대해서는 이하의 순서로 설명한다.

1 이방성 광학 필름의 구조와 특성

2 선행 기술의 과제와 그 해결 수단의 개요

3 본 형태에 관한 이방성 광학 필름의 구성

4 본 형태에 관한 이방성 광학 필름의 제조 방법

5 본 형태에 관한 이방성 광학 필름의 용도

≪이방성 광학 필름의 구조와 특성≫

처음에, 도 1~도 4를 참조하면서, 본 형태에 관한 이방성 광학 필름에 대해 설명하는 전제로서, 단층의 이방성 광학 필름(본 형태에서 말하는 「이방성 광확산층」이 한층만일 경우의 이방성 광학 필름)의 구조와 특성에 대해 설명한다. 도 1은 필라 구조, 루버 구조 및 중간형 구조의 주상 영역을 가지는 단층의 이방성 광학 필름의 구조와, 이들 이방성 광학 필름에 입사한 투과광의 양상의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 2는 이방성 광학 필름의 광확산성의 평가 방법을 나타내는 설명도이다. 도 3은 도 1에 나타낸 필라 구조 및 루버 구조의 이방성 광학 필름으로의 입사광 각도와 직선 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 4는 확산 영역과 비확산 영역을 설명하기 위한 그래프이다.

(이방성 광학 필름의 구조)

이방성 광학 필름이란, 필름의 막 두께 방향으로, 필름의 매트릭스 영역과는 굴절률이 상이한 영역이 형성된 필름이다. 굴절률이 상이한 영역의 형상은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 매트릭스 영역(11) 중에, 단경과 장경의 어스펙트비가 작은 주상(예를 들면, 봉상)으로 형성된 굴절률이 상이한 주상 영역(13)이 형성된 이방성 광학 필름(필라 구조의 이방성 광학 필름)(10)이나, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 매트릭스 영역(21) 중에, 어스펙트비가 큰 주상(예를 들면, 대략 판상)으로 형성된 굴절률이 상이한 주상 영역(23)이 형성된 이방성 광학 필름(루버 구조의 이방성 광학 필름)(20)이나, 도 1의 (c)에 나타내는 바와 같이, 매트릭스 영역(31) 중에, 필라 구조와 루버 구조의 중간의 어스펙트비의 주상 영역(33)이 형성된 이방성 광학 필름(이하, 「중간형 구조의 이방성 광학 필름」으로 칭함) 등이 있다.

(이방성 광학 필름의 특성)

상술한 구조를 가지는 이방성 광학 필름은 상기 필름으로의 입사광 각도에 의해 광확산성(직선 투과율)이 상이한, 즉 입사광 각도 의존성을 가지는 광확산 필름이다. 이 이방성 광학 필름에 소정의 입사광 각도로 입사한 광은 굴절률이 상이한 영역의 배향 방향(예를 들면, 필라 구조에서의 주상 영역(13)이나 중간형 구조에서의 주상 영역(33)의 연재 방향(배향 방향)이나 루버 구조에서의 판상 영역(23)의 높이 방향)과 대략 평행인 경우에는 확산이 우선되고 상기 방향에 평행이 아닌 경우에는 투과가 우선된다.

여기서, 도 2 및 3을 참조하면서, 이방성 광학 필름의 광확산성에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 여기에서는 상술한 필라 구조의 이방성 광학 필름(10)과 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)의 광확산성을 예로 들어 설명한다.

광확산성의 평가 방법은 이하와 같이 하여 실시한다. 우선, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이방성 광학 필름(10, 20)을 광원(1)과 검출기(2) 사이에 배치한다. 본 형태에서는 광원(1)으로부터의 조사광(I)이, 이방성 광학 필름(10, 20)의 법선 방향에서 입사하는 경우를 입사광 각도 0°로 했다. 또, 이방성 광학 필름(10, 20)은 직선(L)을 중심으로 하여 임의로 회전시킬 수 있도록 배치되고 광원(1) 및 검출기(2)는 고정되어 있다. 즉, 이 방법에 의하면, 광원(1)과 검출기(2) 사이에 샘플(이방성 광학 필름(10, 20))을 배치하고, 샘플 표면의 직선(L)을 중심축으로 하여 각도를 변화시키면서 샘플을 직진 투과해 검출기(2)에 들어가는 직선 투과율을 측정할 수 있다.

이방성 광학 필름(10, 20)을 각각 도 1의 TD 방향(이방성 광학 필름의 폭 방향의 축)을 도 2에 나타내는 회전 중심의 직선(L)로 선택한 경우에서의 광확산성을 평가해, 얻어진 광확산성의 평가 결과를 도 3에 나타낸다. 도 3은 도 2에 나타내는 방법을 이용해 측정한 도 1에 나타내는 이방성 광학 필름(10, 20)이 가지는 광확산성(광산란성)의 입사광 각도 의존성을 나타내는 것이다. 도 3의 세로축은 산란의 정도를 나타내는 지표인 직선 투과율(본 형태에서는 소정의 광량의 평행광선을 입사시킬 때에, 입사 방향과 동일한 방향으로 출사된 평행광선의 광량의 비율, 보다 구체적으로는 직선 투과율 = 이방성 광학 필름(10, 20)이 있는 경우의 검출기(2)의 검출 광량/이방성 광학 필름(10, 20)이 없는 경우의 검출기(2)의 검출 광량)을 나타내고, 가로축은 이방성 광학 필름(10, 20)으로의 입사광 각도를 나타낸다. 도 3 중의 실선은 필라 구조의 이방성 광학 필름(10)의 광확산성을 나타내며, 파선은 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)의 광확산성을 나타내고 있다. 또한 입사광 각도의 정부(正負)는 이방성 광학 필름(10, 20)을 회전시키는 방향이 반대인 것을 나타내고 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 이방성 광학 필름(10, 20)은 입사광 각도에 의해서 직선 투과율이 변화하는 광확산성의 입사광 각도 의존성을 가지는 것이다. 여기서, 도 3과 같이 광확산성의 입사광 각도 의존성을 나타내는 곡선을 이하, 「광학 프로파일」이라고 칭한다. 광학 프로파일은 광확산성을 직접적으로 표현하고 있는 것은 아니지만, 직선 투과율이 저하됨으로써 반대로 확산 투과율이 증대하고 있다고 해석하면, 대체로 광확산성을 나타내고 있다고 말할 수 있다. 통상의 등방적인 광확산 필름에서는 0° 부근을 피크로 하는 산형(山型)의 광학 프로파일을 나타내지만, 이방성 광학 필름(10, 20)에서는 주상 영역(13, 23)의 중심축(두께) 방향, 즉 산란 중심축 방향(이 방향의 입사광 각도를 0°로 한다.)으로 입사하는 경우의 직선 투과율과 비교하여, ±5~10°의 입사광 각도에서 일단 직선 투과율이 극소값이 되고, 그 입사광 각도(의 절대값)가 커짐에 따라 직선 투과율이 커지며, ±45~60°의 입사광 각도에서 직선 투과율이 극대값이 되는 곡형의 광학 프로파일을 나타낸다. 이와 같이, 이방성 광학 필름(10, 20)은 입사광이 산란 중심축 방향에 가까운 ±5~10°의 입사광 각도 범위에서는 강하게 확산되지만, 그 이상의 입사광 각도 범위에서는 확산이 약해져 직선 투과율이 높아진다는 성질을 갖는다. 이하, 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율의 중간값의 직선 투과율에 대한 2개의 입사광 각도의 각도 범위를 확산 영역(이 확산 영역의 폭을 「확산 폭」)으로 칭하고, 그 이외의 입사광 각도 범위를 비확산 영역(투과 영역)으로 칭한다. 여기서, 도 4를 참조하면서, 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)을 예로 들어 확산 영역과 비확산 영역에 대해 설명한다. 도 4는 도 3의 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)의 광학 프로파일을 나타낸 것이지만, 도 4에 나타내는 바와 같이, 최대 직선 투과율(도 4의 예에서는 직선 투과율이 약 78%)과 최소 직선 투과율(도 4의 예에서는 직선 투과율이 약 6%)의 중간값의 직선 투과율(도 4의 예에서는 직선 투과율이 약 42%)에 대한 2개의 입사광 각도의 사이(도 4에 나타내는 광학 프로파일 상의 2개의 흑점의 위치의 2개의 입사광 각도의 내측)의 입사광 각도 범위가 확산 영역이 되고, 그 이외(도 4에 나타내는 광학 프로파일 상의 2개의 흑점의 위치의 2개의 입사광 각도의 외측)의 입사광 각도 범위가 비확산 영역이 된다.

필라 구조의 이방성 광학 필름(10)에서는 도 1의 (a)의 투과광의 양상을 보면 알 수 있듯이, 투과광은 대략 원형상이 되어 있고 MD 방향과 TD 방향에서 대략 동일한 광확산성을 나타내고 있다. 즉, 필라 구조의 이방성 광학 필름(10)에서는 확산은 등방성을 갖는다. 또, 도 3의 실선으로 나타내는 바와 같이, 입사광 각도를 바꾸어도 광확산성(특히, 비확산 영역과 확산 영역의 경계 부근에서의 광학 프로파일)의 변화가 비교적 완만하기 때문에, 휘도의 급격한 변화나 눈부심을 일으키지 않는다는 효과가 있다. 그렇지만, 이방성 광학 필름(10)에서는 도 3의 파선으로 나타낸 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)의 광학 프로파일과 비교하면 알 수 있듯이, 비확산 영역에서의 직선 투과율이 낮기 때문에, 표시 특성(휘도나 콘트라스트 등)이 약간 저하되어 버린다는 문제도 있다. 또, 필라 구조의 이방성 광학 필름(10)은 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)과 비교하여, 확산 영역의 폭도 좁다는 문제도 있다.

다른 한편, 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)에서는 도 1의 (b)의 투과광의 양상을 보면 알 수 있듯이, 투과광은 대략 침상이 되어 있고, MD 방향과 TD 방향에서 광확산성이 크게 상이하다. 즉, 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)에서는 확산은 이방성을 갖는다. 구체적으로는 도 1에 나타내는 예에서는 MD 방향에서는 필라 구조의 경우보다도 확산이 확대되고 있지만, TD 방향에서는 필라 구조의 경우보다도 확산이 좁아지고 있다. 또, 도 3의 파선으로 나타내는 바와 같이 입사광 각도를 바꾸면, (본 형태의 경우, TD 방향에서) 광확산성(특히, 비확산 영역과 확산 영역의 경계 부근에서의 광학 프로파일)의 변화가 매우 급준(急峻)하기 때문에, 이방성 광학 필름(20)을 표시 장치에 적용한 경우, 휘도의 급격한 변화나 눈부심이 되어 나타나 시인성을 저하시킬 우려가 있었다. 아울러, 루버 구조의 이방성 광학 필름은 광의 간섭(무지개)이 생기기 쉽다는 문제도 있다. 그렇지만, 이방성 광학 필름(20)에서는 비확산 영역에서의 직선 투과율이 높고, 표시 특성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

≪선행 기술의 과제와 그 해결 수단의 개요≫

다음에, 선행 기술에서의 이방성 광학 필름의 과제와 그 해결 수단의 개요에 대해 설명한다.

(선행 기술의 과제)

이상 설명한 바와 같은 필라 구조 또는 루버 구조를 가지는 이방성 광확산층을 단층만 가지는 이방성 광학 필름을 표시 장치에 이용한 경우, 비확산 영역에서의 직선 투과율, 확산 영역의 폭, TD 방향(또는 MD 방향)의 확산 폭, 휘도의 급격한 변화나 눈부심의 발생의 유무 등의 점에서, 일장일단이 있다. 즉, 본 발명자들은 필라 구조를 가지는 이방성 광확산층이나 루버 구조를 가지는 이방성 광확산층을 단층만 가지는 이방성 광학 필름에서는 비확산 영역에서의 직선 투과율의 향상과, TD 방향(또는 MD 방향)에서의 확산 영역(확산 폭)의 확대와, 휘도의 급격한 변화 및 눈부심의 발생의 억제를 모두 높은 수준으로 밸런스 좋게 겸비하는 것이 곤란하다는 과제를 알아냈다.

이것에 대해서, 상술한 특허문헌 3에 기재된 바와 같은 필라 구조(특허문헌 3에서의 「컬럼 구조」에 상당)의 이방성 광확산층과 루버 구조의 이방성 광확산층을 적층시킨 이방성 광학 필름도 있다. 그렇지만, 특허문헌 3과 같이, 간단하게 필라 구조의 이방성 광확산층과 루버 구조의 이방성 광확산층을 적층시킨 것만인 이방성 광학 필름에서는 루버 구조의 이방성 광확산층을 이용하고 있기 때문에, MD 방향의 확산 폭이 확대되지만, TD 방향의 확산 폭이 여전히 충분한 넓이를 가지지 않고, TD 방향의 휘도의 급격한 변화나 눈부심이 생기기 쉽다는 문제가 있었다. 따라서, 특허문헌 3과 같은 이방성 광학 필름에서도, 비확산 영역에서의 직선 투과율의 향상과, TD 방향(또는 MD 방향)에서의 확산 영역(확산 폭)의 확대와, 휘도의 급격한 변화 및 눈부심의 발생의 억제를 모두 높은 수준으로 밸런스 좋게 겸비하는 것은 곤란했다.

