KR20040071306A

KR20040071306A - 섬광방지 광학 필름, 편광 플레이트 및 이를 사용한디스플레이 유닛

Info

Publication number: KR20040071306A
Application number: KR10-2004-7010793A
Authority: KR
Inventors: 아라이쯔또무; 미야자끼께이이찌; 이꾸하라이사오; 호까조노히로히사
Original assignee: 후지 샤신 필름 가부시기가이샤
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2004-08-11
Also published as: AU2003208003A1; TWI265307B; AU2003208003A8; TW200302923A; WO2003060573A3; WO2003060573A2

Abstract

10°이상의 빗면 각도 비율이 2 % 이하이고, 미세 요철 표면에서 정점의 평균 간격이 1 내지 50 ㎛ 인, 투명 필름 기판의 하나 이상의 측면에 제공된 미세 요철 표면 구조를 갖는 투명 필름 기판을 포함하는 섬광방지 광학 필름.

Description

섬광방지 광학 필름, 편광 플레이트 및 이를 사용한 디스플레이 유닛 {ANTIGLARE OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE AND DISPLAY UNIT USING THE SAME}

음극선관 (CRT), 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP), 전계발광 디스플레이 (ELD) 및 액정 디스플레이 (LCD)와 같은 디스플레이에서, 디스플레이의 최외각 층으로서 섬광방지 (섬광 저하) 필름 또는 섬광방지 반사방지 필름을 제공하여 콘트라스트 (contrast)의 감소 또는 외광 (outside light)의 반사광에 의해 야기되는 반사를 방지하는 것이 관행이었다.

그러나, 상기와 같은 디스플레이 상에서 흑색 중의 피사체는 비스듬히 관찰되는 경우 약간 백색을 띈 흑색 또는 회색으로 보인다. 상기 현상은 "흑색에서의 불량한 리세션 (recession)", "흑색에서의 불량한 리프팅 (lifting)", "느슨한 흑색", "흰색을 띈 흑색", 또는 "불량한 백화"로 표현된다. 흑색 피사체를 흑색 그 자체로 나타내는 반대의 경우를 "흑색에서의 양호한 리세션", "흑색에서의 양호한 리프팅", "흑색에서의 리프팅 없음 (no lifting)", "조밀한 흑색", "명확한흑색", 또는 "양호한 백화"로 표현한다. 상기 현상은, 섬광 반지성을 부여하는 필름 표면 상의 요철 (정점/골(valley)) 구조에 기인하여 광산란이 강화되어 산란광이 본래 흑색을 갖는 부분으로 도입되는 사실에 기인한다. 이는 콘트라스트를 저하시키고, 고도의 피사체 및 디스플레이를 손상시키고, 디스플레이 품질을 훼손시키기 때문에 불리하다. 상기 문제에 대한 대응 수단으로서, 필름 표면의 피 (pea) 및 거칠기를 줄이는 것이 제안된다. 비록, 흑색 피사체가 상기 방법에 의해 흑색으로 보인다 할지라도, 섬광방지 특성이 훼손되는 또다른 문제가 발생한다. 즉, 섬광방지 특성을 훼손하지 않고 흑색 피사체를 흑색으로 보이게 만드는 것이 어렵다.

다른 한편으로, 이미지 디스플레이 유닛에서는 디스플레이 품질 (고해상도)을 향상시키기 위하여 픽셀 (pixel) 크기를 감소시킬 것이 요구되어 왔다. 그러나, 고해상도 디스플레이가 섬광방지 반사방지 필름을 통하여 관찰되는 경우에, 심각한 섬광성 때문에 디스플레이 품질이 심하게 훼손된다. 결합제 및 충진제의 굴절 지수를 변화시켜 내부 헤이즈 (haze)를 제공하여 상기 문제를 효과적으로 해결할 수 있음이 공지되었을지라도, 상기 방법은 몇가지 문제, 예컨대, 흑색 조밀도 저하, 전면 (front) 콘트라스트 저하 및 전면 발광성 저하를 수반한다. 다른 한편으로는, 섬광방지 특성을 증강시켜 섬광성을 경감시킬 수 있다는 것이 질적으로 공지되어 왔다. 그러나, 섬광방지 특성이 과도하게 증강되는 경우에는, 디스플레이 표면이 빛에 노출되는 경우 상이 흐리게 되고, 전체 디스플레이 표면으로 확장되어 가시성을 크게 훼손시킨다 (이런 현상을 "백화 얼룩 (white blur)"이라고 칭한다). 다시 말해, 백화 얼룩을 야기하지 않고 또는 전면 콘트라스트 또는 전면 발광성을 저하시키지 않고 흑색 피사체를 흑색 그 자체로 보이도록 하면서 고해상도 디스플레이에 섬광방지 특성을 제공할 수 있는 섬광 반지 필름 또는 섬광방지 반사방지 필름은 공지되지 않았다.

추가로, 섬광방지 광학 필름을 제공하기 위하여, 요철 표면을 갖는 지지체에 반사방지 필름을 적용하는 것을 포함하는 방법, 반사방지 층 형성용 코팅 용액에 요철 표면 형성용 매트 (mat) 입자를 첨가하는 것을 포함하는 방법 등이 연구되어 왔다. 그러나, 전자의 방법은, 반사방지층 코팅 용액이 정점에서 골로 흐르는 경우, 필름 두께에 있어서 평면 불균일성이 야기되고, 이는 평활한 표면 상의 코팅층에 비하여 반사방지 특성을 현저하게 훼손시킨다는 점에서 불리하다. 후자의 방법은, 충분한 섬광방지 특성을 실현하는데 요구되는 약 1 ㎛ 이상의 입자 직경을 갖는 매트 입자가 두께가 0.1 내지 0.3 ㎛ 인 박막 필름에 삽입되어야 하고, 이는 매트 입자의 박리를 초래한다는 점에서 불리하다.

상기 문제를 극복하는 방법으로서, JP-A-12-329905 는 반사방지 필름을 형성한 후에 섬광방지 특성을 제공하는 것을 포함하는 방법을 개시한다. 어느 정도 상세하게는, 엠보싱 롤 (embossingIroll) 하에서 그에 적용된 반사방지층을 갖는 반사방지 필름을 프레스하여, 그의 반사방지 특성을 손상시키지 않고 반사방지층 상에 요철을 형성하는 것을 포함하는 방법을 제안한다. 그러나, 상기 반사방지 필름은, 연장하여 사용되는 동안 섬광방지 특성이 점차적으로 감소하는 것을 나타낸다는 점에서 불리하다. 전술한 이유로, 연장된 기간에 걸쳐 목적된 반사방지특성 및 필름 강도를 동시에 만족시킬 수 있는 실용적인 반사방지 코팅 필름은 존재하지 않는다.

발명의 개요

본 발명의 목적은 흑색이 흑색으로 보일 수 있도록 하고, 높은 전면 콘트라스트를 나타내는 섬광방지 광학 필름을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 상기 특성을 유지하면서 고해상도를 갖출 수 있는 섬광방지 광학 필름을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가 목적은 적절히 백색으로 번질 수 있는 섬광 방지 광학 필름을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 추가 목적은, 특히, 고온 다습의 혹한 대기 중에서 연장되어 사용한 후에도 섬광방지 특성이 거의 또는 전혀 변하지 않는, 즉, 초기 특성이 훼손되지 않는 섬광방지 광학 필름을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가 목적은 상기 섬광방지 광학 필름을 포함하는 편광 플레이트 및 디스플레이 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 하기로서 달성되었다.

(1) 10°이상의 빗면 각도 비율이 2 % 이하이고, 미세 요철 표면에서 정점의 평균 간격이 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 인 것을 특징으로 하는, 투명 필름 기판의 하나 이상의 측면에 제공된 미세 요철 표면 구조를 포함하는 섬광방지 광학 필름.

(2) 정점의 평균 간격이 1 ㎛ 내지 20 ㎛ 인, (1) 에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(3) 필름 표면 상의 1 내지 2 ㎛²에서 측정된 정규 반사면에 대한 평균 빗면 각도가 1°이상, 5°미만인, (1) 및 (2) 에 기재된 바와 같은 섬광 반지 광학 필름.

(4) 그의 최상 표면 상에 반사방지층을 포함하는, (1) 내지 (3)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(5) 필름의 표면을 거칠게 하기 위하여 엠보싱시켜, 그 자체가 섬광방지가 되도록 하는, (1) 내지 (3)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(6) 방정식 (I)에 의해 정의되는 거칠기의 산술 평균의 유지 백분율 R이 30 % 이상인, (5)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름:

(I) R =R_A/R_B

(식 중, R_A는 65 ℃ 및 95 %RH (상대 습도)의 대기 중에서 1,000 시간 동안 보관 후의 반사방지층 표면 거칠기의 산술 평균을 나타내고; R_B는 65 ℃ 및 95 %RH (상대 습도)의 대기 중에서 보관하기 전의 반사방지층 표면 거칠기의 산술 평균을 나타낸다).

(7) 반사방지층이 지지 기판의 굴절 지수보다 더 낮은 굴절 지수를 갖는 저굴절층으로 이루어지고, 고굴절층이 상기 지지 기판과 상기 반사방지층 사이에 삽입되어 제공되고, 상기 고굴절층의 굴절 지수가 지지 기판의 굴절 지수보다 높으며, 고굴절층의 두께가 실질적으로 균일한, (4) 내지 (6)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(8) 중간 굴절층이 지지 기판과 고굴절 층 사이에 삽입되어 제공되고, 중간굴절층의 굴절 지수가 지지 기판의 굴절 지수보다 높고, 중간 굴절층의 굴절 지수가 고굴절층의 굴절 지수보다 낮으며, 중간 굴절층의 두께가 실질적으로 균일한, (7)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(9) 5°의 각도로 입사하는, 파장 450 내지 650 nm 인 빛의 경면 반사율의 평균 값이 0.5 % 이하인, (4) 내지 (8) 에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(10) 5°의 각도로 입사하는, 파장 450 내지 650 nm 인 빛의 경면 반사율의 평균 값이 0.3 % 이하인, (4) 내지 (8) 에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(11) 필름 형성 용질 및 하나 이상의 용매를 포함하는 코팅 조성물을 코팅시키고, 건조 시켜 용매를 제거한 후, 코팅 조성물을 열적으로 및/또는 이온화 방사로 경화시켜 각종 층이 형성되는, (4) 내지 (10)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(12) 중간 굴절층, 고굴절층 및 저굴절층이 계획된 파장 λ(= 500 nm)에 대하여 각각 하기 관계 (I), (II) 및 (III) 을 만족시키는, (8) 내지 (11)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름:

λ/4 ×0.80 < n1d1 < λ/4 ×1.00 (I)

λ/2 ×0.75 < n2d2 < λ/2 ×0.95 (II)

λ/4 ×0.95 < n3d3 < λ/4 ×1.05 (III)

(식 중, n1 은 중간 굴절층의 굴절 지수를 나타내고; d1 은 중간 굴절층의 두께를 나타내고 (nm); n2 는 고굴절층의 굴절 지수를 나타내고; d2 는 고굴절층의 두께를 나타내고 (nm); n3 은 저굴절층의 굴절 지수를 나타내고; d3 는 저굴절층의두께를 나타낸다 (nm)).