(선행 기술의 과제 해결 수단의 개요)

이러한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 비확산 영역에서의 직선 투과율의 향상과, TD 방향(또는 MD 방향)에서의 확산 영역(확산 폭)의 확대와, 휘도의 급격한 변화 및 눈부심의 발생의 억제를 모두 높은 수준으로 밸런스 좋게 겸비한 이방성 광학 필름을 얻기 위해서 예의 검토를 실시했다. 그 결과, 특허문헌 3에 기재되어 있는 바와 같이, 단순히 필라 구조(특허문헌 3에서의 「컬럼 구조」에 상당)의 이방성 광확산층과 루버 구조의 이방성 광확산층을 적층시킨 것만으로는 불충분하고, 필라 구조를 가지는 이방성 광확산층과, 특정한 어스펙트비(필라보다도 크고 루버보다도 작은 어스펙트비)를 가지는 중간형 구조를 가지는 이방성 광확산층을 적층시킴으로써, 비확산 영역에서의 직선 투과율의 향상과, TD 방향(또는 MD 방향)에서의 확산 영역(확산 폭)의 확대와, 휘도의 급격한 변화 및 눈부심의 발생의 억제를 모두 높은 수준으로 밸런스 좋게 겸비한 이방성 광학 필름을 얻는 것이 가능해지는 것을 지견했다. 따라서, 이와 같은 이방성 광학 필름을 액정표시 장치 등의 표시 장치에 이용함으로써, 뛰어난 표시 특성(휘도나 콘트라스트 등)을 가지면서, 휘도의 급격한 변화나 눈부심의 발생을 억제할 수 있다. 이하, 이들 지견에 근거해 이루어진 본 형태에 관한 이방성 광학 필름에 대해서, 상세하게 설명한다.

≪본 형태에 관한 이방성 광학 필름의 구성≫

도 5~도 7을 참조하면서, 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)의 구성에 대해 설명한다. 도 5는 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)의 전체 구성의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 6은 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)에서의 이방성 광확산층(110)의 구성의 일례를 나타내는 모식도이며, (a)가 사시도, (b)가 주상 영역의 평면도, (c)가 (b)의 C-C선에서 절단한 단면도이다. 도 7은 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)에서의 이방성 광확산층(120)의 구성의 일례를 나타내는 모식도이며, (a)가 사시도, (b)가 평면도, (c)가 (b)의 C-C선에서 절단한 단면도이다.

＜전체 구성＞

도 5에 나타내는 바와 같은, 이방성 광학 필름(100)은 입사광 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 2층의 이방성 광확산층(110, 120)이 적층된 이방성 광학 필름이다. 이방성 광확산층(110, 120) 각각은 매트릭스 영역(111, 121)과, 상기 매트릭스 영역과는 굴절률이 상이한 복수의 주상 영역(113, 123)을 가지는 것이다. 또, 이방성 광확산층(110)과 이방성 광확산층(120)은 주상 영역(113, 123)의 배향 방향에 수직인 단면에서의 단경과 장경의 어스펙트비(= 장경/단경)가 상이하다. 즉, 본 발명에 관한 이방성 광학 필름은 이방성 광확산층으로서 적어도, 상술한 필라 구조를 가지는 이방성 광확산층(a)과, 상술한 중간형 구조를 가지는 이방성 광확산층(b)을 가지는 것이 필요하다. 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)은 상기 이방성 광확산층(a)으로서 상층 측에 적층된 이방성 광확산층(110)을 가지고, 상기 이방성 광확산층(b)으로서 하층 측에 적층된 이방성 광확산층(120)을 가지고 있다. 다만, 본 발명에서는 이방성 광확산층(a)과 이방성 광확산층(b)의 적층 순서는 특별히 제한되지 않고, 본 형태에 관한 이방성 광확산층(110)이 하층 측에, 이방성 광확산층(120)이 상층 측에 적층되어 있어도 된다. 또한 본 형태에서는 이방성 광확산층이 2층 적층된 구성을 나타내고 있지만, 본 발명에 관한 이방성 광학 필름으로서는 이방성 광확산층이 3층 이상 적층되어 있는 것이어도 된다.

또, 각 이방성 광확산층(110, 120) 사이에는 투명성을 가지는 점착층(130)이 추가로 적층되어 있다. 이 점착층(130)은 필요에 따라 마련하면 된다. 여기서, 이방성 광학 필름이 3층 이상의 이방성 광확산층을 가지는 경우에는 모든 이방성 광확산층 사이에 점착층이 있어도 되고, 일부의 이방성 광확산층 사이에만 점착층이 있어도 되며, 모든 이방성 광확산층이 점착층 없이 적층되어 있어도 된다.

＜이방성 광확산층(110)＞

이방성 광확산층(110)은 상술한 단층의 이방성 광학 필름(10)과 동일한 구성을 가지고 있고, 입사광 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 광확산성을 가지고 있다. 또, 이방성 광확산층(110)은 광중합성 화합물을 포함하는 조성물의 경화물로 이루어지고, 도 6에 나타내는 바와 같은, 매트릭스 영역(111)과 상기 매트릭스 영역(111)과는 굴절률이 상이한 복수의 주상 영역(113)을 가지고 있다. 이 주상 영역(113)의 배향 방향(연재 방향)(P)은 산란 중심축과 평행이 되도록 형성되어 있고 이방성 광확산층(110)이 원하는 직선 투과율 및 확산성을 가지도록 적절히 정해져 있다. 또한 산란 중심축과 주상 영역의 배향 방향이 평행하다는 것은 굴절률의 법칙(Snell의 법칙)을 충족하는 것이면 되고, 정확하게 평행할 필요는 없다. Snell의 법칙은 굴절률 n₁의 매질로부터 굴절률 n₂의 매질의 계면에 대해서 광이 입사하는 경우, 그 입사광 각도 θ₁과 굴절각 θ₂ 사이에, n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂의 관계가 성립하는 것이다. 예를 들면, n₁= 1(공기), n₂= 1.51(이방성 광학 필름)으로 하면, 산란 중심축의 기울기(입사광 각도)가 30°인 경우, 주상 영역의 배향 방향(굴절각)은 약 19°가 되지만, 이와 같이 입사광 각도와 굴절각이 상이해도 Snell의 법칙을 충족하고 있으면, 본 형태에서는 평행의 개념에 포함된다.

또한 이방성 광확산층(110)으로서는 주상 영역(113)의 배향 방향이 필름의 막 두께 방향(법선 방향)과 일치하지 않는 것이어도 된다. 이 경우, 이방성 광확산층(110)에서는 입사광이 법선 방향에서 소정 각도 기운 방향(즉, 주상 영역(113)의 배향 방향)에 가까운 입사광 각도 범위(확산 영역)에서는 강하게 확산되지만, 그 이상의 입사광 각도 범위(비확산 영역)에서는 확산이 약해져 직선 투과율이 높아진다는 성질을 갖는다.

(주상 영역(113))

본 형태에 관한 주상 영역(113)은 매트릭스 영역(111) 중에, 복수의 주상의 경화 영역으로서 마련되어 있고, 각각의 주상 영역(113)은 각각 배향 방향이 산란 중심축과 평행이 되도록 형성된 것이다. 따라서, 동일한 이방성 광확산층(110)에서의 복수의 주상 영역(113)은 서로 평행이 되도록 형성되어 있다.

매트릭스 영역(111)의 굴절률은 주상 영역(113)의 굴절률과 상이하면 되지만, 굴절률이 어느 정도 상이한지는 특별히 한정되지 않고, 상대적인 것이다. 매트릭스 영역(111)의 굴절률이 주상 영역(113)의 굴절률보다도 낮은 경우, 매트릭스 영역(111)은 저굴절률 영역이 된다. 반대로, 매트릭스 영역(111)의 굴절률이 주상 영역(113)의 굴절률보다도 높은 경우, 매트릭스 영역(111)은 고굴절률 영역이 된다.

주상 영역(113)의 배향 방향에 수직인 단면 형상은 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같은, 단경(SA)와 장경(LA)을 갖는다. 단경(SA)와 장경(LA)은 이방성 광확산층(110)을 광학 현미경으로 관찰함으로써 확인할 수 있다(평면도를 참조). 주상 영역(113)의 단면 형상은 후술하는 어스펙트비의 범위(2 미만)를 충족하는 것이면 되고, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 6에서는 주상 영역(113)의 단면 형상을 원형상으로 나타내고 있지만, 주상 영역(113)의 단면 형상은 원형상으로 한정되는 것이 아니며, 타원형상, 다각형상, 부정형상, 이들이 섞여 있는 것 등, 특별히 한정되는 것은 아니다.

단경(SA)과 장경(LA)의 어스펙트비(=LA/SA)는 2 미만인 것이 필요하다. 이것에 의해, 이방성 광학 필름(100)의 비확산 영역에서의 직선 투과율의 향상과 확산 영역(확산 폭)의 확대를 실현할 수 있다. 이 작용을 보다 효과적으로 실현하기 위해서는 주상 영역(113)의 단면에서의 단경(SA)와 장경(LA)의 어스펙트비가 1.5 미만인 것이 바람직하고, 1.2 미만인 것이 보다 바람직하다.

또, 주상 영역(113)의 단면에서의 단경(SA)의 길이(복수인 주상 영역(113)의 단경(SA) 중 최대 지름)의 하한값은 0.5㎛인 것이 바람직하고, 1.0㎛인 것이 보다 바람직하며, 1.5㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 단경(SA)이 짧아짐에 따라, 광의 확산성·집광성이 불충분해질 우려가 있다. 한편, 주상 영역(113)의 단면에서의 단경(SA)의 길이(복수인 주상 영역(113)의 단경(SA) 중 최대 지름)의 상한값은 5.0㎛인 것이 바람직하고, 3.0㎛인 것이 보다 바람직하며, 2.5㎛인 것이 더욱 바람직하다. 단경(SA)이 길어짐에 따라, 확산 범위가 좁아질 우려가 있다. 이들 주상 영역(113)의 단경(SA)의 하한값 및 상한값은 적절히 조합시킬 수 있다. 예를 들면, 주상 영역(113)의 단경(SA)을 0.5㎛~5.0㎛로 함으로써, 확산 범위를 확대할 수 있는 것과 함께, 광의 확산성·집광성이 충분한 것이 된다.

추가로, 주상 영역(113)의 단면에서의 장경(LA)의 길이(복수인 주상 영역(113)의 장경(LA) 중 최대 지름)의 하한값은 0.5㎛인 것이 바람직하고, 1.0㎛인 것이 보다 바람직하며, 1.5㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 장경(LA)이 작아짐에 따라 확산 범위가 좁아질 우려가 있다. 한편, 주상 영역(113)의 단면에서의 장경(LA)의 길이(복수인 주상 영역(113)의 장경(LA) 중 최대 지름)의 상한값은 8.0㎛인 것이 바람직하고, 3.0㎛인 것이 보다 바람직하며, 2.5㎛인 것이 더욱 바람직하다. 장경(LA)이 커짐에 따라 확산 범위가 좁아질 우려나 입사광 각도를 바꾼 경우의 확산성의 변화가 매우 급준해져 눈부심이 생기기 쉬워질 우려가 있다. 또, 장경(LA)이 커지면 광의 간섭(무지개)이 발생하기 쉬워질 우려도 있다. 이들 주상 영역(113)의 장경(LA)의 하한값 및 상한값은 적절히 조합시킬 수 있다. 예를 들면, 주상 영역(113)의 장경(LA)을 0.5㎛~8.0㎛로 함으로써, 확산 범위를 확대할 수 있는 것과 함께, 입사광 각도를 바꾼 경우의 확산성의 변화가 매우 급준해져 눈부심이 생기기 쉬워지는 문제를 해소할 수 있다.

또한 본 형태에서의 주상 영역(113)의 단경(SA)의 최대값, 장경(LA)의 최대값은 이방성 광확산층(110)의 표면을 현미경으로 관찰하고, 임의로 선택한 10개의 단경(SA), 장경(LA)을 관찰하여 이들 최대값을 구하면 된다. 또, 주상 영역(113)의 어스펙트비로서는 상기에서 구한 장경(LA)의 최대값을 단경(SA)의 최대값으로 나눈 값을 이용한다.

(층의 두께)

이방성 광확산층(110)의 두께(T)는 15㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 바람직하다. 두께(T)를 상기 범위로 함으로써, 코스트의 문제가 적어지는 것과 함께, 화상의 콘트라스트가 충분한 것이 된다. 추가로, 이방성 광확산층(110)의 두께(T)의 하한값은 20㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 두께(T)가 작아짐에 따라 광의 확산성·집광성이 불충분해질 우려가 있다. 한편, 이방성 광확산층(110)의 두께(T)의 상한값은 70㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 두께(T)가 커짐에 따라 재료비가 많이 드는 것이나 제조에 시간을 필요로 하는 것 등의 코스트가 높아지는 문제와, 두께(T) 방향으로의 확산이 많아짐으로써 화상에 초점 흐림이 발생하기 쉬워져 콘트라스트가 저하되기 쉬워질 우려가 있다. 이들 이방성 광확산층(110)의 두께(T)의 하한값 및 상한값은 적절히 조합시킬 수 있다.