(13) 저굴절층이 열경화성 또는 이온화 방사 경화성 불소 함유 수지로 이루어진 (7) 내지 (12)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(14) Ti, Zr, In, Zn, Sn 및 Sb 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 금속 산화물을 함유하는 초 미세 물질, 음이온성 분산제, 3 관능성기 또는 고급 중합 가능기를 갖는 경화성 수지 및 중합 개시제를 함유하는 코팅 조성물을 코팅시키고, 건조시켜 용매를 제거한 후, 코팅 조성물을 열적으로 및/또는 이온화 방사로 경화시켜 고굴절층을 형성하는, (7) 내지 (13)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(15) 저굴절층이 정제수에 대하여 100°이상의 접촉 각을 갖는, (7) 내지 (14)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(16) 저굴절층과 투명 필름 기판 사이에 삽입된 하나 이상의 경질 코팅층을 갖는, (1) 내지 (15)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(17) 섬광방지층 및 투명 기판 사이에 삽입된 하나 이상의 전방 산란층을 갖는, (1) 내지 (16)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름.

(18) 10°이상의 빗면 각도 비율이 2 % 이하이고, 미세 요철 표면에서 정점의 평균 간격이 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 이도록 필름의 표면을 엠보싱시키는 것을 특징으로 하는, 투명 필름 기판의 하나 이상의 측면에 제공된 미세 요철 표면 구조를 포함하는 섬광방지 광학 필름의 제조 방법.

(19) 정점의 평균 간격이 1 내지 20 ㎛ 인, (8) 에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름의 제조 방법.

(20) 필름 표면 상의 1 ㎛ 내지 2 ㎛²에서 측정된 정규 반사면에 대한 평균 빗면 각도가 1°이상, 5°미만인, (18) 및 (19) 에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름의 제조 방법.

(21) 최상 표면층 상에 반사방지층이 제공되고, 반사방지층의 표면을 엠보싱시키는, (18) 내지 (20)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름의 제조 방법.

(22) 방정식 (I)에 의해 정의되는 거칠기의 산술 평균의 유지 백분율 R 이 30 % 이상인, (21)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름의 제조 방법:

(I) R = R_A/R_B

(23) 엠보싱시킨 반사방지층을 이어서 60 ℃ 내지 200 ℃ 의 온도에서 10,000 내지 100,000 초 동안 10 질량(중량)% 이상의 함량으로 물을 함유하는 용액 중에서 또는 상기 용액의 증기 중에서 처리시키는, (22)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름의 제조 방법.

(24) 섬광방지층을 10°이상의 빗면 각도 비율이 2 % 이하이고, 미세 요철 표면에서 정점의 평균 간격이 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 이도록 조절하는 것을 특징으로 하는, 섬광방지층 및 투명 필름 기판의 하나 이상의 측면에 제공된 미세 요철 구조를 포함하는 섬광방지 광학 필름의 제조 방법.

(25) (1)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름이 하나 이상의 표면 보호 필름으로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 각각, 편광자의 양 표면에 적층된 2 개의 표면 보호 필름 시트 (sheet)를 포함하는 편광 플레이트.

(26) (1) 내지 (17)에 기재된 바와 같은 섬광방지 광학 필름을 형성하기 전에 알칼리성 용액으로 투명 기판을 코팅시키거나 또는 상기 섬광방지 광학 필름을 그의 형성 후에 알칼리성 용액으로 코팅시켜 상기 섬광방지층을 제공받는 쪽 반대편의 그의 측면상에서 사포닌화시킨 섬광방지 필름을 하나 이상의 표면 보호 필름으로서 포함하는 편광 플레이트.

(27) 상기 표면 보호 필름 중 섬광방지 광학 필름 이외의 필름은 편광자 반대편의 상기 표면 보호 필름의 측면 상에서 광학적으로 이방성인 층을 포함하는 광학적 보상 필름 (compensation film)이고, 상기 광학적적 이방성인 층은 원반상형 구조 단위체를 갖는 화합물로 이루어진 음성 복굴절을 갖는 층이고, 원반상형 구조 단위체를 갖는 디스크 구조는 상기 표면 보호 필름 표면에 경사지고, 원반상형 구조 단위체를 갖는 디스크 표면과 상기 표면 보호 필름의 표면으로 이루어지는 각은 광학적으로 이방성인 층의 깊이에 따라 달라지는, (25) 및 (26)에 기재된 바와 같은 편광 플레이트.

(28) 하나 이상의 (1) 내지 (17)에 기재된 섬광방지 광학 필름 시트 또는 (25) 내지 (27)에 기재된 편광 플레이트를 갖는 디스플레이 유닛.

(29) TN, STN, VA, IPS 또는 OCB 모드 투과형, 반사형 또는 반투과형 액정 디스플레이 유닛인, (28)에 기재된 바와 같은 디스플레이 유닛.

(30) 편광 선택층을 갖는 편광 분리 필름이 시청 측 (viewing side)의 반대편 측에 배치된 편광 플레이트와 백라이트 (back light) 사이에 삽입되어 배치되는 것을 특징으로 하는, 하나 이상의 (25) 내지 (27)에 기재된 하나 이상의 편광 플레이트 시트를 갖는 투과형 또는 반투과형 액정 디스플레이 유닛.

(31) 섬광방지 광학 필름의 반대측인 (25) 및 (27) 에 기재된 편광 플레이트측 상에 배치된 투명 보호 필름 상에 배치된 λ/4 플레이트를 갖는 유기 EL 디스플레이용 표면 보호 플레이트.

본 발명은 섬광방지 (antiglare) 특성을 갖는 광학 필름, 섬광방지 특성을 갖는 반사방지 필름, 섬광방지 특성을 갖는 편광 플레이트 및 이를 포함하는 디스플레이 유닛에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 섬광방지 광학 필름 층의 구조를 나타내는 단면 모델도이다.

도 2 는 본 발명에서 빗면 각도의 측정을 나타내는 모델도이다.

도 3 은 섬광방지 특성을 갖는 코팅 유형 반사방지 필름을 제공하는 방법의 예를 예시한다.

도 4 는 엠보싱된 반사방지 필름의 기저층 구조를 예시하는 개략적 단면도이다.

도 5 는 층의 상부에서 바라보는 2 차원 망상 구조를 예시한다.

도 6 은 층의 상부에서 바라보는 2 차원 망상 구조를 예시한다.

1: 투명 지지체

2: 경질 코팅층

3: 저굴절층

4: 그레인 (grain)

21: 반사방지 필름

22: 투명 지지체

23: 반사방지층

24: 엠보싱 롤

25: 백업 (backup) 롤

211: 투명 지지체

212: 경질 코팅층

213: 중간 굴절층

214: 고굴절층

215: 저굴절층

7: 공극

8: 무기 물질

본 발명의 섬광방지 광학 필름의 기본 구조는 도면을 참고로 하여 설명될 것이다.

도 1 에 제시된 형태는 투명 지지체 1, 경질 코팅층 2 및 저굴절층의 순서로 이루어진 본 발명의 섬광방지 광학 필름의 예이다. 4 는 그레인을 나타낸다.경질 코팅층 2 는 2 개 이상의 층으로 구성될 수 있다.

투명 필름 기판의 하나 이상의 면에 미세 요철 표면 구조를 갖는 본 발명의 섬광방지 광학 필름은 광산란에 의한 반사 이미지를 산란시켜 섬광을 방지하는 특성을 나타낸다.

본 발명에서, 빗면 각도 및 그의 비율은 하기 방법으로 측정된다. 즉, 면적이 0.5 내지 2 ㎛²인 삼각형의 세 개의 꼭지점이 투명 필름 기판 면에서 시험적으로 결정된다. 이어서, 각각 상기 꼭지점으로부터 위로 연장된 세 개의 수직선이 필름 표면과 교차하는 세 점을 결정한다. 이어서, 꼭지점으로서 세 점을 갖는 삼각형의 수직선과 지지체로부터 위로 수직으로 연장된 수직선과의 각이 빗면 각도으로 지칭된다. 기판 상의 0.25 mm²이상의 측정 면적을 삼각형으로 분리하고, 측정을 수행한다. 이어서, 10°이상의 빗면 각도를 나타내는 점의 비율을 측정된 모든 점에 대하여 결정한다.

이제, 빗면 각도를 측정하는 방법이 더욱 상세히 기재될 것이다. 도 2 에서 나타내는 바와 같이, 수직선이 지지체 상의 세 점 A, B 및 C 로부터 수직으로 위로 연장된다. 상기 수직선이 표면과 교차하는 점을 각각 A', B' 및 C' 로 지칭한다. 삼각형 A', B' 및 C' 의 수직선 D' 와 지지체로부터 수직으로 위로 연장된 수직선 O' 의 각 θ가 빗면 각도으로 지칭된다. 지지체 상의 측정 면적은 바람직하게는 0.25 mm²이상이다. 지지체 상에서 상기 면적을 삼각형으로 분할하면서 측정을 수행하였다. 그와 같이 측정된 빗면 각도의 평균을 계산하여,표면의 평균 빗면 각도를 수득하였다. 각종 시스템을 상기 측정에 사용할 수 있지만, 이의 예를 예시할 것이다. 상기의 경우에, Micromap (USA) 사제 모델 SXM520-AS150 이 사용된다. (×10) 배율을 갖는 대물 렌즈가 사용되는 경우, 예를 들면, 빗면 각도를 0.85 ㎛ 단위로 측정하고, 측정 면적은 0.48 mm²이다. 대물렌즈의 배율이 증가할수록 측정 단위 및 측정 면적이 줄어든다. 측정 데이타를 MAT-LAB 과 같은 소프트웨어를 사용하여 분석할 수 있어, 빗면 각도 분포를 계산할 수 있다. 따라서, 10°이상의 빗면 각도 비율을 용이하게 측정할 수 있다.

본 발명에서, 10 °이상의 빗면 각도 비율은 2 % 이하, 더욱 바람직하게는 1 % 이하이다. 따라서, 섬광방지 특성 및 흑색 피사체를 흑색 그 자체로로 보이도록 하는 효과를 확립할 수 있다.