도 6(c)에서는 이방성 광확산층(110)의 상면(110a)과 하면(110b)을 도시하고 있다. 상면(110a)과 하면(110b)은 편의상 마련한 것으로, 이방성 광확산층(110)을 뒤집으면 역(逆)(하면과 상면)이 된다. 이방성 광확산층(110)의 상면(110a)과 하면(110b)의 표면 형상은 상이한 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)은 광의 간섭(무지개)이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다. 매트릭스 영역(111)과 주상 영역(113)을 광조사에 수반하는 상분리에 의해서 형성함으로써, 상면(110a)과 하면(110b)의 표면 형상을 상이하게 할 수 있다. 또한 상분리에 의해 이방성 광확산층(110)을 작성하면, 상면(110a) 또는 하면(110b) 중 어느 한쪽이 광학 현미경으로 관찰하기 어려워지는 경우가 있다. 광을 조사한 면으로부터 두께(T) 방향을 향해서 서서히 주상 영역(113)이 형성되어 가지만, 그의 다른 면(광을 조사한 면의 반대면)에까지 주상 영역(113)이 도달한 후에 추가로 주상 영역(113)이 신장하기 때문이다. 이와 같은 경우에는 다른 한쪽의 면을 광학 현미경으로 관찰함으로써 주상 영역(113)을 확인하기 쉬워진다.

본 발명에서는 1층의 이방성 확산층(110)의 두께(T) 방향(Z 방향)에 걸쳐서, 주상 영역(113)과 매트릭스 영역(111)의 계면이 중단되는 경우 없이 연속해 존재하는 구성을 가지는 것이 바람직하다. 주상 영역(113)과 매트릭스 영역(111)의 계면이 연결된 구성을 가짐으로써, 광의 확산과 집광이 이방성 광확산층(110)을 통과하는 동안, 연속하여 생기기 쉬워져 광의 확산과 집광의 효율이 높아진다. 한편, 이방성 광확산층(110)의 단면에서, 주상 영역(113) 및 매트릭스 영역(111)이 얼룩과 같이 고르지 못하게 존재하는 것이 주가 되면, 집광성을 얻기 어려워지기 때문에 바람직하지 않다.

＜이방성 광확산층(120)＞

이방성 광확산층(120)은 상술한 단층의 이방성 광학 필름(30)과 동일한 구성을 가지고 있고 입사광 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 광확산성을 가지고 있다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같은, 이방성 광확산층(120)은 광중합성 화합물을 포함하는 조성물의 경화물로 이루어지고, 매트릭스 영역(121)과 상기 매트릭스 영역(121)과는 굴절률이 상이한 복수의 주상 영역(123)을 가지고 있다. 복수의 주상 영역(123) 및 매트릭스 영역(121)은 불규칙한 분포나 형상을 가지지만, 이방성 광확산층(120)의 전면에 걸쳐서 형성되는 점에서, 얻어지는 광학 특성(예를 들면, 직선 투과율 등)은 어느 부위에서 측정해도 대략 동일하다. 복수의 주상 영역(123) 및 매트릭스 영역(121)이 불규칙한 분포나 형상을 가지기 때문에, 본 형태에 관한 이방성 광확산층(120)은 광의 간섭(무지개)이 발생하는 것이 적다. 이와 같은 구조는 상세한 것은 후술하지만, 예를 들면 광중합성 화합물을 포함하는 조성물을 시트상으로 마련하고, 원하는 산란 중심축과 평행한 광선을 광원으로부터 시트에 대해서 조사해, 조성물을 경화시킴으로써 형성할 수 있고 광선을 조사한 부분이 주상 영역(123)이 되며, 광선을 조사하고 있지 않는 부분이 매트릭스 영역(121)이 된다.

(주상 영역(123))

본 형태에 관한 주상 영역(123)은 매트릭스 영역(121) 중에, 복수의 주상의 경화 영역으로서 마련되어 있고 각각의 주상 영역(123)은 각각 배향 방향이 산란 중심축과 평행이 되도록 형성된 것이다. 따라서, 동일한 이방성 광확산층(120)에서의 복수의 주상 영역(123)은 서로 평행이 되도록 형성되어 있다.

매트릭스 영역(121)의 굴절률은 주상 영역(123)의 굴절률과 상이하면 되지만, 굴절률이 어느 정도 상이한지는 특별히 한정되지 않고, 상대적인 것이다. 매트릭스 영역(121)의 굴절률이 주상 영역(123)의 굴절률보다도 낮은 경우, 매트릭스 영역(121)은 저굴절률 영역이 된다. 반대로, 매트릭스 영역(121)의 굴절률이 주상 영역(123)의 굴절률보다도 높은 경우, 매트릭스 영역(121)은 고굴절률 영역이 된다. 여기서, 매트릭스 영역(121)과 주상 영역(123)의 계면에서의 굴절률은 점증적으로 변화하는 것인 것이 바람직하다. 점증적으로 변화시킴으로써, 입사광 각도를 바꾼 경우의 확산성의 변화가 매우 급준해져 눈부심이 생기기 쉬워지는 문제가 발생하기 어려워진다. 매트릭스 영역(121)과 주상 영역(123)을 광조사에 수반하는 상분리에 의해서 형성함으로써, 매트릭스 영역(121)과 주상 영역(123)의 계면의 굴절률을 점증적으로 변화시킬 수 있다.

주상 영역(123)의 배향 방향에 수직인 단면 형상은 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같은, 단경(SA)와 장경(LA)을 갖는다. 단경(SA)와 장경(LA)은 이방성 광확산층(120)을 광학 현미경으로 관찰함으로써 확인할 수 있다(평면도를 참조). 주상 영역(123)의 단면 형상은 후술하는 어스펙트비의 범위(2 이상 20 이하)를 만족하는 것이면 되고, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 7에서는 주상 영역(123)의 단면 형상을 타원형상으로 나타내고 있지만, 주상 영역(123)의 단면 형상은 타원형상으로 한정되는 것이 아니며, 다각형상, 물결상, 부정형상, 이들이 섞여있는 것 등, 특별히 한정되는 것은 아니다.

또, 주상 영역(123)의 배향 방향의 단면 형상은 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같은, 주상 영역(123)과 매트릭스 영역(121)이 교대로 되도록 형성되어 있다. 도 7의 (c)에서는 주상 영역(123)이 두께(T)의 방향으로 직선상으로 연재하고 있는 형태를 나타내고 있지만, 직선상, 물결상 혹은 굴곡하고 있어도 되고, 이들이 섞여 있는 것이어도 된다.

단경(SA)와 장경(LA)의 어스펙트비(=LA/SA)는 2 이상 20 이하인 것이 필요하다. 이것에 의해, 이방성 광학 필름(100)에서, 비확산 영역에서의 높은 직선 투과율과 MD 방향 및 TD 방향에서의 넓은 확산 영역의 양립을 실현할 수 있다. 또, 주상 영역(123)의 단면에서의 단경(SA)와 장경(LA)의 어스펙트비가 작아짐에 따라 직선 투과율이 최대가 되는 입사광 각도에서의 최대 직선 투과율이 낮아질 우려가 있기 때문에, 본 형태에서는 주상 영역(123)의 어스펙트비를 2 이상으로 하고 있다. 한편, 단경(SA)와 장경(LA)의 어스펙트비의 상한값은 10 이하인 것이 바람직하고, 5 이하인 것이 보다 바람직하다. 어스펙트비가 커짐에 따라 광의 확산 범위가 좁아질 우려가 있다. 또, 어스펙트비가 커질수록, 광의 간섭(무지개)이 생기기 쉬워지는 문제가 있다. 이들 어스펙트비의 하한값 및 상한값은 적절히 조합시킬 수 있다. 예를 들면, 주상 영역(123)의 어스펙트비를 2~20으로 함으로써, 이방성 광학 필름(100)의 확산 범위를 확대할 수 있는 것과 함께, 입사광 각도를 바꾼 경우의 휘도의 변화가 매우 급격해져, 눈부심이 발생하기 쉬워지는 문제가 발생하기 어려워진다.

또, 주상 영역(123)의 단면에서의 단경(SA)의 길이(복수인 주상 영역(123)의 단경(SA) 중 최대 지름)의 하한값은 0.5㎛인 것이 바람직하고, 1.0㎛인 것이 보다 바람직하며, 1.5㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 단경(SA)이 짧아짐에 따라, 광의 확산성·집광성이 불충분해질 우려가 있다. 한편, 주상 영역(123)의 단면에서의 단경(SA)의 길이(복수인 주상 영역(123)의 단경(SA) 중 최대 지름)의 상한값은 5.0㎛인 것이 바람직하고, 3.0㎛인 것이 보다 바람직하며, 2.5㎛인 것이 더욱 바람직하다. 단경(SA)이 길어짐에 따라, 확산 범위가 좁아질 우려가 있다. 이들 주상 영역(123)의 단경(SA)의 하한값 및 상한값은 적절히 조합시킬 수 있다. 예를 들면, 주상 영역(123)의 단경(SA)을 0.5㎛~5.0㎛로 함으로써, 확산 범위를 확대할 수 있는 것과 함께, 광의 확산성·집광성이 충분한 것이 된다.

추가로, 주상 영역(123)의 단면에서의 장경(LA)의 길이(복수인 주상 영역(123)의 장경(LA) 중 최대 지름)의 하한값은 1.0㎛인 것이 바람직하다. 장경(LA)이 작아짐에 따라 MD 방향의 확산 범위가 좁아질 우려가 있다. 한편, 주상 영역(123)의 단면에서의 장경(LA)의 길이(복수인 주상 영역(123)의 장경(LA) 중 최대 지름)의 상한값은 40㎛인 것이 바람직하고, 20㎛인 것이 보다 바람직하며, 10㎛인 것이 더욱 바람직하다. 장경(LA)이 커짐에 따라 TD 방향의 확산 범위가 좁아질 우려나 입사광 각도를 바꾼 경우의 확산성의 변화가 매우 급준해져 눈부심이 생기기 쉬워질 우려가 있다. 또, 장경(LA)이 커지면 광의 간섭(무지개)이 발생하기 쉬워질 우려도 있다. 이들 주상 영역(123)의 장경(LA)의 하한값 및 상한값은 적절히 조합시킬 수 있다. 예를 들면, 주상 영역(123)의 장경(LA)을 1.0㎛~40㎛로 함으로써, 확산 범위를 확대할 수 있는 것과 함께, 입사광 각도를 바꾼 경우의 휘도의 변화가 매우 급격해져, 눈부심이 발생하기 쉬워지는 문제가 발생하기 어려워진다.

또한 본 형태에서의 주상 영역(123)의 단경(SA)의 최대값, 장경(LA)의 최대값은 이방성 광확산층(120)의 단면을 현미경으로 관찰하고, 임의로 선택한 10개의 단경(SA), 장경(LA)을 관찰하여, 이들 최대값을 구하면 된다. 또, 주상 영역(123)의 어스펙트비로서는 상기에서 구한 장경(LA)의 최대값을 단경(SA)의 최대값으로 나눈 값을 이용한다.

(층의 두께)

이방성 광확산층(120)의 두께(T)는 15㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 바람직하다. 두께(T)를 상기 범위로 함으로써, 코스트의 문제가 적어지는 것과 함께, 화상의 콘트라스트가 충분한 것이 된다. 추가로, 이방성 광확산층(120)의 두께(T)의 하한값은 20㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 두께(T)가 작아짐에 따라 광의 확산성·집광성이 불충분해질 우려가 있다. 한편, 이방성 광확산층(120)의 두께(T)의 상한값은 70㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 두께(T)가 커짐에 따라 재료비가 많이 드는 것이나 제조에 시간을 필요로 하는 것 등의 코스트가 높아지는 문제와, 두께(T) 방향으로의 확산이 많아짐으로써 화상에 초점 흐림이 발생하기 쉬워져 콘트라스트가 저하되기 쉬워질 우려가 있다. 이들 이방성 광확산층(120)의 두께(T)의 하한값 및 상한값은 적절히 조합시킬 수 있다.

또한 그 밖의 점에 대해서는 상술한 이방성 광확산층(110)의 경우와 동일한 것으로, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.

＜직선 투과율＞

이방성 광확산층(110)은 상술한 바와 같이, 필라 구조를 가지는(어스펙트비가 2 미만인 주상 영역을 가지는) 층인 이방성 광확산층(a)에 상당하는 층이다. 여기서, 직선 투과율이 최대가 되는 입사광 각도로 이방성 광확산층(110)에 입사한 광의 직선 투과율을 「최대 직선 투과율」로 정의하면, 이방성 광확산층(110)은 최대 직선 투과율이 20% 이상 60% 미만인 것이 바람직하다. 이방성 광확산층(110)의 최대 직선 투과율의 상한값은 30% 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 이방성 광확산층(110)의 최대 직선 투과율의 하한값은 50% 이상인 것이 보다 바람직하다.

또, 직선 투과율이 최소가 되는 입사광 각도로 이방성 광확산층(110)에 입사한 광의 직선 투과율을 「최소 직선 투과율」로 정의하면, 이방성 광확산층(110)은 최소 직선 투과율이 20% 이하인 것이 바람직하다. 이방성 광확산층(110)의 최소 직선 투과율의 상한값은 10% 이하인 것이 보다 바람직하다. 최소 직선 투과율은 낮아질수록 직선 투과광량이 감소하는(헤이즈값이 증대하는) 것을 나타낸다. 따라서, 최소 직선 투과율이 낮아질수록 확산 광량이 증가하는 것을 나타낸다. 이방성 광확산층(110)의 최소 직선 투과율은 낮은 것이 바람직하다. 하한값은 한정되지 않지만, 예를 들면 0%이다.