본 발명의 섬광방지 광학 필름에서, 평균 빗면 각도가 1°이상, 5°미만인 것이 바람직하다. 빗면 각도는 특정 각도에서 정점에 도달할 수 있고, 이는 2 개 이상의 정점를 제시할 수 있다. 예를 들면, 빗면 각도는 1°에서 정점를 가지고, 10°이상의 비율이 2 % 이하를 나타내고, 4°의 평균 빗면 각도를 가질 수 있다. 선택적으로, 이는 1.5°및 5°에서 정점를 가지고, 10°이상의 비율이 2 % 이하를 나타내고, 6°의 평균 빗면 각도를 가질 수 있다.

표면 정점 및 골에 관하여, 요철 표면의 주기 및 높이는 표면 조도 측정기를 사용하여 측정될 수 있다. 필름 표면의 단면 곡선의 평균선으로부터 ±0.0125떨어진 2 개의 평행 정점 계수 레벨 (peak count level)이 도시된다. 정점는 곡선이 하부 정점 계수 레벨과 한 번 이상 교차하는 경우 정의된다. 이어서, 정점 간의 평균 간격은 측정 거리를 정점 계수로 나누어 계산된다. 본 발명에서, 정점 사이의 평균 간격 (Sm)은 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 1 ㎛ 내지 20 ㎛, 가장 바람직하게는 1 ㎛ 내지 15 ㎛ 범위이다. 더욱 구체적으로 설명하면, 20,000 또는 10,000 의 V. 배율, 0.25 의 컷-오프 (cut-off) 값, 측정 길이 2.5 및 50 의 기록기 (recorder) H. 배율에서 표면 조도 측정기 모델 SE-3C (Kosaka Kenkyusho 사제)를 사용하여 측정할 수 있다. Sm 은, 예를 들면, 필름 두께의 계수 (order)로서 동일한 평균 그레인 직경을 갖는 다량의 그레인을 첨가하여 감소될 수 있다. 그러나, 상기 공지된 방법은 백화를 훼손시킨다.

단지 미세 요철 표면 구조를 적절히 설계하여 고해상도 모니터에서 섬광을 나타내지 않는 섬광방지 필름을 제공하기 위해서는, 느스한 흑색 색상을 받아들일 수밖에 없다. 전술한 바와 같이 내부 산란 또는 내부 헤이즈를 사용하여 어느 정도까지 섬광방지 특성 및 조밀한 흑색 색상 모두를 확립할 수 있다 할지라도, 이 경우에는 콘트라스트가 저하될 수밖에 없다. 본 발명에서, 10°이상의 빗면 각도 비율을 2 % 이하로 조절하고, Sm 을 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 또는 1 ㎛ 내지 20 ㎛ 로 조절하여, 콘트라스트를 손상시키지 않으면서 고해상도 모니터에서 섬광을 예방할 수 있고, 흑색 피사체를 흑색 그 자체로 보이도록 하는 효과가 훼손되는 것을 방지할 수 있다는 것을 발견하였다.

표면 빗면 각도 분포 및 Sm 은 직경, 및 섬광방지층에서의 그레인 개수, 섬광방지 층에서 그레인 대 결합제 비율 및 건조 필름 두께를 적절히 선택하여 임의적으로 조절될 수 있다. 표면 형성은 코팅 용액(들)의 물리적 특성, 코팅 조건 및 건조 조건을 적절히 선택하여 조절될 수 있다. 표면을 더욱 정확시 설계하기 위하여, 전술한 바와 같이 엠보싱을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 엠보싱은 JPA 2000-329905 에 상세히 예시되어 있다. 즉, 엠보싱 롤을 목적된 표면 빗면 각도 분포 및 Sm 으로 설치하여 목적된 표면을 수득할 수 있다. 그러나, 본 발명의 표면은 이에 제한되지 않은 임의의 방법에 의해 형성될 수 있다.

본 발명에서, 경질 코팅층의 굴절 지수는 단일 값으로 언급되지 않는다. 즉, 경질 코팅층은 경질 코팅층을 구성하는 물질 내에 분산되는 입자를 갖는 불균일 굴절 지수 층인 것이 바람직하다. 경질 코팅층을 구성하는 물질의 굴절 지수는 1.57 내지 2.00 인 것이 바람직하다. 예를 들면, 고굴절 지수를 갖는 물질이, 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체, 및 티탄, 알루미늄, 인듐, 아연, 주석, 안티몬 및 지르코늄 산화물 중에서 선택된 1 종 이상의 요소 (member)로 이루어진, 그레인 직경이 100 nm 이하의 미세 그레인 중에서 선택되는 경우에, 그레인의 그레인 직경이 빛의 파장보다 충분히 짧아 산란이 발생하지 않는다는 것이 JPA 8-110401 에 의해 보고되었다.

따라서, 상기 물질은 광학적 관점에서 균일한 물질처럼 행동한다. 경질 코팅층은 섬광방지층으로도 작용할 수 있다. 선택적으로, 섬광방지층을 경질 코팅층 상에 추가로 형성할 수 있다.

경질 코팅층에 사용되는 화합물은 바람직하게는 주쇄 (main chain)로서 포화탄화수소 또는 폴리에스테르를 갖는 중합체이고, 더욱 바라직하게는, 주쇄로서 포화 탄화수소를 갖는 중합체이다. 결합제 중합체는 가교된 것이 바람직하다. 주쇄로서 포화 탄화수소를 갖는 중합체는 바람직하게는 에틸렌성 불포화 단량체의 중합에 의해 수득된다. 가교성 결합제 중합체를 수득하기 위하여, 2 개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 사용하는 것이 바람직하다. 고굴절 지수를 수득하기 위하여, 단량체가 그의 구조 중에 방향족 고리, 불소를 제외한 할로겐 원자, 황, 인 및 질소 원자로부터 선택되는 하나 이상의 요소를 함유하는 것이 바람직하다.

2 개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체의 예에는 다가 알코올과 (메트) 아크릴산의 에스테르 (예를 들면, 에틸렌 글리콜 디(메트) 아크릴레이트, 1,4-디시클로헥산 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트) 아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트) 아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메트) 아크릴레이트, 트리메틸롤에탄 트리(메트) 아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메트) 아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트) 아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메트) 아크릴레이트, 1,2,3-시클로헥산 테트라메타크릴레이트, 폴리우레탄 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르 폴리아크릴레이트), 비닐벤젠 및 그의 유도체 (예를 들면, 1,4-디비닐벤젠, 2-아크릴로일에틸-4-비닐벤조에이트, 1,4-디비닐시클로헥사논), 비닐술폰 (예를 들면, 디비닐술폰), 아크릴아미드 (예를 들면, 메틸렌비스아크릴아미드) 및 메타크릴아미드가 포함된다.

고굴절 지수 단량체의 예에는 비스 (4-메타크릴로일티오페닐) 술파이드, 비닐나프탈렌, 비닐페닐 술파이드 및 4-메타크릴옥시페닐-4'-메톡시페닐 티오에테르가 포함된다.

주쇄로서 폴리에테르를 갖는 중합체는 다관능성 에폭시 화합물의 개환 중합에 의해 합성되는 것이 바람직하다.

적용 후에, 에틸렌성 불포화기를 갖는 상기 단량체를 이온화된 방사를 사용한 중합에 의해 또는 가열하여 경화시키는 것이 필요하다.

에틸렌성 불포화기를 갖는 상기 단량체는 광라디칼 개시제 또는 열라디칼 개시제의 존재하에 이온화된 방사를 조사시켜 또는 가열하여 중합될 수 있다.

따라서, 반사방지 필름은, 바람직하게는 매트 그레인 및 무기 충진제와 함께, 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체 및 광라디칼 개시제 또는 열 개시제를 함유하는 코팅 용액을 제조하고, 상기 코팅 용액을 투명 기판 상에 적용한 후, 이온화 방사를 사용하여 또는 가열하여 중합시키는 것에 의해 형성될 수 있다.

광라디칼 개시제의 예에는 아세토페논, 벤조페논, 마이클러 (Michler) 벤조일 벤조에이트, 아미드옥심 에스테르, 테트라메틸 티우람 모노술파이드 및 티오크산톤이 포함된다.

광분리 (photocleavage) 형의 광라디칼 개시제를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 광분리형 광라디칼 개시제는 [Saishin UV Koka Gijutsu (p. 159, Kazuhiro Kobo 출판, Gijutsu Joho Kyokai K.K. 1991)에 기재되어 있다.

시판되는 광분리형 광라디칼 중합 개시제의 예는 Ciba Geigy Japan 사제, Irgacures (651,184,907)이다.

다관능성 단량체 100 질량부 당, 바람직하게는 0.1 내지 15 질량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 질량부 함량의 광중합 개시제가 사용된다.

광중합 개시제에 부가하여, 감광제가 사용될 수 있다. 상기 광합성제의 구체적 예에는 N-부틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-부틸포스핀, 마이클러 케톤 및 티오크산톤이 포함된다.

2 개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체에 대한 치환물로서 또는 이에 부가하여, 가교 구조를 가교성 기와의 반응에 의해서 결합제 중합체 내부로 도입할 수 있다. 가교성 기의 예에는 이소시아네이트기, 에폭시기, 아지리딘기, 옥사졸리딘기, 알데히드기, 카르보닐기, 히드라진기, 카르복실기, 메틸롤기 및 활성 메틸렌기가 포함된다. 더욱이, 가교 구조를 도입하기 위한 단량체로서 비닐술폰산, 산 무수물, 시아노아크릴레이트 유도체, 멜라민, 에테르화된 메틸롤, 에스테르 및 우레탄, 및 금속 알콕시드, 예컨대, 테트라메톡시실란을 사용할 수 있다. 또한, 분해 반응의 결과로서 가교성을 나타내는 관능기, 예를 들면, 블록 이소시아네이트기를 사용할 수 있다. 본 발명에서, 가교성 기는 전술한 화합물에 제한되지 않으나, 관응기 분해의 결과로 반응성을 나타내는 화합물이 사용될 수 있다.

적용 후에, 가교성 기를 갖는 상기 화합물을, 예를 들면, 가열하여 가교시켜야 한다.

경질 코팅층을 구성하는 물질의 굴절 지수를 상승시키기 위하여, 경피폭층이, 티탄, 알루미늄, 인듐, 아연, 주석, 안티몬 및 지르코늄 산화물로부터 선택되는 하나 이상의 요소로 이루어진, 그레인 직경이 100 nm 이하, 바람직하게는 50 nm이하인 미세 그레인을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 미세 그레인의 예에는 TiO₂, Al₂0₃, In₂0₃, ZnO, ZnO₂, Sb₂0₃, ITO 및 ZrO₂가 포함된다.

무기 미세 그레인 함량은 경질 코팅층의 전체 질량에 대하여 바람직하게는 10 내지 90 질량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 80 질량%, 특히 바람직하게는 30 내지 60 질량% 이다.

섬광방지 특성을 부여하고, 경질 코팅층의 간섭에 기인한 반사력의 감소를 예방하고, 불규칙한 색상을 예방하기 위하여, 무기 화합물 또는 유기 중합체의 매트 그레인을 경질 코팅층 내에 사용한다. 예를 들면, 실리카 그레인, TiO₂그레인, Al₂0₃그레인, 가교성 아크릴 그레인, 스티렌 그레인, 가교성 스티렌 그레인, 멜라민 수지 그레인, 벤조구안아민 수지 그레인 또는 가교성 실록산 그레인이 바람직하게 사용된다. 제조 중 섬광방지 경질 코팅층 코팅 용액 내의 그레인의 유리한 분산 안정성 (결합제와의 높은 친화도) 및 유리한 침강 안정성 (낮은 비중)을 고려하여, 유기 중합체의 그레인을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에서 매트 그레인의 평균 그레인 직경은 0.3 ㎛ 내지 10.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 7.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 1 ㎛ 내지 6 ㎛ 이다. 메트 그레인의 형태에 관하여는, 구형 또는 불규칙한 것을 사용할 수 있다. 안정한 섬광방지 특성을 달성하기 위하여, 구형 그레인을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 2 개 이상의 서로 상이한 형태의 그레인을 사용할 수 있다.

경질 코팅층 필름 두께의 1/3 을 초과하는 그레인 직경을 갖는 매트 그레인을 사용하는 것이 바람직하다. 그레인 직경 분포는 Coulter 계수법 또는 원심 분리법에 의해 측정될 수 있다. 분포는 그레인 계수 분포에 관하여 측정된다. 경질 코팅층의 건조 필름 두께는 바람직하게는 2 ㎛ 내지 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 6 ㎛ 범위이다.

섬광방지 특성을 달성하는 방법으로서, JP 2000-329905 는 반사방지층을 형성한 후에, 섬광방지 특성을 반사방지 필름에 부여하는 방법을 개시한다. 더욱 구체적으로는, 상기 방법에서, 반사방지층을 적용한 후에, 반사방지 필름을 엠보싱 롤을 사용하여 프레스시킨다. 상기 방법은 본 발명의 섬광방지 광학 필름에 대하여도 이용 가능하다. 상기 단계에서, 압력을 1 kgf/cm 내지 1000 kgf/cm 로 가하고, 온도를 25 ℃ 내지 300 ℃ 로 조절하는 것이 바람직하다. 롤은 각종 물질, 예를 들면, 철 및 알루미늄 및 플라스틱으로 이루어질 수 있다.

반사방지 기능을 부여하기 위하여, 저굴절층을 섬광방지 층에 부여하여 섬광방지 반사방지 필름을 수득할 수 있다. 저굴절층의 굴절 지수는 1.38 내지 1.49, 바람직하게는 1.38 내지 1.44 범위이다.

반사방지 필름에서, 저굴절층이 하기 관계 (I)을 만족시키는 것이 바람직하다.

mλ/4 ×O.7 < n1d1 < mλ/4 ×1.3 (I)

상기 식에서, m 은 양의 홀수 (일반적으로 1) 이고; n1 은 저굴절층의 굴절 지수를 나타내고; d1 은 저굴절층의 필름 두께를 나타낸다 (nm).

저굴절층이 0.03 내지 0.15 의 마찰 계수 및 90°내지 120°의 물에 대한 접촉 각을 갖도록, 이온화 방사 및 유기 미세 충진제에 기인하여 가교성인 불소 함유 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 저굴절층에서 사용 가능한 불소 함유 가교성 중합체의 예에는 퍼플루오로알킬 함유 실란 화합물 (예를 들면, (헵타데카플로로-1,1,2,2-테트라데실) 트리에톡시실란), 및 구성 단량체로서 불소 함유 단량체 및 가교성 기를 부여하기 위한 또다른 단량체를 갖는 불소 함유 공중합체가 포함된다.

불소 함유 단량체의 구체적 예에는 플루오로올레핀 (예를 들면, 플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오롤-2,2-디메틸-1,3-디옥솔), 부분 또는 완전 불화된 (메트) 아크릴산 알킬 에스테르 유도체 (예를 들면, Osaka Organic Chemical Industry 사제 Viscoat 6FM, Daikin Industries 사제 M-2020) 및 완전 또는 부분 불화된 비닐 에테르가 포함된다.

가교성 기를 부여하는 단량체의 예에는 예비적으로 글리시딜 메타크릴레이와 같은 분자 중에 가교성 관능기를 갖는 (메트) 아크릴레이트 단량체, 및 예를 들면, 카르복실기, 히드록실기, 아미노기 또는 술포네이트기를 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체 (예를 들면, (메트)아크릴산, 메틸롤 (메트)아크릴레이트, 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 알릴아크릴레이트)가 포함된다. 후자의 단량체는, JPA 10-25388 및 JPA 10-147739 에 의해 보고된 바와 같이, 공중합의 완성 후에 가교 구조를 도입할 수 있다는 것이 공지되어 있다.

또한, 전술한 바와 같이 구성 단위로서 불소 단량체를 갖는 상기 중합체 뿐만 아니라 불소 유리 단량체와의 공중합체도 또한 사용할 수 있다. 함께 사용 가능한 단량체는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 올레핀 (예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드), 아크릴산 에스테르 (예를 들면, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트), 메타크릴산 에스테르 (예를 들면, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트), 스티렌 유도체 (예를 들면, 스티렌, 디비닐벤젠, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌), 비닐 에테르 (예를 들면, 메틸 비닐 에테르), 비닐 에스테르 (예를 들면, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 신나메이트), 아크릴아미드 (예를 들면, N-tert부틸 아크릴아미드, N-시클로헥실 아크릴아미드), 메타크릴아미드 및 아크릴로니트릴 유도체를 사용할 수 있다.

저굴절층에서 사용되는 무기 그레인으로서, 무정형의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이의 바람직한 예에는 금속 산화물, 질화물, 술파이드 및 할라이드로 이루어진 것이 포함되고, 금속 산화물이 특히 바람직하다. 금속 원자의 예에는 Na, K, Mg, Ca, Ba, Al, Zn, Fe, Cu, Ti, Sn, In, W, Y, Sb, Mn, Ga, V, Nb, Ta, Ag, Si, B, BI, MO, Ce, Cd, Be, Pb 및 Ni 가 포함된다. 그 중, Mg, Ca, B 및 Si 가 더욱 바람직하다. 2 개 유형의 금속을 함유하는 무기 화합물을 또한 사용할 수 있다. 무기 화합물로서 실리콘 이산화물, 즉, 실리카를 사용하는 것이 특히 바람직하다.

무기 그레인의 평균 그레인 직경은 바람직하게는 0.001 내지 0.2 ㎛, 더욱바람직하게는 0.005 내지 0.05 ㎛ 범위이다. 또한, 미세 그레인의 그레인 직경은 가능하면 균일한 것이 바람직하다 (균질 분산).

무기 미세 그레인의 함량은 전체 저굴절층의 질량에 대하여 5 질량% 내지 90 질량%, 더욱 바람직하게는 10 질량% 내지 70 질량%, 더욱 바람직하게는 20 질량% 내지 50 질량% 의 범위이다.

표면 처리 후에 무기 미세 그레인을 사용하는 것이 또한 바람직하다. 표면 처리의 예에는 물리적 표면 처리, 예컨대, 플라즈마 방전 및 코로나 방전, 및 커플링제를 사용한 화학적 표면 처리가 포함된다. 커플링제를 사용하는 것이 바람직하다. 커플링제로서, 바람직하게는 오르가노알콕시금속 화합물 (예를 들면, 티탄 커플링제, 실란 커플링제)이 사용된다. 무기 미세 그레인이 실리카인 경우에, 실란 커플링 처리를 사용하는 것이 특히 효과적이다.

섬광방지 필름 및 섬광방지 반사방지 필름, 즉, 섬광방지 광학 필름의 각 층은 코팅 방법, 예컨대, 함침 코팅 방법, 공기 나이프 (air knife) 코팅 방법, 커튼 (curtain) 코팅 방법, 롤러 코팅 방법, 와이어 바 (wire bar) 코팅 방법, 그라비어 (gravure) 코팅 방법 또는 사출 코팅 방법 (USP 2,681,294)으로 형성될 수 있다. 2 개 이상의 층이 동시에 코팅될 수 있다. 동시 코팅 방법은 USP 2,761,791, ibid. 2,941898, ibid. 3,508,947 및 ibid. 3,526,528, 및 [Yuji Harasaki, CotinguKogaku, p. 253,Asakura Shoten (1973)]에 기재되어 있다.

그레인 함유 층이 임의의 내부 산란이 배제된 경우, 섬광방지 필름 및 섬광방지 반사방지 필름의 헤이즈는 바람직하게는 0 % 내지 18 %, 더욱 바람직하게는 0% 내지 15 % 범위이다.

그레인 함유 층이 내부 산란을 갖는 경우에, 이는 바람직하게는 15 % 내지 80 %, 더욱 바람직하게는 20 % 내지 65 % 범위이다.

투명 필름 기판으로서, 80 % 이상의 광투과도를 갖는 플라스틱 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 플라스틱 필름을 구성하는 중합체의 예에는 셀룰로오스 에스테르 (예를 들면, 트리아세틸 셀룰로오스, 디아세틸 셀룰로오스, 아세테이트 부티레이트 셀룰로오스, 프로피오닐 셀룰로오스, 부티릴 셀룰로오스, 아세틸 프로피오닐 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스) 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르 (예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-디페녹시에탄-4,4'-디카르복실레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트), 폴리스티렌 (예를 들면, 신디오택틱 폴리스티렌), 폴리올레핀 (예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐) 및 노르보르넨 중합체 필름 (예를 들면, JSR 사제 Arton , Nippon Zenon 사제 Zeonor, Nippon Zenon 사제 Zeonex), 폴리아크릴릭 수지 필름, 예컨대, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리우레탄 수지 필름, 폴리에테르 술폰 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리카르보네이트 필름, 폴리 술폰 필름, 폴리에테르 필름, 폴리메틸펜텐 필름 및 폴리에테르 케톤 필름이 포함된다. 그 중, 셀룰로오스 에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트가 바람직하고, 셀룰로오스 에스테르가 더욱 바람직하고, 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르가 더욱 바람직하다. "저급 지방산" 이라는 용어는 탄소수 6 이하의 지방산을 의미한다. 탄소수가 2 (셀룰로오스 아세테이트), 3 (셀룰로오스 프로피오네이트) 또는 4 (셀룰로오스 부티레이트)인 것이 바람직하다. 셀룰로오스 에스테르로서, 셀룰로오스 아세테이트, 예컨대, 디아세틸 셀룰로오스 및 트리아세틸 셀룰로오스가 바람직하다. 또한, 혼합된 지방산 에스테르, 예컨대, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 또는 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트가 사용될 수 있다.