이방성 광확산층(120)은 상술한 바와 같이, 중간형 구조를 가지는(어스펙트비가 2 이상 20 이하의 범위 내의 주상 영역을 가지는) 층인 이방성 광확산층(b)에 상당하는 층이다. 여기서, 직선 투과율이 최대가 되는 입사광 각도로 이방성 광확산층(120)에 입사한 광의 직선 투과율을 「최대 직선 투과율」로 정의하면, 이방성 광확산층(120)은 최대 직선 투과율이 30% 이상 95% 미만인 것이 바람직하다. 이방성 광확산층(120)의 최대 직선 투과율의 상한값은 80% 이하인 것이 보다 바람직하며, 70% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 이방성 광확산층(120)의 최대 직선 투과율의 하한값은 40% 이상인 것이 보다 바람직하며, 50% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

또, 직선 투과율이 최소가 되는 입사광 각도로 이방성 광확산층(120)에 입사한 광의 직선 투과율을 「최소 직선 투과율」로 정의하면, 이방성 광확산층(120)은 최소 직선 투과율이 25% 이하인 것이 바람직하다. 이방성 광확산층(120)의 최소 직선 투과율의 상한값은 20% 이하인 것이 보다 바람직하며, 15% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이방성 광확산층(120)의 최소 직선 투과율은 이방성 광확산층(110)과 동일하게 낮은 것이 바람직하다. 하한값은 한정되지 않지만, 예를 들면 0%이다.

이방성 광확산층(110)(직선 투과율이 상대적으로 높은 이방성 광확산층(a)에 상당)과 이방성 광확산층(120)(확산 강도가 상대적으로 강한 이방성 광확산층(b)에 상당)의 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율을 상기 범위로 함으로써, 이방성 광학 필름(100)에서, 비확산 영역에서의 직선 투과율을 추가로 높여 확산 영역(확산 폭)을 추가로 확대하는 것이 가능해진다. 또, 입사광 각도를 바꾼 경우의 휘도의 급격한 변화나 눈부심을 보다 발생하기 어렵게 할 수도 있다. 아울러, 적당한 이방성으로 할 수 있기 때문에, 이방성 광학 필름(100)의 적용 범위를 넓게 할 수 있다. 예를 들면, 표시 장치에 이방성 광학 필름(100)을 사용하는 경우, 이방성이 너무 강하면, MD 방향으로의 광의 확산·집광성이 매우 뛰어나지만, TD 방향으로의 광의 확산·집광성이 불충분해지기 쉬운 문제가 있다. 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)은 상기의 최대 직선 투과율을 가짐으로써, MD 방향으로의 뛰어난 광의 확산·집광성을 유지한 다음, TD 방향으로의 광의 확산·집광성을 충분히 구비하는 것이다.

여기서, 직선 투과광량 및 직선 투과율은 도 2에 나타내는 방법에 따라 측정할 수 있다. 즉, 도 2에 나타내는 회전축(L)과, 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에 나타내는 C-C축을 일치시키도록 하고, 입사광 각도마다 직선 투과광량 및 직선 투과율을 측정한다(법선 방향을 0°로 한다). 얻어진 데이터보다 광학 프로파일이 얻어지고, 이 광학 프로파일로부터 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율을 구할 수 있다.

또, 이방성 광확산층(110, 120)에서의 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율은 제조시의 설계 파라미터에 의해서 조정할 수 있다. 파라미터의 예로서는 도막의 조성, 도막의 막 두께, 구조 형성시에 부여하는 도막에 대한 온도 등을 들 수 있다. 도막의 조성은 구성 성분을 적절히 선택해 조합함으로써, 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율은 변화한다. 설계 파라미터에서는 막 두께가 두꺼울수록 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율은 낮아지기 쉽고, 얇을수록 높아지기 쉽다. 온도가 높을수록 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율은 낮아지기 쉽고, 낮을수록 높아지기 쉽다. 이들 파라미터의 조합에 의해, 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율 각각을 적절히 조절하는 것이 가능하다.

상기 방법에 의해, 각 이방성 광확산층(본 형태에서는 이방성 광확산층(110, 120))의 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율을 구하고, 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율의 중간값의 직선 투과율을 구한다. 이 중간값의 직선 투과율이 되는 직선을 광학 프로파일 상에 작성하고, 이 직선과 광학 프로파일이 교차하는 2개의 교점을 구하고, 그 교점에 대응하는 입사광 각도를 판독한다. 광학 프로파일에서는 법선 방향을 0°로 하고, 입사광 각도를 마이너스 방향 및 플러스 방향으로 나타내 보이고 있다. 따라서, 입사광 각도 및 교점에 대응하는 입사광 각도는 마이너스값을 가지는 경우가 있다. 2개의 교점의 값이 플러스의 입사광 각도값과 마이너스의 입사광 각도값을 가지는 것이면, 마이너스의 입사광 각도값의 절대값과 플러스의 입사광 각도값의 합이 입사광의 확산 영역의 각도 범위(확산 폭)가 된다. 2개의 교점의 값이 모두 플러스인 경우, 보다 큰 값으로부터 작은 값을 뺀 차이가 입사광의 확산 폭이 된다. 2개의 교점의 값이 모두 마이너스인 경우, 각각의 절대값을 취하고, 보다 큰 값으로부터 작은 값을 뺀 차이가 입사광의 확산 폭이 된다.

이방성 광학 필름(100)에서는 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율의 중간값의 직선 투과율에 대한 2개의 입사광 각도의 각도 범위인 확산 영역의 폭(확산 폭)이, MD 방향과 TD 방향의 쌍방에서, 20° 이상인 것이 바람직하다. 이 입사광의 확산 범위의 각도 범위가 20°보다 작으면 휘도의 급격 변화나 눈부심이 발생하기 쉬워진다. 휘도의 급격한 변화나 눈부심의 억제 효과를 높이기 위해서는 MD 방향 및 TD 방향에서의 확산 폭은 30° 이상인 것이 보다 바람직하며, 40° 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, MD 방향 또는 TD 방향의 확산 폭의 상한값은 특별히 제한되지 않지만, 60°를 초과하면 집광성이 손상될 가능성이 있다.

＜산란 중심축＞

다음에, 도 8을 참조하면서, 이방성 광확산층(110, 120)에서의 산란 중심축(P)에 대해 설명한다. 도 8은 이방성 광확산층(110, 120)에서의 산란 중심축(P)을 설명하기 위한 3차원 극좌표 표시이다.

이방성 광확산층(110, 120) 각각은 적어도 1개의 산란 중심축을 가지지만, 이 산란 중심축은 상술한 바와 같이, 이방성 광확산층(110, 120)에 대한 입사광 각도를 변화시켰을 때에 광확산성이 그 입사광 각도를 경계로 대략 대칭성을 가지는 광의 입사광 각도와 일치하는 방향을 의미한다. 또한 이때의 입사광 각도는 이방성 광확산층(110, 120)의 광학 프로파일을 측정하고, 이 광학 프로파일에서의 극소값에 끼워진 대략 중앙부(확산 영역의 중앙부)가 된다.

또, 상기 산란 중심축은 도 8에 나타내는 바와 같은 3차원 극좌표 표시에 의하면, 이방성 광확산층(110, 120)의 표면을 xy 평면으로 하고, 법선을 z축으로 하면, 극각(θ)과 방위각(φ)에 의해서 표현할 수 있다. 즉, 도 8 중의 P_xy가 상기 이방성 광확산층(110, 120)의 표면에 투영한 산란 중심축의 길이 방향이라고 할 수 있다.

여기서, 이방성 광확산층(110, 120)의 법선(도 8에 나타내는 z축)과 산란 중심축(P)이 이루는 극각(θ)(-90°＜θ＜90°)을 본 형태에서의 산란 중심축 각도로 정의하면, 이방성 광확산층(110)(필라 구조를 가지는 이방성 광확산층(a)에 상당)의 산란 중심축 각도와, 이방성 광확산층(120)(중간형 구조를 가지는 이방성 광확산층(b)에 상당)의 산란 중심축 각도의 차이의 절대값이 0° 이상 30° 이하인 것이 바람직하다. 산란 중심축 각도의 차이의 절대값을 상기 범위로 함으로써, 이방성 광학 필름(100)의 비확산 영역에서의 직선 투과율을 저하시키는 경우 없이, 확산 영역의 폭을 더욱 확대하는 것이 가능해진다. 이 효과를 보다 효과적으로 실현하기 위해서는 이방성 광확산층(110)의 산란 중심축 각도와 이방성 광확산층(120)의 산란 중심축 각도의 차이의 절대값이 0° 이상 20° 이하인 것이 보다 바람직하며, 10° 이상 20° 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한 이방성 광확산층(110, 120)의 산란 중심축 각도는 이들을 제조할 때에, 시트상의 광중합성 화합물을 포함하는 조성물에 조사하는 광선의 방향을 바꿈으로써, 원하는 각도로 조정할 수 있다. 또한 산란 중심축 각도의 정부는 이방성 광확산층(110, 120)의 면 방향에서의 소정의 대칭축(예를 들면, 이방성 광확산층(110, 120)의 중심을 통과하는 MD 방향의 축)과, 이방성 광확산층(110, 120)의 법선 모두를 통과하는 평면에 대해서, 산란 중심축이 한쪽으로 경사져 있는 경우를 ＋, 다른 쪽으로 경사져 있는 경우를 - 로 정의하는 것으로 한다.

또, 상기 산란 중심축 각도(극각)의 차이의 절대값이 상기 범위를 충족하는 것에 더하여, 이방성 광확산층(110)의 산란 중심축의 방위각과 이방성 광확산층(120)의 산란 중심축의 방위각의 차이의 절대값이 0° 이상 20° 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 이방성 광학 필름(100)의 비확산 영역에서의 직선 투과율을 저하시키는 경우 없이, 확산 영역의 폭을 더욱 확대하는 것이 가능해진다.

여기서, 이방성 광확산층(110, 120)의 각각은 단일층 중에, 기울기가 상이한 주상 영역군(동일한 기울기를 가지는 주상 영역의 집합)을 복수 가지고 있어도 된다. 이와 같이, 단일층 중에 기울기가 상이한 주상 영역군이 복수인 경우에는 각 주상 영역의 군의 기울기에 대응해 산란 중심축도 복수가 된다. 산란 중심축이 복수인 경우에는 이들 복수의 산란 중심축 중 적어도 1개의 산란 중심축이, 상술한 산란 중심축 각도의 조건을 충족하고 있으면 된다. 예를 들면, 이방성 광확산층(110)이 2개의 산란 중심축(P1, P2)을 가지고, 이방성 광확산층(120)이 2개의 산란 중심축(P3, P4)을 가지고 있는 경우, P1과 P2의 적어도 어느 한쪽의 산란 중심축 각도와, P3와 P4의 적어도 어느 한쪽의 산란 중심축 각도의 차이의 절대값이 0° 이상 30° 이하인 것이 바람직하다. 이 산란 중심축 각도의 차이의 절대값의 하한은 5°인 것이 보다 바람직하다. 한편, 산란 중심축 각도의 차이의 절대값의 상한은 20°인 것이 보다 바람직하며, 15°인 것이 더욱 바람직하다.

또, 각 이방성 광확산층(110, 120)의 산란 중심축(P)의 극각(θ)(즉, 산란 중심축 각도)이 ±10~60°인 것이 바람직하고, ±30~45°인 것이 보다 바람직하다. 산란 중심축 각도가 -10°보다 크고 ＋10° 미만에서는 액정표시 장치를 포함하는 표시 패널의 콘트라스트나 휘도를 충분히 향상시킬 수 없다. 한편, 산란 중심축 각도가 ＋60°보다 큰, 혹은 -60° 미만인 경우, 제조 과정에서 시트상으로 마련된 광중합성 화합물을 포함하는 조성물에 대해서 심한 기울기로 광을 조사할 필요가 있고, 조사광의 흡수 효율이 나쁘고 제조상 불리하기 때문에 바람직하지 않다.

＜굴절률＞

이방성 광확산층(110, 120)은 광중합성 화합물을 포함하는 조성물을 경화한 것이지만, 이 조성물로서는 다음과 같은 조합이 사용 가능하다.

(1) 후술하는 단독의 광중합성 화합물을 사용하는 것

(2) 후술하는 복수의 광중합성 화합물을 혼합 사용하는 것

(3) 단독 또는 복수의 광중합성 화합물과 광중합성을 가지지 않는 고분자 화합물을 혼합해 사용하는 것

상기 어느 조합에서도, 광조사에 의해 이방성 광확산층(110, 120) 중에, 굴절률이 상이한 미크론 오더의 미세한 구조가 형성된다고 추측되고 있고, 이것에 의해 본 형태로 나타내는 특이한 이방성 광확산 특성이 발현될 것이라고 생각된다. 따라서, 상기 (1)에서는 광중합의 전후에서의 굴절률 변화가 큰 것이 바람직하고, 또 (2), (3)에서는 굴절률이 상이한 복수의 재료를 조합시키는 것이 바람직하다. 또한 여기서의 굴절률 변화나 굴절률의 차이란, 구체적으로는 0.01 이상, 바람직하게는 0.05 이상, 보다 바람직하게는 0.10 이상의 변화나 차이를 나타내는 것이다.

＜이방성 광확산층을 3층 이상 적층하는 경우의 각층의 두께＞

이방성 광학 필름이 이방성 광확산층을 3층 이상 가지는 경우에는 각각의 이방성 광확산층의 두께가 15㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 바람직하다.