특히, 본 발명의 반사방지 필름이 액정 디스플레이 유닛, 유기 EL 디스플레이 유닛 등에 사용되는 편광 플레이트용 표면 보호 필름 중 하나로서 사용되는 경우에, 트리아세틸 셀룰로오스가 바람직하게 사용된다. 선택적으로, 본 발명의 반사방지 필름이 평면 CRT, PDP 등을 위해 유리 기판 등으로 적층되는 경우에는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트가 바람직하다.

투명 지지체의 광투과도는 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 86% 이상이다. 투명 기판의 헤이즈는 바람직하게는 2.0 % 이하, 더욱 바람직하게는 1.0 % 이하이다. 투명 지지체의 굴절 지수는 바람직하게는 1.4 내지 1.7 이다.

일반적으로, 셀룰로오스 아세테이트의 치환 정도는 2-, 3- 및 6-히드록실기에 1/3 씩 균일하게 분포되지 않으나, 6-위치의 히드록실기에서 치환 정도가 보다 낮아지는 경향이 관찰된다. 본 발명에서, 6-위치의 히드록실기의 치환 정도가 2- 및 3-위치의 히드록실기의 치환 정도에 비해 높은 것이 바람직하다.

6-위치의 히드록실기가 30 % 내지 40%, 더욱 바람직하게는 31 % 이상, 특히 바람직하게는 32 % 이상의 비율로 아실기로 치환되는 것이 바람직하다. 또한, 셀룰로오스 아세테이트의 6-위치에서의 아실기 치환 정도는 0.88 이상인 것이 바람직하다.

셀룰로오스 아세테이트로서, JPA 11-5851 에서 합성예 1 (43 내지 44 문단), 합성예 2 (48 내지 49 문단) 및 합성예 3 (51 내지 52 문단)에 의해 수득된 셀룰로오스 아세테이트를 사용할 수 있다.

다음으로, 셀룰로오스 아세테이트 필름을 사용하는 경우를 상세히 기술할 것이다.

일반적으로, 셀룰로오스 아세테이트 필름은 용매 캐스트 (cast) 방법에 의해 제조된다. 용매 캐스트 방법에서, 필름은 유기 용매 중 셀룰로오스 아세테이트 용액 (도프 (dope))를 사용하여 제조된다. 유기 용매로서, 일반적으로, 할로겐화된 탄화수소, 예컨대, 메틸렌 클로라이드를 사용한다.

따라서, Japan Institute of Invention and Innovation에 의해 출판된 Kokai Giho (Journal of technical disclosure) (Kogi No.2001-1745, 2001년 3월 15일 출판, 이하 Kokai Giho 2001-1745로 약칭)에 언급된 유기 용매를 사용한다. 할로겐화된 탄화수소, 예컨대, 메틸렌 클로라이드가 임의의 기술적 문제 없이 사용될 수 있다 하더라도, 지구 환경 및 작업 환경 측면에서 임의의 할로겐화된 탄화수소가 실질적으로 배제된 유기 용매를 사용하는 것이 바람직하다. "실질적으로 배제된"이란 표현은 유기 용매 중에 5 질량% (바람직하게는2 질량%) 미만의 할로겐화된 탄화수소를 함유하는 것을 의미한다.

본 발명의 셀룰로오스 아세테이트 필름은, 예를 들면, [Kokai Giho 2001-1745, pp. 15 to 22]에 기술된 각종 첨가제 (예를 들면, 가소화제, 자외선 방지제, 산화 방지제, 미세 그레인, 광학적 특성 조절제)를 함유할 수 있다. 광학적 특성 조절제로서, 지연 상승제 (retardation-elevating agent)로서 2 개 이상의 방향족 고리를 갖는 방향족 화합물을 사용하여 중합체 필름의 지연을 조절하는 것이 바람직하다. 지연 상승제의 구체적 예는, 예를 들면, Kokai Giho 2001-1745, JPA 2000-111914, JPA 2000-275434 및 PCT/JP00/02619 에 기재되어 있다.

본 발명에서 투명 필름 기판으로 사용되는 셀룰로오스 아세테이트 필름은 예비적으로 표면 처리되는 것이 바람직하다. 표면 처리로서, 코로나 방전, 글로우 (glow) 방전, 불꽃 처리, 산 처리, 알칼리 처리 또는 자외선 조사가 사용될 수 있다. 이하에 기술될 배향 필름에 대한 접착성을 강화시키기 위하여, 산 또는 알칼리로 처리하는 것, 즉, 투명 지지체에 대한 사포닌화가 특히 바람직하다. 상기 표면 처리로서, [Kokai Giho 2001-1745, pp. 29 to 30]에 기재된 방법을 사용할 수 있다. 또한, 섬광방지 광학 필름의 형성 후에, 알칼리 용액을 광학 필름에 적용하는 것이 가능하다. 또한 바람직하게는, 표면 보호 필름으로서, 섬광방지층이 형성되는 면의 반대 면 상에서 사포닌화된 섬광방지 광학 필름을 사용한다.

셀룰로오스 아세테이트 필름은 예비적으로 언더코팅 (undercoating) 될 수 있다. 언더 코팅을 위하여, [Kokai Giho 2001-1745, pp. 30 to 31]에 기재된 방법을 사용할 수 있다.

본 발명에서, 목적된 섬광방지 특성은 전술한 바와 같이 엠보싱 롤 상으로 프레스하는 것을 포함하는 엠보싱을 수행하여 달성될 수 있다. 엠보싱에 의해발현되는 요철은 연장된 기간 동안 시간이 지남에 따라 용이하게 점차적으로 감소될 수 있다. 이런 현상에 대한 추가적 연구가 수행되었다. 그 결과, 하기 발견을 수득하였다. 본 발명의 섬광방지 광학 필름용 투명 플라스틱 지지체로서 바람직한 물질인, 상대적으로 높은 물 흡수도를 갖는 플라스틱 물질, 예컨대, 셀룰로오스 에스테르 (예를 들면, 트리아세틸 셀룰로오스, 디아세틸 셀룰로오스, 프로피오닐 셀룰로오스, 부티릴 셀룰로오스, 아세틸 프로피오닐 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스)는 대기 중 물 함량과 열의 상승 효과에 기인하여 요철의 감소를 현저히 촉진시킨다. 그러나, 반사방지층의 측면을 거칠게 하고, 이어서, 열수 (hot water) 및 수증기로 처리하는 것을 포함하는 엠보싱을 시킨 경우에, 반사방지 필름은 요철 표면이 일시적으로 감소하는 것을 나타내나, 연장된 사용 후에 또는 고온 다습의 험한 대기 중에서 요철의 변화가 현저하게 줄어드는 것을 나타낸다. 최종 산물로서 목적된 요철 표면, 즉, 목적된 섬광방지 특성을 갖는 반사방지 필름과 관련되어, 상기 방법은, 처리에 기인한 요철의 감소를 예상하여 열수 또는 수증기로 처리하기 전에 요철 표면을 조금 크게 설계하여, 열수 또는 수증기로 처리한 후의 요철 표면이 최적이 되도록 하는 것을 포함하는 바람직한 방법이다.

본 발명의 섬광방지 특성을 갖는 반사방지 필름의 기본 구조는 첨부된 도면과 연결하여 기술될 것이다.

[섬광방지 특성의 제공]

도 3 은 섬광방지 특성을 갖는 코팅된 유형의 반사방지 필름을 제공하는 방법의 예를 예시한다. 도 3 에서, 반사방지 필름의 하나 이상의 측면에 요철 표면을 제공하여 반사방지 특성을 훼손하지 않고 섬광방지 특성을 나타내도록, 반사방지 필름 (21) 을 엠보싱 롤 (24) 및 백업 롤 (25) 위의 그의 반사방지층 (23) 쪽으로 프레스한다. 반사방지 특성을 유지하는데 필요한 필름 두께의 균일성은 광 간섭층의 수 및 설계에 의존한다. 예를 들면, 공기 경계면 층으로부터 하기 순서대로 각 층에 대하여 λ/4n 의 두께로 적층된 저굴절층, 고굴절층 및 중간 굴절층을 갖는 3 개 층 설계의 경우에, 두께 균일성의 상한은 각 층에 대하여 ±3% 이다. 두께 균일성의 상한이 상기 정의된 범위를 초과하는 경우에, 수득된 반사방지 필름은 현저하게 훼손된 반사방지 특성을 나타낸다. 섬광방지 특성의 정도는 엠보싱 단계에서의 공정 조건, 예컨대, 필름 표면 온도, 압력 및 공정 속도, 및 반사방지 필름을 갖는 투명 지지체의 동역학적 물리적 특성에 의해 조절될 수 있다. 그러나, 보다 온화한 조건 하에서의 엠보싱이 필름의 평면성, 공정의 안정성, 비용 등의 면에서 바람직하다.

[열수 처리]

바람직하게는, 엠보싱된 표면의 특성 유지 및 경제성 모두의 측면에서, 연장된 사용에 기인한 엠보싱된 표면 상의 요철의 감소를 예방하기 위한, 상기와 같이 엠보싱된 섬광방지 반사방지 필름의 열수 처리를 엠보싱 후 연속적인 공정에서 실행한다. 열수 처리는 엠보싱된 반사방지 필름을 온도가 소정 범위 내로 유지된 뜨거운 수조에 통과시켜 매우 간단하고 효과적으로 달성될 수 있다. 엠보싱된 반사방지 필름을 물 또는 수증기를 함유하는 용액에 통과시켜 동일한 효과를 또한 달성할 수 있다. 물을 함유하는 용액의 예에는 물 및 물과 혼화성인 용매, 예컨대, 저급 1 가 알코올 (메탄올, 에탄올 등), 저급 2 가 알코올 (에틸렌 글리콜 등) 및 저급 3 가 알코올 (글리세린)의 임의 비율의 혼합물이 포함된다. 용액의 물 함량은 바람직하게는 10 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 20 질량% 이상, 더더욱 바람직하게는 50 질량% 이상이다. 그러나, 경제성, 환경 오염, 독성 등을 고려하면, 정제수가 가장 바람직하다. 열수 처리의 온도는 바람직하게는 60 ℃ 이상, 200 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 70 ℃ 이상, 190 ℃ 이하, 가장 바람직하게는 80 ℃ 이상, 180 ℃ 이하이다. 열수 처리의 온도는 바람직하게는 엠보싱 온도 이하이다. 열수 처리의 온도가 엠보싱 온도를 초과하는 경우에, 엠보싱된 표면의 요철이 용이하게 감소될 수 있고, 가공 시간의 조절이 어려울 수 있다. 열수 처리 시간은 열수 처리 온도와 밀접하게 연관되고, 바람직하게는 1 초 내지 100,000 초 이하이다. 그러나, 생산성 등을 고려하면, 2 초 내지 100,000 초 이하가 더욱 바람직하고, 가장 바람직하게는 4 초 내지 1,000 초 이하이다.

바람직하게는, 본 발명의 섬광방지 반사방지 필름은, 방정식 (I)에 의해 정의되는 바와 같은, 30 % 이상의 산술 평균 거칠기의 유지 백분율 R 을 나타낸다:

(I) R = RA/RB

본 발명의 섬광방지 반사방지 필름의 유지 백분율 R 은 바람직하게는 40 % 이상, 더욱 바람직하게는 50 % 이상, 더더욱 바람직하게는 80 % 이상, 특히 90% 이상이다.

[표면 거칠기]

섬광방지 반사방지 필름의 표면 거칠기는 스캐닝 현미경 하에서 섬광방지 특성을 갖는 샘플의 요철 표면을 관찰하여 수득되는 데이타를 분석하여 계산될 수 있다. 산술 평균 거칠기 (Ra)는 JIS-B-0601 에 따라 측정된다. 본 발명에서, 반사방지 필름 표면의 산술 평균 거칠기 (Ra) 는 0.05 내지 2 ㎛ 의 범위 이내이도록 미리 결정된다. Ra 는 바람직하게는 0.07 내지 1.5 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.09 내지 1.2 ㎛, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1 ㎛ 이다. Ra 가 0.05 ㎛ 미만인 경우, 충분한 섬광방지 기능이 달성될 수 없다. Ra 가 2 ㎛ 를 초과하는 경우, 생성된 반사방지 필름은 해상도가 감소하고, 외부 빛의 조사 시에 이미지가 백색으로 눈부시게 된다.

추가로, 본 발명에서, 모든 요철 표면 강도 중에 1 내지 10 ㎛ 의 주기를 갖는 요철 강도의 비율은 바람직하게는 15% 이상이고, 더욱 바람직하게는 20% 이상, 더더욱 바람직하게는 25% 이상, 가장 바람직하게는 30% 이상이다. 상기 비율이 증가할 수록, 수득되는 섬광방지 특성은 더욱 미세하고 더욱 고도의 조직을 제공한다. 1 내지 10 ㎛ 의 주기를 갖는 요철 강도 비율은 전력 스펙트럼 밀도 분석에 의하여 결정된다. 전력 스펙트럼 밀도(PSD) 는 하기 방정식 (2)로 정의된다.

(식 중, A 는 스캐닝 지역을 나타내고; p 및 q 각각은 수평 방향의 진동수를 나타내고; x (x, y) 는 이미지 데이타를 나타낸다). 1 내지 10 ㎛ 의 주기를 갖는 요철 강도의 평균 제곱근 (RMS), 이어서 모든 기폭 표면 강도를 측정한다. 요철 강도의 평균 제곱근 (RMS)은 하기 방정식 (3)에 의해 정의된다.

1 내지 10 ㎛ 의 주기를 갖는 요철 강도의 비율은 1 내지 10 ㎛ 의 주기를 갖는 요철 강도의 평균 제곱근 (RMS_1-10) 대 모든 요철 표면 강도의 평균 제곱근 (RMS_totoal) 의 비율 (RMS_1-10/RMS_total)에 상응한다.

반사방지 필름 표면 상의 인접 정점 간의 평균 피치 (pitch)는 바람직하게는 10 내지 60 ㎛, 더욱 바람직하게는 15 내지 40 ㎛, 가장 바람직하게는 15 내지 20 ㎛ 이다. 정점의 상층에서 골의 기저까지의 평균 깊이는 바람직하게는 0.05 내지 2 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 ㎛ 이다. 전체 섬광방지 반사방지 필름의 헤이즈는 바람직하게는 15 % 이하이다. 전체 섬광방지 반사방지 필름의 반사율은 바람직하게는 2.5 % 이하이다.

[반사방지 필름의 형성]

도 4 는 엠보싱된 반사방지 필름의 기본 층 구조를 예시하는 개략적인 단면도이다. 반사방지 필름은 순서대로 척층된 투명 기판 (211), 경질 코팅층 (212), 중간 굴절층 (213), 고굴절층 (214) 및 저굴절층 (215)을 포함한다. 광학적 두께, 즉, 굴절 지수와 상기 3 층의 반사방지 필름에서 중간 굴절층, 고굴절층 및 저굴절층의 두께의 곱의 값은 바람직하게는 전체 파장 λ의 약 1/4 또는 이의 정수배이다.

그러나, 저 굴절율 및 반사된 빛의 감소된 색조를 포함하는 본 발명의 반사율 특성을 실현하기 위하여는, 중간 굴절층, 고굴절층 및 저굴절층이, 계획된 파장 (= 500 nm)에 대하여, 각각 하기의 관계 (I), (II) 및 (III)를 만족시킬 필요가 있다:

λ/4 ×0.80 < n1d1 < λ/4 ×1.00 (I)

λ/2 ×0.75 < n2d2 < λ/2 ×0.95 (II)

λ/4 ×0.95 < n3d3 < λ/4 ×1.05 (III)

(식 중, n1 은 중간 굴절층의 굴절 지수를 나타내고; d1 은 중간 굴절층의 두께를 나타내고 (nm); n2 는 고굴절층의 굴절 지수를 나타내고; d2 는 고굴절층의 두께를 나타내고 (nm); n3 은 저굴절층의 굴절 지수를 나타내고; d3 는 저굴절층의 두께를 나타낸다 (nm)). 추가로, 트리아세틸 셀룰로오스 (굴절 지수: 1.49) 로 이루어진 투명 지지체에 대하여, n1 은 1.60 내지 1.65 이고, n2 는 1.85 내지 1.95 이고, n3 은 1.45 내지 1.45 일 필요가 있다. 또한, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (굴절 지수: 1.66) 으로 이루어진 투명 지지체에 대하여, n1 은 1.65 내지 1.75 이고, n2 는 1.85 내지 2.05 이고, n3 은 1.35 내지 1.45 일 필요가 있다.상기 굴절 지수를 갖는 중간 굴절층 또는 고굴절층의 전술한 물질이 선택될 수 없는 경우에, 소정의 굴절 지수 보다 높은 굴절 지수를 갖는 층과 소정의 굴절 지수 보다 낮은 굴절 지수를 갖는 층의 조합을 갖는 균등 필름의 이론을 사용하여, 실질적으로, 소정의 굴절 지수를 갖는 중간 굴절층 또는 고굴절층에 광학적으로 균등한 층을 형성할 수 있다는 것이 공지되어 있다. 본원에서 사용하는 바와 같은 "실질적으로 3 개의 층"이라는 용어는 상기 균등층을 포함하는 4 개 또는 5 개의 반사방지 층을 나타내는 것으로 의미된다.

전술한 층 구조에 의해 수득되는 본 발명의 반사율 특성은 낮은 반사율 및 반사광에서의 색조의 감소 모두를 만족시킬 수 있다. 따라서, 예를 들면, 액정 디스플레이 단위의 최상부 표면에 적용되는 경우, 본 발명의 섬광방지 광학 필름은 전례 없이 높은 가시성을 갖는 디스플레이 유닛을 제공할 수 있다. 450 nm 내지 650 nm 의 파장 범위에 걸쳐 입사각 5°와 반사각 (emission angel) -5°의 경면 반사율이 0.5 % 이하, 바람직하게는 0.3% 이하이므로, 디스플레이 유닛 표면에 의한 외부 빛의 반사에 기인한 가시성의 훼손이 충분한 수준으로 예방될 수 있다. 추가로, 본 발명의 섬광방지 광학 필름이 액정 디스플레이 유닛에 적용되는 경우, 실내 형광 램프와 같은 높은 발광을 갖는 외부 빛이 그 위에 약하게 반사되는 경우에 발현되는 색조는 회색이고, 거슬리지 않는다.

중간 굴절층 및 고굴절층은 높은 굴절 지수를 갖는 무기 입상 물질, 열 또는 이온화 방사-경화성 단량체, 개시제 및 용매를 함유하는 코팅 조성물을 코팅시키고, 용매를 건조시켜 제거한 후, 열적으로 및/또는 이온화 방사에 의해 코팅된 물질을 경화시켜 형성된다. 무기 입상 물질로서, 바람직하게는, Ti, Zr, In, Zn, Sn 및 Sb 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 금속 산화물을 포함하는 것이 사용된다. 상기와 같이 형성된 중간 굴절층 및 고굴절층은 높은 굴절 지수를 갖는 중합체 용액을 코팅시키고, 코팅된 물질을 건조시켜 수득된 것과 비교할 때 우수한 스크래치 내성 및 접착성을 나타낸다. 분산 안정성, 경화 후 필름 강도 등을 확실히 하기 위하여, JP-A-11-153703 및 US 특허 6,210,858 B1 에 기재된 바와 같은 다관능성 (메트) 아크릴레이트 단량체 및 음이온성 기를 함유하는 (메트) 아크릴레이트 분산제를 코팅 조성물에 혼입시키는 것이 바람직하다.

특히, 고굴절층은 바람직하게는 Ti, Zr, In, Zn, Sn 및 Sb 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택된 1 종 이상의 금속 산화물을 함유하는 무기 입상 물질, 열 또는 이온화 방사-경화성 단량체, 개시제 및 용매를 함유하는 코팅 조성물을 코팅시키고, 건조시켜 용매를 제거한 후, 코팅된 물질을 열적 및/또는 이온화 방사로 경화시켜 형성된다.

무기 입상 물질의 평균 입자 직경은 Coulter 계수법에 의해 측정된 바와 같이 바람직하게는 1 내지 100 nm 이다. 무기 입상 물질의 평균 입자 직경이 1 nm 이하인 경우, 수득된 무기 입상 물질은 너무 큰 비표면적을 가져서 분산에 있어서 불충분한 안정성을 가져 불리하다. 반면, 무기 입상 물질의 평균 입자 직경이 100 nm 이상인 경우에, 수득된 무기 입상 물질은 굴절 지수에 있어서 결합제와 상이하여 가시 광선의 산란을 초래하여 불리하다. 고굴절층 및 중간 굴절층의 헤이즈는 바람직하게는 3 % 이하, 더욱 바람직하게는 1 % 이하이다.

저굴절층은 바람직하게는 열적으로 혹은 이온화 방사에 의해 조사될때 경화되는 불소-함유 화합물로 만들어진다. 상기 경화성 물질의 운동 마찰계수는 바람직하게는 0.03 내지 0.15이다. 정제수에 대한 경화성 물질의 접촉각은 바람직하게는 100°이상, 더욱 바람직하게는 100°내지 120°이다. 경화성 물질의 운동 마찰 계수가 0.15보다 높을 경우, 수득한 경화성 물질은 그의 표면이 마찰될때 스크래치되는 단점이 있다. 정제수에 대한 경화성 물질의 접촉각이 100°미만일 경우, 수득한 경화성 물질에 지문, 오일 자국 등이 부착하여 얼룩 방지 측면에서 불리하다.