＜이방성 광확산층을 3층 이상 적층하는 경우의 각층의 직선 투과율＞

이방성 광학 필름이 이방성 광확산층을 3층 이상 가지는 경우에는 각각의 이방성 광확산층의 최대 직선 투과율이 20% 이상 95% 미만이며, 또한 최소 직선 투과율이 25% 이하인 것이 바람직하다.

＜이방성 광학 필름의 다른 형태＞

본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)은 광중합성 화합물을 포함하는 조성물의 경화물로 이루어지는 이방성 광확산층을 복수(본 형태에서는 이방성 광확산층(110, 120)) 적층된 것이지만, 이 적층체를 투광성 기체(基體) 위에 적층하거나 이 적층체의 양측에 투광성 기체를 적층하거나 해도 된다. 여기서, 투광성 기체로서는 투명성이 높은 것일수록 양호하고, 전체 광선투과율(JIS K7361-1)이 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상, 가장 바람직하게는 90% 이상인 것을 적합하게 사용할 수 있고, 또 헤이즈값(JIS K7136)이 3.0 이하, 보다 바람직하게는 1.0 이하, 가장 바람직하게는 0.5 이하인 것을 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는 투광성 기체로서는 투명한 플라스틱 필름이나 유리판 등이 사용 가능하지만, 얇고, 가볍고, 갈라지기 어렵고, 생산성이 뛰어난 점에서 플라스틱 필름이 적합하다. 구체예로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르술폰(PES), 셀로판, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐알코올(PVA), 시클로올레핀 수지 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 또는 혼합하고, 나아가서는 적층한 것을 이용할 수 있다. 또, 투광성 기체의 두께는 용도나 생산성을 고려하면, 1㎛~5mm인 것이 바람직하고, 10~500㎛인 것이 보다 바람직하며, 50~150㎛인 것이 더욱 바람직하다.

또, 본 발명에 관한 이방성 광학 필름은 이방성 광확산층(110 또는 120)의 한쪽의 면에 다른 층을 마련한 이방성 광학 필름으로 해도 된다. 다른 층으로서는, 예를 들면 편광층, 광확산층, 저반사층, 방오층, 대전 방지층, 자외선·근적외선(NIR) 흡수층, 네온 컷층, 전자파 실드층 등을 들 수 있다. 다른 층을 차례로 적층해도 된다. 나아가서는 이방성 광확산층(110 및/또는 120) 양쪽의 면에, 다른 층을 적층해도 된다. 양쪽의 면에 적층되는 다른 층은 동일한 기능을 가지는 층이어도 되고, 다른 기능을 가지는 층이어도 된다.

≪본 형태에 관한 이방성 광학 필름의 제조 방법≫

이상, 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)의 구성에 대해 상세하게 설명했지만, 이어서 이러한 구성을 가지는 이방성 광학 필름(100)의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)은 이방성 광확산층(110, 120)을 직접 또는 점착층(130)을 통해서 적층함으로써 얻을 수 있지만, 각 이방성 광확산층(110, 120)은 특정한 광경화성 조성물층에 특수한 조건으로 UV 등의 광선을 조사함으로써 제조할 수 있다. 이하, 처음에 이방성 광확산층(110, 120)의 원료를 설명하고, 그 다음에 제조 프로세스를 설명한다.

＜이방성 광확산층의 원료＞

이방성 광확산층(110, 120)의 원료에 대해서는 (1) 광중합성 화합물, (2) 광개시제, (3) 배합량, 그 밖의 임의 성분의 순서대로 설명한다.

(광중합성 화합물)

본 형태에 관한 이방성 광확산층(110, 120)을 형성하는 재료인 광중합성 화합물은 라디칼 중합성 또는 양이온 중합성의 관능기를 가지는 매크로 모노머, 폴리머, 올리고머, 모노머로부터 선택되는 광중합성 화합물과 광개시제로 구성되고 자외선 및/또는 가시광선을 조사함으로써 중합·경화하는 재료이다. 여기서, 이방성 광확산층(110, 120), 그 밖의 이방성 광학 필름(100)에 포함되는 이방성 광확산층을 형성하는 재료가 1종류여도, 밀도의 높낮이 차이가 생김으로써 굴절률 차이가 발생한다. UV의 조사 강도가 강한 부분은 경화 속도가 빨라지기 때문에, 그 경화 영역 주위에 중합·경화 재료가 이동해, 결과적으로 굴절률이 높아지는 영역과 굴절률이 낮아지는 영역이 형성되기 때문이다. 또한 (메타)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트의 어느 쪽이어도 되는 것을 의미한다.

라디칼 중합성 화합물은 주로 분자 중에 1개 이상의 불포화 이중 결합을 함유하는 것으로, 구체적으로는 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트, 폴리부타디엔아크릴레이트, 실리콘아크릴레이트 등의 명칭으로 불리는 아크릴 올리고머와, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소아밀아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 이소노르보닐아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시프탈산, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 비스페놀 A의 EO부가물 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, EO변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라 아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 등의 아크릴레이트 모노머를 들 수 있다. 또, 이들 화합물은 각 단체로 이용해도 되고, 복수 혼합해 이용해도 된다. 또한 동일하게 메타크릴레이트도 사용 가능하지만, 일반적으로는 메타크릴레이트보다도 아크릴레이트가 광중합 속도가 빠르기 때문에 바람직하다.

양이온 중합성 화합물로서는 분자 중에 에폭시기나 비닐에테르기, 옥세탄기를 1개 이상 가지는 화합물을 사용할 수 있다. 에폭시기를 가지는 화합물로서는 2-에틸헥실디글리콜글리시딜에테르, 비페닐의 글리시딜에테르, 비스페놀 A, 수첨(水添) 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 AD, 비스페놀 S, 테트라메틸 비스페놀 A, 테트라메틸 비스페놀 F, 테트라클로로 비스페놀 A, 테트라브로모 비스페놀 A 등의 비스페놀류의 디글리시딜에테르류, 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락, 브롬화 페놀 노볼락, 오르토 크레졸 노볼락 등의 노볼락 수지의 폴리글리시딜에테르류, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 1,4-시클로헥산디메탄올, 비스페놀 A의 EO부가물, 비스페놀 A의 PO부가물 등의 알킬렌글리콜류의 디글리시딜에테르류, 헥사히드로프탈산의 글리시딜에스테르나 다이머산의 디글리시딜에스테르 등의 글리시딜에스테르류를 들 수 있다.

에폭시기를 가지는 화합물로서는 추가로, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 2-(3,4-에폭시시클로헥실-5,5-스피로-3,4-에폭시)시클로헥산메타디옥산, 디(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 디(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실-3',4'-에폭시-6'-메틸시클로헥산카르복실레이트, 메틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산), 디시클로펜타디엔디에폭시드, 에틸렌글리콜의 디(3,4-에폭시시클로헥실메틸)에테르, 에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트), 락톤 변성 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 테트라(3,4-에폭시시클로헥실메틸)부탄테트라카르복실레이트, 디(3,4-에폭시시클로헥실메틸)-4,5-에폭시테트라히드로프탈레이트 등의 지환식 에폭시 화합물도 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

비닐에테르기를 가지는 화합물로서는, 예를 들면 디에틸렌글리콜 디비닐에테르, 트리에틸렌글리콜 디비닐에테르, 부탄디올 디비닐에테르, 헥산디올디비닐에테르, 시클로헥산디메탄올디비닐에테르, 히드록시부틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 도데실비닐에테르, 트리메틸올프로판트리비닐에테르, 프로페닐에테르프로필렌카보네이트 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 또한 비닐에테르 화합물은 일반적으로는 양이온 중합성이지만, 아크릴레이트와 조합시킴으로써 라디칼 중합도 가능하다.

또, 옥세탄기를 가지는 화합물로서는 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]벤젠, 3-에틸-3-(히드록시메틸)-옥세탄 등을 사용할 수 있다.

또한 이상의 양이온 중합성 화합물은 각 단체로 이용해도 되고, 복수 혼합해 이용해도 된다. 상기 광중합성 화합물은 상술로 한정되는 것은 아니다. 또, 충분한 굴절률 차이를 일으키게 할 수 있도록, 상기 광중합성 화합물에는 저굴절률화를 도모하기 위해서, 불소 원자(F)를 도입해도 되고, 고굴절률화를 도모하기 위해서, 황 원자(S), 브롬 원자(Br), 각종 금속 원자를 도입해도 된다. 추가로, 일본 특표 2005-514487호 공보에 개시된 바와 같이, 산화 티탄(TiO₂), 산화 지르코늄(ZrO₂), 산화 주석(SnO_x) 등의 고굴절률의 금속 산화물로 이루어지는 초미립자의 표면에, 아크릴기나 메타크릴기, 에폭시기 등의 광중합성 관능기를 도입한 기능성 초미립자를 상술한 광중합성 화합물에 첨가하는 것도 유효하다.

[실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물]

본 형태에서는 광중합성 화합물로서 실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물은 그 구조(주로 에테르 결합)에 수반해 배향해 중합·경화되어, 저굴절률 영역, 고굴절률 영역, 또는 저굴절률 영역 및 고굴절률 영역을 형성한다. 실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물을 사용함으로써, 주상 영역(113, 123)을 경사지게 하기 쉬워지고, 정면 방향으로의 집광성이 향상된다. 또한 저굴절률 영역은 주상 영역(113, 123) 또는 매트릭스 영역(111,121)의 어느 한쪽에 상당하는 것으로, 다른 쪽이 고굴절률 영역에 상당한다.

저굴절률 영역에서, 실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물의 경화물인 실리콘 수지가 상대적으로 많아지는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 산란 중심축을 추가로 경사지게 하기 쉽게 할 수 있기 때문에, 정면 방향으로의 집광성이 향상된다. 실리콘 수지는 실리콘 골격을 갖지 않는 화합물에 비해, 실리카(Si)를 많이 함유하기 때문에, 이 실리카를 지표로서 EDS(에너지 분산형 X선 분광기)를 사용함으로써 실리콘 수지의 상대적인 양을 확인할 수 있다.

실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물은 라디칼 중합성 또는 양이온 중합성의 관능기를 가지는 모노머, 올리고머, 프리폴리머 또는 매크로 모노머이다. 라디칼 중합성의 관능기로서는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 알릴기 등을 들 수 있고, 양이온 중합성의 관능기로서는 에폭시기, 옥세탄기 등을 들 수 있다. 이들 관능기의 종류와 수에 특별히 제한은 없지만, 관능기가 많을수록 가교 밀도가 높아지고, 굴절률의 차이가 생기기 쉽기 때문에 바람직한 점에서, 다관능의 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 가지는 것이 바람직하다. 또, 실리콘 골격을 가지는 화합물은 그 구조로부터 다른 화합물과의 상용성에서 불충분한 점이 있지만, 그와 같은 경우에는 우레탄화하여 상용성을 높일 수 있다. 본 형태에서는 말단에 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 가지는 실리콘·우레탄·(메타)아크릴레이트가 적합하게 이용된다.

실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은 500~50,000의 범위에 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 2,000~20,000의 범위이다. 중량 평균 분자량이 상기 범위에 있음으로써, 충분한 광경화 반응이 일어나, 이방성 광학 필름(100)의 각 이방성 광확산층 내에 존재하는 실리콘 수지가 배향하기 쉬워진다. 실리콘 수지의 배향에 수반해, 산란 중심축을 경사지게 하기 쉬워진다.

실리콘 골격으로서는, 예를 들면 하기의 일반식(1)으로 나타내는 것이 해당한다. 일반식(1)에서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆은 각각 독립적으로 메틸기, 알킬기, 플루오로알킬기, 페닐기, 에폭시기, 아미노기, 카르복실기, 폴리에테르기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기 등의 관능기를 갖는다. 또, 일반식(1) 중, n은 1~500의 정수인 것이 바람직하다.

[화 1]

[실리콘 골격을 갖지 않는 화합물]

실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물에 실리콘 골격을 갖지 않는 화합물을 배합하여 이방성 광확산층을 형성하면, 저굴절률 영역과 고굴절률 영역이 분리해 형성되기 쉬워져, 이방성의 정도가 강해져 바람직하다. 실리콘 골격을 갖지 않는 화합물은 광중합성 화합물 외에 열가소성 수지, 열경화성 수지를 이용할 수 있고, 이들을 병용할 수도 있다. 광중합성 화합물로서는 라디칼 중합성 또는 양이온 중합성의 관능기를 가지는 폴리머, 올리고머, 모노머를 사용할 수 있다(다만, 실리콘 골격을 가지지 않은 것이다). 열가소성 수지로서는 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리아세트산비닐, 아크릴 수지와 그 공중합체나 변성물을 들 수 있다. 열가소성 수지를 이용하는 경우에서는 열가소성 수지가 용해하는 용제를 사용해 용해하고, 도포, 건조 후에 자외선으로 실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물을 경화시켜 이방성 광확산층을 성형한다. 열경화성 수지로서는 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 불포화 폴리에스테르와 그 공중합체나 변성물을 들 수 있다. 열경화성 수지를 이용하는 경우에서는 자외선으로 실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물을 경화시킨 후에 적절히 가열함으로써, 열경화성 수지를 경화시켜 이방성 광확산층을 성형한다. 실리콘 골격을 갖지 않는 화합물로서 가장 바람직한 것은 광중합성 화합물이며, 저굴절률 영역과 고굴절률 영역이 분리하기 쉬운 점과, 열가소성 수지를 이용하는 경우의 용제가 불필요하고 건조 과정이 불필요한 점, 열경화성 수지와 같은 열경화 과정이 불필요한 점 등, 생산성이 뛰어나다.

(광개시제)

라디칼 중합성 화합물을 중합시킬 수 있는 광개시제로서는 벤조페논, 벤질, 미힐러케톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 2,2-디에톡시아세토페논, 벤질디메틸케탈, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판온-1,1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 비스(시클로펜타디에닐)-비스(2,6-디플루오로-3-(필-1-일)티타늄, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄온-1,2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 또, 이들 화합물은 각 단체로 이용해도 되고, 복수 혼합해 이용해도 된다.

또, 양이온 중합성 화합물의 광개시제는 광조사에 의해서 산을 발생하고, 이 발생한 산에 의해 상술한 양이온 중합성 화합물을 중합시킬 수 있는 화합물이며, 일반적으로는 오늄염, 메탈로센 착체가 적합하게 이용된다. 오늄염으로서는 디아조늄염, 술포늄염, 요도늄염, 포스포늄염, 셀레늄염 등이 사용되고 이들 반대 이온으로는 BF₄-, PF₆-, AsF₆-, SbF₆- 등의 음이온이 이용된다. 구체예로서는 4-클로로벤젠디아조늄헥사플루오로포스페이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, (4-페닐티오페닐)디페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, (4-페닐티오페닐)디페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드-비스-헥사플루오로안티모네이트, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드-비스-헥사플루오로포스페이트, (4-메톡시페닐)디페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, (4-메톡시페닐)페닐요도늄헥사플루오로안티모네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요도늄헥사플루오로포스페이트, 벤질트리페닐포스포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐셀레늄헥사플루오로포스페이트, (η5-이소프로필벤젠)(η5-시클로펜타디에닐)철(Ⅱ)헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 또, 이들 화합물은 각 단체로 이용해도 되고, 복수 혼합해 이용해도 된다.

(배합량, 그 밖의 임의 성분)

본 형태에서, 상기 광개시제는 광중합성 화합물 100중량부에 대해서, 0.01~10중량부, 바람직하게는 0.1~7중량부, 보다 바람직하게는 0.1~5중량부 정도 배합된다. 이것은 0.01중량부 미만에서는 광경화성이 저하되고, 10중량부를 초과하여 배합한 경우에는 표면만이 경화해 내부의 경화성이 저하되어 버리는 폐해, 착색, 주상 구조의 형성의 저해를 초래하기 때문이다. 이들 광개시제는 통상 분체(粉體)를 광중합성 화합물 중에 직접 용해해 사용되지만, 용해성이 나쁜 경우에는 광개시제를 미리 극소량의 용제에 고농도로 용해시킨 것을 사용할 수도 있다. 이와 같은 용제로서는 광중합성인 것이 더욱 바람직하고, 구체적으로는 탄산프로필렌, γ-부티로락톤 등을 들 수 있다. 또, 광중합성을 향상시키기 위해서 공지된 각종 염료나 증감제를 첨가하는 것도 가능하다. 추가로, 광중합성 화합물을 가열에 의해 경화시킬 수 있는 열경화 개시제를 광개시제와 함께 병용할 수도 있다. 이 경우, 광경화 후에 가열함으로써 광중합성 화합물의 중합 경화를 더욱 촉진해 완전한 것으로 하는 것을 기대할 수 있다.

본 형태에서는 상기의 광중합성 화합물을 단독으로, 또는 복수를 혼합한 조성물을 경화시켜, 이방성 광확산층(110, 120)을 형성할 수 있다. 또, 광중합성 화합물과 광경화성을 가지지 않는 고분자 수지의 혼합물을 경화시키는 것에 의해서도 본 형태의 이방성 광확산층(110, 120)을 형성할 수 있다. 여기서 사용할 수 있는 고분자 수지로서는 아크릴 수지, 스티렌 수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세트산비닐계 수지, 염화 비닐-아세트산비닐 공중합체, 폴리비닐부티랄 수지 등을 들 수 있다. 이들 고분자 수지와 광중합성 화합물은 광경화 전에는 충분한 상용성을 가지고 있는 것이 필요하지만, 이 상용성을 확보하기 위해서 각종 유기용제나 가소제 등을 사용하는 것도 가능하다. 또한 광중합성 화합물로서 아크릴레이트를 사용하는 경우에는 고분자 수지로서는 아크릴 수지로부터 선택하는 것이 상용성의 점에서 바람직하다.

실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물과, 실리콘 골격을 갖지 않는 화합물의 비율은 중량비로 15:85~85:15의 범위에 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 30:70~70:30의 범위이다. 상기 범위로 함으로써, 저굴절률 영역과 고굴절률 영역의 상분리가 진행되기 쉬워지는 것과 함께, 주상 영역이 경사지기 쉬워진다. 실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물의 비율이 하한값 미만 또는 상한값 초과이면, 상분리가 진행되기 어려워져 버려, 주상 영역이 경사지기 어려워진다. 실리콘 골격을 가지는 광중합성 화합물로서 실리콘·우레탄·(메타)아크릴레이트를 사용하면, 실리콘 골격을 갖지 않는 화합물과의 상용성이 향상된다. 이것에 의해서, 재료의 혼합 비율을 폭넓게 해도 주상 영역을 경사지게 할 수 있다.

[용매]

광중합성 화합물을 포함하는 조성물을 조제할 때의 용제로서는, 예를 들면 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 톨루엔, 크실렌 등을 사용할 수 있다.

＜제조 프로세스＞

다음에, 본 형태의 이방성 광확산층(110, 120)의 제조 방법(프로세스)에 대해 설명한다. 우선, 상술한 광중합성 화합물을 포함하는 조성물(이하, 「광경화성 조성물」이라고 칭하는 경우가 있음)을 투명 PET 필름과 같은 적당한 기체 위에 도포 또는 시트상으로 마련해 성막하여 광경화성 조성물층을 마련한다. 이 광경화성 조성물층을, 필요에 따라 건조해 용제를 휘발시킨 다음, 광경화성 조성물층 위에 광을 조사함으로써, 이방성 광확산층(110, 120)을 제작할 수 있다.

(이방성 광확산층(110)의 제작)

본 형태에 관한 이방성 광확산층(110)의 형성 공정은 주로 이하의 공정을 가지는 것이다.

(1) 광경화성 조성물층을 기체 위에 마련하는 공정 1-1

(2) 광원으로부터 평행광선을 얻는 공정 1-2

(3) 광을 광경화성 조성물층에 입사시켜, 광경화성 조성물층을 경화시키는 공정 1-3

[광중합성 화합물을 포함하는 조성물을 기체 위에 시트상으로 마련하는 수법]

상기 공정 1-1에서, 광중합성 화합물을 포함하는 조성물을 기체 위에 시트상으로 마련하는 수법으로서는 통상의 도공 방식이나 인쇄 방식이 적용된다. 구체적으로는 에어 닥터 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅, 나이프 코팅, 리버스 코팅, 트랜스퍼롤 코팅, 그라비어 롤 코팅, 키스 코팅, 캐스트 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 오리피스 코팅, 캘린더 코팅, 댐 코팅, 딥 코팅, 다이 코팅 등의 코팅이나, 그라비어 인쇄 등의 요판 인쇄, 스크린 인쇄 등의 공판 인쇄 등의 인쇄 등을 사용할 수 있다. 조성물이 저점도인 경우에는 기체의 주위에 일정한 높이의 둑(堰)을 마련하고, 이 둑으로 둘러싸인 가운데에 조성물을 캐스트할 수도 있다.

[마스크의 적층]

또, 상기 공정 1-1에서, 광경화성 조성물층의 산소 저해를 방지하고, 본 형태에 관한 이방성 광확산층(110)의 특징인 주상 영역(113)을 효율적으로 형성시키기 위해서, 광경화성 조성물층의 광조사 측에 밀착해 광의 조사 강도를 국소적으로 변화시키는 마스크를 적층하는 것도 가능하다. 마스크의 재질로서는 카본 등의 광흡수성의 필라를 매트릭스 중에 분산한 것으로, 입사광의 일부는 카본에 흡수되지만, 개구부는 광이 충분히 투과할 수 있는 구성인 것이 바람직하다. 이와 같은 매트릭스로서는 PET, TAC, PVAc, PVA, 아크릴, 폴리에틸렌 등의 투명 플라스틱이나, 유리, 석영 등의 무기물이나, 이들 매트릭스를 포함하는 시트에 자외선 투과량을 제어하기 위한 패터닝이나 자외선을 흡수하는 안료를 포함하는 것이어도 상관없다. 이와 같은 마스크를 이용하지 않는 경우에는 질소 분위기하에서 광조사를 실시함으로써, 광경화성 조성물층의 산소 저해를 방지하는 것도 가능하다. 또, 통상의 투명 필름을 광경화성 조성물층 위에 적층하는 것만으로도, 산소 저해를 막아 주상 영역(113)의 형성을 촉진하는데 있어서 유효하다. 이와 같은 마스크나 투명 필름을 개입시킨 광조사에서는 광중합성 화합물을 포함하는 조성물 중에, 그 조사 강도에 따른 광중합 반응을 일으키기 때문에, 굴절률 분포를 일으켜 쉽고, 본 형태에 관한 이방성 광확산층(110)의 제작에 유효하다.

[광원]

또, 상기 공정 1-2에서 얻어진 광을, 상기 공정 1-3에서, 광중합성 화합물을 포함하는 조성물(광경화성 조성물층)에 광조사를 실시하기 위한 광원으로서는 통상은 쇼트 아크의 자외선 발생 광원이 사용되고 구체적으로는 고압 수은등, 저압 수은등, 메타 할라이드 램프, 크세논 램프 등이 사용 가능하다. 또, 광경화성 조성물층 위에는 원하는 산란 중심축(Q)과 평행한 광선을 조사할 필요가 있지만, 이와 같은 평행광을 얻기 위해서는 점광원을 배치하고, 이 점광원과 광경화성 조성물층 사이에 평행광을 조사하기 위한 프레넬 렌즈 등의 광학 렌즈를 배치하며, 광경화성 조성물층에 평행광을 조사함으로써, 이방성 광확산층(110)을 제작할 수 있다. 한편, 선상 광원을 사용하는 경우에는 일본 특개 2005-292219호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 선상 광원과 시트상의 광중합성 화합물을 포함하는 조성물 사이에, 통상물(筒狀物)의 집합을 개재시켜, 이 통상물을 통해 광조사를 실시함으로써, 이방성 광확산층(110)을 제작할 수 있다. 선상 광원을 사용하면 연속 생산을 실시할 수 있기 때문에 바람직하다. 선상 광원으로서는 케미컬 램프(자외선을 내는 형광등)를 사용할 수 있다. 케미컬 램프는 직경 20~50mm, 발광 길이 100~1500mm 정도인 것이 시판되고 있고 작성하는 이방성 광확산층(110)의 크기에 맞추어 적절히 선택할 수 있다.

광중합성 화합물을 포함하는 조성물에 조사하는 광선은 상기 광중합성 화합물을 경화 가능한 파장을 포함하고 있는 것이 필요하고, 통상은 수은등의 365nm를 중심으로 하는 파장의 광이 이용된다. 이 파장대를 사용해 이방성 광확산층(110, 120)을 제작하는 경우, 조도로서는 0.01~100mW/cm²의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1~20mW/cm²의 범위이다. 조도가 0.01mW/cm² 미만이면 경화에 장시간을 필요로 하기 때문에, 생산 효율이 나빠지고, 100mW/cm²를 초과하면 광중합성 화합물의 경화가 너무 빨라서 구조 형성을 일으키지 않고, 목적의 이방성 확산 특성을 발현할 수 없게 되기 때문이다. 또한 광의 조사 시간은 특별히 한정되지 않지만, 10~180초간, 보다 바람직하게는 30~120초간이다. 그 후, 이형 필름을 박리함으로써, 본 형태의 이방성 광확산층(110)을 얻을 수 있다.

본 형태의 이방성 광확산층(110)은 상술과 같이 저조도의 광을 비교적 장시간 조사함으로써 광경화성 조성물층 중에 특정한 내부 구조가 형성됨으로써 얻어지는 것이다. 그 때문에, 이와 같은 광조사만으로는 미반응의 모노머 성분이 잔존하고, 끈적임을 일으키거나 하고 핸들링성이나 내구성에 문제가 있는 경우가 있다. 그와 같은 경우에는 1000mW/cm² 이상의 고조도의 광을 추가 조사해 잔존 모노머를 중합시킬 수 있다. 이때의 광조사는 마스크를 적층한 측의 역측에서 실시해도 된다.

(이방성 광확산층(120)의 제작)

다음에, 도 9를 참조하면서, 본 형태에 관한 이방성 광확산층(120)의 제작 방법(프로세스)에 대해서 주로 이방성 광확산층(110)의 프로세스와 상이한 점에 대해 설명한다. 도 9는 본 형태에 관한 이방성 광확산층(120)의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.

본 형태에 관한 이방성 광확산층(120)의 형성 공정은 주로 이하의 공정을 가지는 것이다.

(1) 광경화성 조성물층(102)을 기체(101) 위에 마련하는 공정 2-1

(2) 광원(103)으로부터 평행광선(D)을 얻는 공정 2-2

(3) 평행광선(D)을 지향성 확산 요소(105)에 입사시켜, 지향성을 가진 광(E)을 얻는 공정 2-3

(4) 지향성을 가진 광(E)을 광경화성 조성물층(102)에 입사시켜, 광경화성 조성물층(102)을 경화시키는 공정 2-4

공정 2-1 및 2-2에 대해서는 이방성 광확산층(110)과 동일하다.