상기 경화성 불소-함유 중합체 화합물의 예로는 퍼플루오로알킬기-함유 실란 화합물 (예컨대, 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라데실)트리에톡시실란)을 포함한다. 상기 경화성 불소-함유 중합체 화합물의 다른 예로는 구조단위로서 불소-함유 단량체와 가교성 기를 제공하기 위한 단량체를 함유하는 불소-함유 공중합체를 포함한다.

불소-함유 단량체 단위의 구체적인 예로는, 플루오로올레핀 (예를 들어, 플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔, 등), (메트)아크릴산의 부분 또는 완전 불소화 알킬 에스테르 유도체 (예를 들어, Piscoat 6FM (오오사까 유기화학사 제조), M-2020 (다이낑사 제조)), 완전 또는 부분 불소화된 비닐 에테르 등이 포함된다. 이들 불소-함유 단량체 단위중에서 바람직한 것은 낮은 굴절율을 가지고 있어서 취급성이 용이한 헥사플루오로프로필렌이다.

가교성 기를 제공하기 위한 단량체로서, 글리시딜 메타크릴레이트와 같이 분자 내에 가교성 관능기를 가진 (메트)아크릴레이트 단량체를 들 수 있다. 가교성 기를 제공하기 위한 단량체의 다른 예로는 카르복실기, 히드록실기, 아미노기 또는 술폰산기 등을 가진 (메트)아크릴레이트 단량체, (예를 들어, (메트)아크릴산, 메틸롤 (메트)아크릴레이트, 히드록시알킬 (메트) 아크릴레이트, 알릴 아크릴레이트 등) 이 예시될 수 있다. 후자의 경우, JP-A-10-25388 및 JP-A-10-147739 에 개시된 바와 같이 가교구조가 공중합 후에 도입될 수 있다. 따라서, 후자 단량체가 특히 바람직하다.

저굴절층에 삽입되는 불소 화합물로서, 코팅 후에 가교되는 가교성 관능기를 갖는 불소-함유 중합체를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 중합체의 가교는 바람직하게는 열적으로 혹은 이온화 방사에 의해 수행된다. 열-가교성 불소-함유 중합체의 구체적인 예로는 Opstar JN7228((굴절율이 1.42이고 불소함량이 36질량%인 JSR사에 의해 제조된 열-가교가능한 불소-함유 중합체의 상표명)을 포함한다.

이온화 방사-가교성 불소-함유 중합체로는, 그의 측쇄에 에틸렌성 불포화기를 가지고 있는 중합체가 바람직하게 사용된다. 에틸렌성 불포화기를 갖고 있는 상기 중합체의 가교는 이온화 방사에 의한 조사에 의해 수행될 수 있다. 광-라디칼 중합 개시제가 상기 과정에 첨가되는 것이 더욱 바람직하다.

광-라디칼 중합 개시제의 예로는 아세토페논, 벤조페논, 마이클러 벤조일 벤조에이트, 아밀옥심 에스테르, 테트라메틸 티오우람 모노술피드, 티오크산톤 등을 포함한다.

특히, 광-분열가능한 광-라디칼 중합 개시제가 바람직하다. 광-분열성 광-라디칼 중합 개시제의 상세한 내용은 가즈히로 다까보의 "UV 경화의 현대 기술", Gijutsu Joho Kyokai, 159페이지 1991년을 참고할수 있다.

상업적으로 시판되고 있는 광-분열성 광-라디칼 중합 개시제의 예로는 IRGACURE 651,184 및 907 (시바-가이기 재팬사에 의해 제조)를 들 수 있다.

광-중합 개시제는 바람직하게는 불소-함유 중합체 100 중량부에 대해 0.1 내지 15 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 중량부가 사용된다.

광-중합 개시제에 덧붙여, 감광제가 사용될 수 있다. 감광제의 구체적인 예로는 n-부틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-부틸포스핀, 및 마이클러 케톤 및 티오크산톤을 포함한다.

이온화 방사-가교성 불소-함유 중합체의 다른 예로는, 그의 측쇄에 산 촉매-가교성 관능기를 갖는 중합체와 이온화 방사 산 발생제의 조합, 및 그의 측쇄에 염기성 촉매 반응성 관능기를 갖는 중합체와 이온화 방사 염기 발생제의 조합을 들 수 있다. 전자가 바람직하다. 산 촉매-가교성 관능기로서, 에폭시기를 사용하는 것이 바람직하다. 이온화 방사 산 발생제로 광-산 발생제를 사용하는 것이 바람직하다. 광-산 발생제의 구체적인 예로는, 트리아릴술포늄 염, 그리고 디아릴 요오도늄 염을 포함한다.

광-산 발생제는 바람직하게는 불소-함유 중합체 100 중량부에 대해 0.1 내지 15 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 중량부의 양으로 사용된다.

이온화 방사로서, UV, 빛, 전자선, 방사선 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 빛이 사용될 수 있다. UV원의 바람직한 예로는 금속 할라이드 램프, 고압 수은 증기 램프 등을 들수 있는데, 금속 할라이드 램프가 바람직하다. UV의 조명도와 투사량은 바람직하게는 이들이 베이스에 역효과를 주지 않는 한 가능한 큰 것이 바람직하며, 각각 바람직하게는 50 내지 1,000 mW/cm²및 200 내지 1,000 mJ/cm², 더욱 바람직하게는 150 내지 600 mW/cm²와 250 내지 900 mJ/cm²이다.

무기 입상 화합물을 불소-함유 중합체에 분산시켜 필름 강도를 증진시키는 것이 더욱 바람직하다.

불소-함유 중합체의 물리적 특성과 관련하여, 불소-함유 중합체는 0.03 내지 0.15의 운동 마찰 계수 및 물에 대해 90 내지 120°의 접촉각을 가지고 있다.

구조단위로서 불소-함유 단량체를 갖는 상기 언급된 중합체 뿐만아니라 그와 불소 원자가 없는 단량체와의 공중합체가 사용될 수 있다. 상기 언급된 중합체에 조합되어 사용될 수 있는 단량체 단위는 특별히 제한되지는 않는다. 여기에 사용되는 단량체 단위의 예로는 올레핀 (에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드 등), 아크릴산 에스테르 (메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 등), 메타크릴산 에스테르 (메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 등), 스티렌 유도체 (스티렌, 디비닐 벤젠, 비닐 톨루엔, 알파-메틸스티렌 등), 비닐 에테르 (메틸 비닐 에테르 등), 비닐 에스테르 (비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 신나메이트 등), 아크릴아미드 (N-t-부틸아크릴아미드,N-시클로헥실아크릴아미드 등), 메타크릴아미드, 아크릴로니트릴 유도체 등을 들수 있다. 이들 단량체 단위는 JP-A-10-25388과 JP-A-10-147739에 개시되어 있다.

운동 마찰 계수를 낮추어 스크래치 내성을 제공하는 수단으로서, 미끄러움성을 개선하는 공중합체 단위가 도입될 수 있다. 측쇄에 폴리디메틸실록산 세그멘트를 도입하는 방법이 JP-A-11-228631에 개시되어 있다. 이 방법이 특히 바람직하다.

저굴절층의 형성에 사용되는 불소-함유 수지는 바람직하게는 스크래치에 대한 저항성을 제공하기 위해 사용전에 거기에 첨가된 입상 Si 산화물을 함유한다. 반사방지성의 관점에서, 불소-함유 수지의 굴절율은 가능한 낮은 것이 바람직하다. 그러나, 불소-함유 수지의 굴절률이 낮아지면, 불소-함유 수지의 스크래치 내성이 악화된다. 따라서, 불소-함유 수지의 굴절율과 입상 Si 산화물의 첨가량을 최적화함으로써, 스크래치 내성과 낮은 굴절율이 잘 조화를 이룬다.

입상 Si 산화물로서, 상업적으로 시판되고 있는 유기 용매내에 분산된 실리카 졸이 코팅 조성물에 첨가될 수 있다. 선택적으로는, 상업용으로 시판되고 있는 각종 실리카 분말이 유기 용매에 분산될 수 있다.

섬광방지 광학 필름의 반사율을 낮추기위해, 저굴절층의 굴절율을 충분히 낮출필요가 있다. 1.40 이상의 굴절율을 갖는 물질의 예로는 마그네슘 플루오라이드 및 칼슘 플루오라이드와 같은 무기 물질과 불소 함량이 많은 불소-함유 화합물과 같은 유기 물질을 들 수 있다. 그러나, 이들 불소-함유 화합물은 그의 불충분한 응집력과 지지체에 대한 불충분한 접착력으로 인해, 디스플레이 유닛의 최외각 표면에 위치되는 필름으로서 불충분한 스크래치 내성을 가지고 있다. 이 경우, 저굴절층은 바람직하게는 스크래치 내성의 관점에서 무기 입상물과 거기에 첨가된 커플링제를 함유한다.

저굴절층에 첨가되는 무기 입상물로는, 낮은 굴절 지수를 가지고 있는 것이 바람직하다. 무기 입상물의 굴절 지수는 바람직하게는 1.30 내지 1.49이다. 무기 입상물의 바람직한 예로는 실리카 및 마그네슘 플루오라이드를 들수 있으며, 특히 실리카가 바람직하다.

상기 무기 입상물의 평균 입자 직경은 바람직하게는 0.001 내지 0.2 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.05 ㎛이다. 입자의 입자직경은 가능한 균일한 것(단분산)이 바람직하다.

상기 무기 입상물의 첨가량은 저굴절층의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 5 내지 90 질량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 70 질량%, 특히 10 내지 50 질량%이다.

본 발명에서, 상기 무기 입상물은 사용전에 표면처리하는 것이 특히 바람직하다. 표면처리 방법으로는, 플라즈마 방전처리와 코로나 방전처리와 같은 물리적 표면처리 방법 혹은 커플링제를 이용한 처리와 같은 화학적 표면처리 방법이 사용될 수 있다. 이들 표면 처리방법중 바람직한 것은 커플링제를 이용한 표면처리 방법이다. 그러한 커플링제로서, 화학식 (1-1)의 화합물을 포함하여, 유기알콕시 금속 화합물(예컨대, 티탄 커플링제, 실란 커플링제)가 바람직하게 사용된다.

상기 무기 입상물이 실리카인 경우, 실란 커플링제 처리가 특히 효과적이다. 화학식 (1-1)의 화합물이 바람직하게 선호된다:

(R¹)_m- Si (OR₂)_n(1-1)

(식 중, R¹은 치환 또는 비치환 알킬기 또는 아릴기를 나타내고; R²는 치환 또는 비치환 알킬기 또는 아실기를 나타내며; m은 0 내지 3의 정수를 나타내고; n은 1 내지 4의 정수를 나타내며, 단 m과 n의 합은 4이다).