공정 2-3에서는 지향성을 가진 광(E)의 확대를 조정함으로써, 형성되는 주상 영역(123)의 크기(어스펙트비, 단경(SA), 장경(LA) 등)를 적절히 정할 수 있다. 예를 들면, 도 9의 (a), (b) 모두에서 본 형태의 이방성 광확산층(120)을 얻을 수 있다. 도 9의 (a)와 (b)에서 상이한 것은 지향성을 가진 광(E)의 확대가 (a)에서는 큰 반면 (b)에서는 작은 것이다. 지향성을 가진 광(E)의 확대의 크기에 의존하여, 주상 영역(123)의 크기가 상이해진다.

지향성을 가진 광(E)의 확대는 주로 지향성 확산 요소(105)와 광경화성 조성물층(102)의 거리와 지향성 확산 요소(105)의 종류에 의존한다. 상기 거리를 짧게 함에 따라 주상 영역(123)의 크기는 작아지고, 길게 함에 따라 주상 영역(123)의 크기는 커진다. 따라서, 상기 거리를 조정함으로써, 주상 영역(123)의 크기를 조정할 수 있다.

[광원(103)]

광중합성 화합물을 포함하는 조성물(광경화성 조성물)에 광조사를 실시하기 위한 광원(103)으로서는 이방성 광확산층(110)의 형성의 경우와 동일하지만, 통상은 쇼트 아크의 자외선 발생 광원이 사용된다. 광중합성 화합물을 포함하는 조성물에 조사하는 광선은 상기 광중합성 화합물을 경화 가능한 파장을 포함하고 있는 것이 필요하고, 통상은 수은등의 365nm를 중심으로 하는 파장의 광이 이용되지만, 사용하는 광중합 개시제의 흡수 파장에 가까운 파장을 포함하는 광원이면 어떠한 램프도 사용할 수 있다. 공정 2-4에서, 광경화성 조성물층을 경화시킴으로써, 이방성 광확산층(120)을 형성한다.

상기의 쇼트 아크의 UV 광선으로부터의 광으로부터 평행광선(D)을 만들기 위해서는, 예를 들면 광원(103)의 배후에 반사경을 배치하고, 소정의 방향으로 점광원으로서 광이 출사하도록 함으로써, 평행광선(D)을 얻을 수 있다. 점광원을 사용하면, 간단하게 평행광선(D)을 얻을 수 있다.

[지향성 확산 요소(105)]

공정 2-3에서 이용되는 지향성 확산 요소(105)는 입사한 평행광선(D)에 지향성을 부여하는 것이면 된다. 도 9에서는 지향성을 가진 광(E)이 X 방향으로 많이 확산하고, Y 방향으로는 거의 확산하지 않는 양태를 기재하고 있다. 이와 같이 지향성을 가진 광을 얻기 위해서는, 예를 들면 지향성 확산 요소(105) 내에 어스펙트비가 높은 침상 필라를 함유시키는 것과 함께, 상기 침상 필라를 Y 방향으로 장축 방향이 연재하도록 배향시키는 방법을 채용할 수 있다. 지향성 확산 요소(105)는 침상 필라를 사용하는 방법 이외에 여러 가지 방법을 사용할 수 있다. 지향성 확산 요소(105)의 종류에 따라서는 지향성 확산 요소(105)에의 입사 부분에 의해서 광의 확산성이 상이한 경우가 있지만, 평행광선(D)이 지향성 확산 요소(105)를 개입시킴으로써 지향성을 가진 광(E)을 얻도록 배치하면 된다.

지향성을 가진 광(E)의 어스펙트비는 2 이상 20 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 어스펙트비에 거의 대응한 형태로, 주상 영역(123)의 어스펙트비가 형성된다. 상기 어스펙트비가 작아짐에 따라 확산 범위가 좁아질 우려가 있기 때문에, 본 형태에서는 어스펙트비를 2 이상으로 하고 있다. 한편, 상기 어스펙트비의 상한값은 10 이하인 것이 바람직하고, 5 이하인 것이 보다 바람직하다. 어스펙트비가 커짐에 따라 광의 확산성·집광성이 불충분해질 우려가 있다.

[경화]

공정 2-4에서, 지향성을 가진 광(E)을 광경화성 조성물층(102)에 입사시켜, 상기 광경화성 조성물층을 경화시킴으로써, 본 형태의 이방성 광확산층(120)을 얻을 수 있다. 광경화성 조성물층(102)은 이방성 광확산층(110)과 동일하게, 투명 PET 필름과 같은 적당한 기체(101) 위에 도공해 도공막(광경화성 조성물층)을 마련한다. 필요에 따라 건조해 용제를 휘발시키지만, 그 건조 막 두께는 15~100㎛인 것이 바람직하다. 또한, 이 도공막 혹은 경화막 위에는 이형 필름이나 후술하는 마스크를 라미네이트해 감광성 적층체를 만든다.

또한 광중합성 화합물을 포함하는 조성물(광경화성 조성물)을 기체(101) 위에 시트상으로 마련하는 수법, 마스크의 적층, 1000mW/cm² 이상의 고조도의 광을 추가 조사하는 점 등에 대해서도 상술한 바와 같다.

이상과 같이 하여 제작한 이방성 광확산층(110, 120)을 직접 또는 점착층(130)을 통해서 적층함으로써, 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)을 얻을 수 있다.

상기 점착층(130)에 이용되는 점착제로서는 투명성을 가지는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 상온에서 감압 접착성을 가지는 점착제가 적합하게 사용된다. 이와 같은 점착제로서는, 예를 들면 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 아크릴계 수지 등의 수지를 들 수 있다. 특히, 아크릴계 수지는 광학적 투명성이 높은 점, 비교적 염가인 점 등에서 바람직하다. 점착층을 통해서 복수의 광확산층(본 형태에서는 광확산층(110, 120))을 적층하는 경우, 점착층의 두께는 5~50㎛ 정도인 것이 바람직하다.

한편, 이방성 광확산층(110)에 이방성 광확산층(120)을 직접 적층하는 경우에는 이방성 광확산층(110)용의 광경화성 조성물층을 경화시킨 후에, 상기 경화 후의 이방성 광확산층(110) 위에 직접 광중합성 화합물을 포함하는 조성물을 도포하거나 또는 시트상으로 마련하면 된다. 추가로, 이방성 광확산층(110)과 동일하게 하여 이방성 광확산층(120)을 제작함으로써, 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)을 얻을 수 있다.

≪본 형태에 관한 이방성 광학 필름의 용도≫

이상, 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)의 구성 및 제조 방법에 대해 상세하게 설명했지만, 이어서 도 10 및 도 11을 참조하면서, 상술한 이방성 광학 필름(100)의 적합 용도에 대해 설명한다. 도 10 및 도 11은 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)을 이용한 액정표시 장치의 구성의 일례를 나타내는 모식도이다.

본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)은 표시 장치용의 확산 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다. 이방성 광학 필름(100)을 적합하게 이용 가능한 표시 장치로서는, 예를 들면 액정표시 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기 EL 디스플레이, 필드 에미션 디스플레이(FED), 리어 프로젝터, 음극관 표시 장치(CRT), 표면 전계 디스플레이(SED), 전자 페이퍼 등을 들 수 있다. 특히 바람직하게는 LCD에 이용된다.

또, 예를 들면 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)을 LCD에 이용하는 경우에는 LCD의 출사광 측에, 이방성 광학 필름(100)을 배치하면 된다. 구체적으로는 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같은, 투명 전극이 형성된 한쌍의 투명 유리 기판(1011, 1012) 사이에 네마틱 액정(1013)이 협지되고, 이 유리 기판(1011, 1012)의 양측으로, 한쌍의 편광판(1014, 1015)이 마련된 LCD에서, 편광판(1014) 위, 또는 유리 기판(1011)과 편광판(1014) 사이에, 본 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)을 배치할 수 있다. 또한 상기의 투명 유리 기판, 네마틱 액정, 편광판 등으로서는 일반적으로 공지된 것을 사용할 수 있다.

실시예

다음에, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해, 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해서 아무런 한정되는 것은 아니다.

[이방성 광학 필름의 제조]

이하의 방법에 따라 본 발명의 이방성 광학 필름 및 비교예의 이방성 광학 필름을 제조했다.

(실시예 1)

두께 100㎛의 PET 필름(토요보사 제, 상품명: A4300)의 테두리부 전체 둘레에, 디스펜서를 사용해 경화성 수지로 높이 0.03mm의 격벽을 형성했다. 이 중에 하기의 광경화성 수지 조성물을 충전해, PET 필름으로 커버했다.

·실리콘·우레탄·아크릴레이트(굴절률: 1.460, 중량 평균 분자량: 5,890) 20중량부

(RAHN사 제, 상품명: 00-225/TM18)

·네오펜틸글리콜디아크릴레이트(굴절률: 1.450) 30중량부

(다이셀사이텍사 제, 상품명 Ebecryl145)

·비스페놀 A의 EO부가물 디아크릴레이트(굴절률: 1.536) 15중량부

(다이셀사이텍사 제, 상품명: Ebecyl150)

·페녹시에틸아크릴레이트(굴절률: 1.518) 40중량부

(쿄에이샤카가쿠 제, 상품명: 라이트아크릴레이트 PO-A)

·2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온 4중량부

(BASF사 제, 상품명: Irgacure651)

이 양면을 PET 필름으로 끼워진 0.03mm의 두께의 액막을 가열하고, 상부로부터 UV 스팟 광원(하마마츠 포토닉스사 제, 상품명: L2859-01)의 낙사용(落射用) 조사 유닛으로부터 출사되는 평행 UV 광선을 도막면의 법선 방향에서 수직으로 조사 강도 5mW/cm²로 하여 1분간 조사하고, 주상 구조를 다수 가지는 이방성 광확산층을 PET 필름 위에 형성했다.

추가로, 0.05mm의 격벽을 이용하고, 상부로부터 UV 스팟 광원의 낙사용 조사 유닛으로부터 출사되는 평행광선을 투과 UV 광선의 어스펙트비가 3이 되는 지향성 확산 요소를 통해서 선상 광원으로 변환한 자외선을 수직으로, 조사 강도 5mW/cm²로 1분간 조사하여, 주상 구조를 다수 가지는 이방성 광확산층을 PET 필름상에 형성했다.

PET 필름을 박리한 다음, 각각의 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기(어스펙트비, 장경(LA) 및 단경(SA))를 측정한 결과를 표 1에 나타낸다. 추가로, 2개의 이방성 광확산층을 25㎛의 두께의 투명성 점착재를 통해서 적층해, 얻어진 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 2)

지향성 확산 요소로서 투과 UV 광선의 어스펙트비가 8이 되는 지향성 확산 요소를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(실시예 3)

지향성 확산 요소로서 투과 UV 광선의 어스펙트비가 16이 되는 지향성 확산 요소를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(실시예 4)

1층째의 PET 필름의 커버를 4㎛의 세공을 랜덤으로 패터닝한 포토마스크로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 4의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(실시예 5)

실시예 1에서의 지향성 확산 요소의 투과 UV 광선의 단경이 4㎛가 되는 지향성 확산 요소를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 5의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(실시예 6)

실시예 3에서의 지향성 확산 요소의 투과 UV 광선의 장경이 35㎛가 되는 지향성 확산 요소를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 6의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(실시예 7)

1층째의 격벽을 0.015mm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 7의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(실시예 8)

1층째의 격벽을 0.02mm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 8의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(실시예 9)

2층째의 격벽을 0.03mm로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 9의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(실시예 10)

2층째의 이방성 확산층의 평행 UV 광선을 도막면의 법선 방향에서 25°기울여 조사한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 10의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(실시예 11)

1층째의 이방성 확산층의 평행 UV 광선을 도막면의 법선 방향에서 10°기울여 조사하고, 2층째의 이방성 확산층의 평행 UV 광선을 도막면의 법선 방향에서 20°기울여 조사한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 11의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(실시예 12)

실시예 1과 동일한 이방성 확산층의 적층체를 점착제를 개의치 않고 작성했다. 1층째의 이방성 확산층을 얻은 후, 커버의 PET 필름을 박리한 후, 0.05mm의 격벽을 1층째에 형성한 격벽의 더 위에 추가해 형성하고, 1층째의 이방성 광확산층 위에 동일한 광경화성 수지 조성물을 충전해 PET 필름으로 커버를 했다. 그 다음은 동일한 조작으로, 2층째의 이방성 광확산층을 형성해, 1층째와 2층째가 밀착한 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(비교예 1)

실시예 1의 1층째와 동일한 이방성 확산층을 작성했다. 1개의 이방성 확산층을 작성한 것만으로, 이방성 확산층을 적층한 이방성 광학 필름은 얻지 못했다. 즉, 본 비교예에서는 실시예 1의 1층째와 동일한 이방성 광확산층을 1층만 가지는 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(비교예 2)

실시예 1의 지향성 확산 요소를 투과 UV 광선의 어스펙트비가 50, 장경이 100㎛가 되는 지향성 확산 요소로 변경한 것 이외에는 동일하게 하여, 2층째의 이방성 확산층만을 작성했다. 1개의 이방성 확산층을 작성한 것만으로, 이방성 확산층을 적층한 이방성 광학 필름은 얻지 못했다. 즉, 본 비교예에서는 상기 이방성 광확산층을 1층만 가지는 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(비교예 3)

실시예 1의 지향성 확산 요소를 투과 UV 광선의 어스펙트비가 50, 장경이 100㎛가 되는 지향성 확산 요소로 변경한 것 이외에는 동일하게 하여, 비교예 3의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(비교예 4)

실시예 1의 지향성 확산 요소를 사용하지 않는 것 이외에는 동일하게 하여, 비교예 4의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(비교예 5)

실시예 1의 1층째, 2층째 모두 투과 UV 광선의 어스펙트비가 50, 장경이 100㎛가 되는 지향성 확산 요소를 사용한 것 이외에는 동일하게 하여, 비교예 5의 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 각 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

(비교예 6)

실시예 1의 2층째와 동일한 이방성 확산층만을 작성했다. 1개의 이방성 확산층을 작성한 것만으로, 이방성 확산층을 적층한 이방성 광학 필름은 얻지 못했다. 즉, 본 비교예에서는 실시예 1의 2층째와 동일한 이방성 광확산층을 1층만 가지는 이방성 광학 필름을 얻었다. 얻어진 이방성 광학 필름에서의 이방성 광확산층의 주상 구조의 크기와, 이방성 광학 필름의 광학 특성을 평가한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.

[주상 영역의 크기 및 광학 특성의 평가 방법]

상기와 같이 하여 제조한 실시예 및 비교예의 이방성 광학 필름에 관해, 이하와 같이 하여 평가를 실시했다.

(실리콘·우레탄·아크릴레이트의 중량 평균 분자량의 측정)

광중합성 화합물로서 사용한 실리콘·우레탄·아크릴레이트의 중량 평균 분자량(Mw)의 측정은 폴리스티렌 환산 분자량으로서 GPC법을 이용해 하기 조건에서 실시했다.

디개서: DG-980-51(일본 분광 주식회사 제)

펌프: PU-980-51(일본 분광 주식회사 제)

오토 샘플러: AS-950(일본 분광 주식회사 제)

항온조: C-965(일본 분광 주식회사 제)

컬럼: Shodex KF-806L×2개 (쇼와전공 주식회사 제)

검출기: RI(SHIMAMURA YDR-880)

온도: 40℃

용리액: THF

주입량: 150㎕

유량: 1.0ml/min

샘플 농도: 0.2%

(이방성 광학 필름의 표면 관찰)

실시예 및 비교예의 이방성 광학 필름의 표면(자외선 조사시의 조사광 측)을 광학 현미경으로 관찰하여 주상 영역의 장경(LA), 단경(SA)을 측정했다. 장경(LA) 및 단경(SA)의 산출에는 임의의 20개의 구조 중 최대값으로 했다. 또, 좌기에 구한 장경(LA)/단경(SA)을 어스펙트비로서 산출했다.

(직선 투과율)

도 2에 나타내는 바와 같은 광원의 투광각, 검출기의 수광각을 임의로 가변할 수 있는 변각 광도계 고니오 포토미터(제네시아사 제)를 이용하여, 실시예 및 비교예의 이방성 광학 필름의 광학 특성의 평가를 실시했다. 광원으로부터의 직진광을 받는 위치에 검출기를 고정하고, 그 사이의 샘플 홀더에 실시예 및 비교예에서 얻어진 이방성 광학 필름을 세팅했다. 도 2에 나타내는 바와 같이 회전축(L)으로 샘플을 회전시켜 각각의 입사광 각도에 대응하는 직선 투과광량을 측정했다. 이 평가 방법에 의해서, 어느 각도의 범위에서 입사되는 광이 확산하는지를 평가할 수 있다. 이 회전축(L)은 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에 나타내는 샘플의 구조에서의 C-C축과 동일한 축이다. 직선 투과광량의 측정은 시감도 필터를 이용해 가시광 영역의 파장을 측정했다. 이상과 같은 측정의 결과 얻어진 광학 프로파일에 근거해, 직선 투과율의 최대값(최대 직선 투과율) 및 최소값(최소 직선 투과율)을 구했다(표 1 참조).

(MD 방향 확산 및 TD 방향 확산)

도 12에 나타내는 바와 같은 장치를 이용해 고정한 광원으로부터, 실시예 및 비교예의 이방성 광학 필름에 직진광을 조사하고, 검출기를 MD 방향 및 TD 방향으로 작동시켜(회전시키)면서, 상기 이방성 광학 필름으로부터의 산란 투과광을 검출기에 수광시킴으로써 투과율을 측정했다. 검출기를 MD 방향으로 작동시킨 경우와, TD 방향으로 작동시킨 경우의 각각에 대해서, 상기 투과율 측정에 근거해 광학 프로파일을 작성했다. 그리고, MD 방향 및 TD 방향으로 작동시켰을 때의 각각의 광학 프로파일로부터, 최대 투과율의 1/2이 되는 각도의 범위를 구하고, 이 범위를 각각 MD 방향 확산 및 TD 방향 확산의 폭(°)으로 했다.

(휘도의 급격한 변화)

상술한 직선 투과율의 측정에서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 최대 직선 투과율 F_A(%)를 취하는 각도 A(°)와 최소 직선 투과율 F_B(%)를 취하는 각도 B(°)의 사이로, 직선 투과율이 급격하게 변화하면, 휘도도 급격하게 변화하게 되므로, 직선 투과율의 기울기를 구하고, 그 기울기가 급하면 휘도의 급격한 변화가 있고, 기울기가 완만하면 휘도의 급격한 변화가 없는 것이라고 판단했다. 구체적으로는 상기 직선 투과율의 기울기(α)를 (F_A-F_B)/｜A-B｜로 하고, 이 기울기(α)가 α≥1.7이면 휘도의 급격한 변화가 있다고 하고, 1.5≤α＜1.7이면 약간 변화가 급하지만 허용 범위로 하며, α＜1.5이면, 휘도의 변화가 완만하고 위화감 없음으로 판단했다. 또한 도 13에 나타내는 바와 같이, 각각 2종류 있는 최대 직선 투과율(F_A1 및 F_A2) 및 최소 직선 투과율(F_B1 및 F_B2)에서, 하기 (a), (b) 중, 값이 보다 큰 것을 F_A 및 A, 및 F_B 및 B로 했다.

(a) (F_A1-F_B1)/｜A₁-B₁｜

(b) (F_A2-F_B2)/｜A₂-B₂｜

즉, 광학 프로파일에서 최대 직선 투과율로부터 최소 직선 투과율에 대한 기울기(α)로서 상기 (a)와 (b) 중 큰 쪽의 값을 이용했다.

(눈부심)

실시예 및 비교예의 이방성 광학 필름의 하층에 광반사층을 마련하고 그의 상방으로부터 광을 입사시키고, 그 반사광의 눈부심을 육안으로 확인했다.

＜평가 기준＞

표 2에서의 평가의 평가 기준은 이하와 같다.

「최대 직선 투과율」

◎ 55% 이상

○ 40% 이상 55% 미만

△ 30% 이상 40% 미만

× 30% 미만

「MD 방향 확산」

◎ 40° 이상

○ 30° 이상 40°미만

△ 20° 이상 30°미만

× 20° 미만

「TD 방향 확산」

◎ 40° 이상

○ 30° 이상 40°미만

△ 20° 이상 30°미만

× 20° 미만

「휘도의 급격한 변화」

◎ 휘도의 변화가 완만함, 위화감 없음

△ 약간 변화가 급하지만 허용 범위

× 휘도의 급격한 변화가 있음

「눈부심」

◎ 눈부심이 없음

△ 다소 눈부시지만 허용 범위

× 눈부심이 분명하게 있음

[평가 결과]

표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예의 이방성 광학 필름은 높은 최대 직선 투과율과, MD 방향 및 TD 방향이 넓은 확산 폭을 가지고, 또한 휘도의 급격한 변화나 눈부심도 없고, 모든 평가 항목에서 높은 레벨의 특성을 밸런스 좋게 가지고 있었다. 특히, 실시예 1에서는 △의 평가가 없는 점에서, 특별히 뛰어난 이방성 광학 필름이라고 할 수 있다. 한편으로, 비교예의 이방성 광학 필름은 특정한 항목에서는 실시예보다도 뛰어난 평가를 가지는 것도 있었지만, 최대 직선 투과율, MD 방향 확산, TD 방향 확산, 휘도의 급격한 변화, 눈부심의 적어도 어느 하나 이상의 항목에서 ×라고 하는 매우 나쁜 결과를 가지고 있고, 실시예와 같이, 모든 평가 항목에서 높은 레벨의 특성을 밸런스 좋게 가지고 있는 것은 없었다.

따라서, 실시예의 이방성 광학 필름은 비확산 영역에서의 높은 직선 투과율과 MD 방향 및 TD 방향에서의 넓은 확산 영역을 양립시킬 수 있고, 이러한 이방성 광학 필름을 표시 패널의 확산 필름으로서 이용한 경우에, 뛰어난 표시 특성(휘도나 콘트라스트 등)을 가지면서, 휘도의 급격한 변화나 눈부심의 발생을 억제할 수 있다.

이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상술한 형태로 한정되지 않는다. 즉, 특허 청구의 범위에 기재된 발명의 범위 내에서 당업자가 상도할 수 있는 다른 형태 또는 각종의 변경예에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

예를 들면, 상술한 형태에서는 이방성 광확산층으로서 이방성 광확산층(110)과 이방성 광확산층(120)의 2층을 가지는 이방성 광학 필름(100)에 대해 설명했지만, 본 발명에 관한 이방성 광학 필름은 이방성 광확산층을 3층 이상 가지는 것이어도 된다.

100 이방성 광학 필름
101 기체
102 광경화성 조성물층
103 광원
105 지향성 확산 요소
110 (필라 구조를 가지는) 이방성 광확산층(a)
111 매트릭스 영역
113 주상 영역
120 (중간형 구조를 가지는) 이방성 광확산층(b)
121 매트릭스 영역
123 주상 영역
130 점착층
SA 단경
LA 장경

Claims

입사광 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 이방성 광확산층이 2층 적층된 이방성 광학 필름으로서,
상기 이방성 광확산층의 각각은 매트릭스 영역과, 상기 매트릭스 영역과는 굴절률이 상이한 복수의 주상 영역을 가지는 것이며,
상기 이방성 광확산층으로서 상기 주상 영역의 배향 방향에 수직인 단면에서의 단경과 장경의 어스펙트비(장경/단경)가 상이한 2종류의 이방성 광확산층(a) 및 이방성 광확산층(b)을 가지고,
상기 이방성 광확산층(a)은 상기 주상 영역의 단경과 장경의 어스펙트비가 2 미만이며,
상기 이방성 광확산층(b)은 상기 주상 영역의 단경과 장경의 어스펙트비가 2 이상 20 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1에 있어서,
상기 이방성 광확산층(a)에서, 상기 주상 영역의 단면에서의 단경의 최대 지름을 0.5~5㎛의 범위 내의 값, 장경의 최대 지름을 0.5~8㎛의 범위 내의 값으로 하고,
상기 이방성 광확산층(b)에서, 상기 주상 영역의 단면에서의 단경의 최대값을 0.5~5㎛의 범위 내의 값, 장경의 최대 지름을 1~40㎛의 범위 내의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 이방성 광확산층의 각각은 직선 투과율이 최대가 되는 입사광 각도로 입사한 광의 직선 투과율인 최대 직선 투과율이 20% 이상 95% 미만이며, 또한 직선 투과율이 최소가 되는 입사광 각도로 입사한 광의 직선 투과율인 최소 직선 투과율이 25% 이하인 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 3에 있어서,
상기 이방성 광확산층(a)은 상기 최대 직선 투과율이 20% 이상 60% 미만이며, 또한 상기 최소 직선 투과율이 20% 이하이며, 상기 이방성 광확산층(b)은 상기 최대 직선 투과율이 30% 이상 95% 미만이며, 또한 상기 최소 직선 투과율이 25% 이하인 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 이방성 광확산층의 각각은 적어도 1개의 산란 중심축을 가지고,
상기 이방성 광확산층의 법선과 상기 산란 중심축이 이루는 극각(θ)(-90°＜θ＜90°)을 산란 중심축 각도로 하면,
상기 이방성 광확산층(a)의 산란 중심축 각도와 상기 이방성 광확산층(b)의 산란 중심축 각도의 차이의 절대값이, 0° 이상 30° 이하인 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 이방성 광확산층의 각각의 두께가 15㎛ 이상 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 복수의 이방성 광확산층 사이에, 투명성을 가지는 점착층을 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1 또는 청구항 2의 이방성 광학 필름을 얻는 이방성 광학 필름의 제조 방법으로서,
상기 이방성 광확산층(a)을 형성하는 이방성 광확산층(a) 형성 공정과, 상기 이방성 광확산층(b)을 형성하는 이방성 광확산층(b) 형성 공정을 포함하고,
상기 이방성 광확산층(a) 형성 공정은,
광원으로부터 평행광선을 얻는 공정과,
광을 광경화성 조성물층에 입사시켜, 광경화성 조성물층을 경화시키는 공정을 가지고,
상기 이방성 광확산층(b) 형성 공정은,
광원으로부터 평행광선을 얻는 공정과,
상기 평행광선을 지향성 확산 요소에 입사시켜, 지향성 확산 요소와 광경화성 조성물층의 거리를 조정함으로써 지향성을 가진 광을 얻는 공정과,
상기 지향성을 가진 광을 광경화성 조성물층에 입사시켜, 광경화성 조성물층을 경화시키는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름의 제조 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 지향성을 가진 광의 어스펙트비가 2 이상 20 이하의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름의 제조 방법.