화학식 (1-1)로 표시되는 화합물은 이하에 기술될 것이다.

화학식 (1-1)에서, R¹은 치환 또는 비치환 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 알킬기의 예로는, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 헥실, t-부틸, s-부틸, 헥실, 데실, 헥사데실 등을 들 수 있다. 알킬기는 바람직하게는 C₁-C₃₀, 더욱 바람직하게는 C_l-C₁₆, 특히 C₁-C₆알킬기이다. 아릴기의 예로는 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다. 특히 이들 아릴기중에서 바람직한 것은 페닐기이다.

치환기는 특별히 한정되지 않는다. 여기에서 사용가능한 치환기의 바람직한 예로는 할로겐(불소, 염소, 브롬 등), 히드록실기, 메르캅토기, 카르복실기, 에폭시기, 알킬기 (메틸, 에틸, i-프로필, 프로필, t-부틸 등), 아릴기 (페닐, 나프틸 등), 방향족 복소환기 (퓨릴, 피라졸, 피리딜 등), 알콕시기 (메톡시, 에톡시, i-프로폭시, 헥실옥시 등), 아릴옥시 (페녹시 등), 알킬티오기 (메틸티오, 에틸티오 등), 아릴티오기 (페닐티오 등), 알케닐기 (비닐, 1-프로페닐 등), 알콕시실릴기 (트리메톡시실릴, 트리에톡시실릴 등), 아실옥시기 (아세톡시, 아크릴로일옥시, 메타크릴로일옥시 등), 알콕시카르보닐기 (메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 등), 아릴옥시카르보닐기 (페녹시카르보닐 등), 카르바몰일기 (카르바모일, N-메틸카르바모일, N,N-디메틸카르바모일, N-메틸-N-옥틸카르바모일 등), 아실아미노기 (아세틸아미노, 벤조일아미노, 아크릴아미노, 메타크릴아미노, 메타크릴아미노 등) 등을 들 수 있다.

이들 치환기중에서 더욱 바람직한 것은 히드록실기, 메르캅토기, 카르복실기, 에폭시기, 알킬기, 알콕시실릴기, 아실옥시기, 및 아실아미노기이다.

이들 치환기중에서 특히 바람직한 것은 에폭시기, 중합성 아실옥시기 (아크릴로일옥시, 메타크릴로일옥시) 및 중합성 아실아미노기(아크릴아미노, 메타크릴아미노)이다. 이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다.

R²는 치환 또는 비치환 알킬기 또는 아실기를 나타낸다. 알킬기, 아실기 그리고 그의 치환기에 대한 내용은 R¹과 동일하다. R²는 비치환 알킬기 또는 비치환 아실기가 바람직하며, 특히 비치환 알킬기이다.

첨자 m은 0 내지 3의 정수를 나타낸다. n 첨자는 1 내지 4의 정수를 나타낸다. m과 n의 합은 4이다. 복수의 R¹또는 R²가 있을 경우, 복수의 R¹또는 R²는 동일하거나 상이하다. 첨자 m은 바람직하게는 0, 1 또는 2이고, 특히1이다.

화학식 (1-1)로 표시된 화합물의 구체적인 예는 하기에 나타나 있지만, 본 발명은 그것으로만 제한되지는 않는다.

상기 구체적 예중 특히 바람직한 것은 화합물 (1), (12), (18) 및 (19) 이다.

화학식 (1-1)의 화합물은 저굴절층 코팅 용액의 제조 전에 사전 표면 처리를 달성하기 위하여 저굴절층 내로 혼입되는 무기 입상 물질의 표면 처리로서 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명에서, 화학식 (1-1)의 화합물을 저굴절층 코팅 용액의 제조 중에 코팅 용액에 첨가하는 것이 특히 바람직하다. 첨가되는 화학식 (1-1) 화합물의 양은 무기 입상 물질에 대하여 0.5 내지 1,000 질량%, 바람직하게는 5 내지 900 질량%, 더욱 바람직하게는 50 내지 700 질량% 이다. 상기 과정 중에, 과량의 실란 커플링제는 바람직하게는 코팅 및 건조 단계에서 증발된다.

상기 무기 입상 물질을 함유하는 저굴절층에서, 바람직하게는 무기 입상 물질은 2 차원 망상 구조를 갖는다. 도 5 는 층 위에서 바라본 2 차원 망상 구조를 예시한다. 2 차원 망상 구조는, 코팅 층의 건조 공정 중 무기 물질의 1 차 입자 8 이 불규칙하게 분포되는 경우에 발현되는, 도 5 에 제시된 바와 같은 공극 7 을 갖는 구조를 나타낸다. 본원에서 사용되는 "공극 7" 이라는 용어는 무기 입상 물질 8 이 저굴절층에 존재하지 않거나 또는, 만일 존재하는 경우에, 무기 입상 물질의 밀도가 망상 부분의 것보다 50 배 이상 더 적은 것을 나타내는 것으로 의미된다. 2 차원 구조에서 망상은 불연속적일 수 있다. 상기 망상 구조의 예를 도 6 에 제시한다. 상기 구조는 광학 현미경, SEM 등을 통하여 확인 될 수 있다.

바람직한 구현예에서, 2 차원 망상 구조는 0.3 내지 1,000 ㎛², 더욱 바람직하게는 1 내지 100 ㎛²의 평균 공극 면적을 갖는다. 2 차원 망상 구조의 공극 면적 백분율 (전체 면적에서 공극의 비율)은 40 내지 90 %, 더욱 바람직하게는 50 내지 80 % 이다. 평균 공극 면적 및 공극 면적 백분율은 광학 현미경 사진 또는 SEM 사진을 분석하여 측정할 수 있다. 망상 구조가 도 6 에 제시된 바와 같이 불연속인 경우에, 대략적인 평균 공극 면적은 불연속 망상의 확장시 상상의 망상을 가정하여 측정할 수 있다.

형성된 무기 입상 물질의 2 차원 망상 구조는 스크래치 내성의 현저한 향상을 제공하는 미세 매트화제의 역할을 하는 것으로 사료된다. 그러나, 그의 메카니즘은 공지되지 않았다. 또한, 본 발명의 무기 입상 물질의 2 차원 망상 구조의 형성 메카니즘은 공지되지 않았다. 결과적으로 상기 구조를 형성할 필요가 있을 뿐이다.

섬광방지 광학 필름은 경질 코팅층, 전방 산란층, 정전기 방지층, 언더코팅층 및 그 내부에 제공되는 보호층을 추가로 함유할 수 있다.

경질 코팅층은 바람직하게는 스크래치 내성을 갖는 투명 필름 기판을 제공하기 위하여 제공된다. 경질 코팅층은 또한 상부층에 대한 투명 필름 기판의 접착성을 향상시키는 작용을 한다. 바람직하게는, 경질 코팅층은, 임의로 실리카 및 알루미나와 같은 무기 충진제를 올리고머, 예컨대, 다관능성 아크릴 단량체, 우레탄 아크릴레이트 및 에폭시 아크릴레이트, 및 용매에 용해된 각종 중합 개시제를 갖는 조성물에 첨가하고, 상기와 같이 수득된 코팅 조성물을 투명 필름 기판에 적용하고, 코팅된 물질을 건조시켜 용매를 제거한 후, 코팅된 물질을 열적으로 및/또는 이온화 방사로 경화시켜 형성된다.

본 발명의 섬광방지 광학 필름에서, 전방 산란층은 바람직하게는, 섬광방지 광학 필름이 액정 디스플레이 유닛에 적용되는 경우에, 수직 및 수평으로 경사질 때 시야각을 향상시키는 효과를 발휘하도록 제공된다. 전술한 경질 코팅층에서, 상이한 굴절 지수를 갖는 입자를 분산시켜, 경질 코팅층이 전방 산란층으로도 작용한다.

섬광방지 광학 필름 내의 각종 층은 함침 코팅법, 공기 나이프법, 커튼 코팅법, 롤러 코팅법, 와이어 바 코팅법, 그라비어 코팅법, 마이크로그라비어 코팅법 또는 사출 코팅법 (US 특허 2,681,294)으로 형성될 수 있다. 마이크로그라비어 코팅법 및 그라비어 코팅법은 습윤 코팅량을 최소화하여 건조 불균일을 제거하므로바람직하다. 그라비어 코팅법은 두께에서의 십자형 균일성 측면에서 특히 바람직하다. 2 개 이상의 층이 동시에 적용될 수 있다. 동시 코팅법의 상세한 설명에 대하여, US 특허 2,761,791, 2,941,898, 3,508,947 및 3,526,528, 및 [Yuji Harasaki,"Kotingu Kougaku (Coating Engineering)", page 253, Asakura Shoten, 1973]를 참고할 수 있다.

섬광방지 광학 필름이 편광자를 위한 표면 보호 필름 중 하나로 사용되는 경우에, 투명 필름 기판이 반사방지층의 반대인 그의 측면 상에서 알칼리로 사포닌화될 필요가 있다. 알칼리성 사포닌화를 위한 구체적 수단은 하기 2 개의 방법에서 선택될 수 있다. 방법 (1) 이 일반 목적의 트리아세틸 셀룰로오스 필름에 대한 것과 동일한 방법으로 달성될 수 있기 때문에 바람직하다. 그러나, 방법 (1)은 알칼리성 사포닌화가 투명 필름 기판의 반사방지 필름까지 확장되어 투명 필름 기판의 알칼리성 가수분해를 야기하여 이를 훼손시키고, 잔류한 사포닌화 용액으로 인해 그의 표면상에 얼룩이 진다는 점에서 불리할 수 있다. 이 경우에는, 방법 (2)가 비록 특수한 단계를 포함할 지라도 바람직하다.

(1) 그 위에 형성된 반사방지층을 갖는 투명 필름 기판을 알칼리성 용액에 한번 이상 함침시켜 그의 뒷 표면을 사포닌화하는 것을 포함하는 방법.

(2) 투명 필름 기판 상에 반사방지 필름을 형성하기 전 또는 후에, 반사방지 필름의 맞은편인 그의 측면 상의 섬광방지 광학 필름에 알칼리성 용액을 적용한 후, 코팅된 물질을 가열하고, 물로 세척하고/하거나 중화시켜 뒷면만 사포닌화시키는 것을 포함하는 방법.

디스플레이 유닛에 사용하는 경우에, 본 발명의 섬광방지 광학 필름을, 예를 들면, 감압성 접착층을 제공하여 디스플레이의 최외각면에 위치시키는 것이 바람직하다. 트리아세틸 셀룰로오스가 투명 필름 기판으로 사용되는 경우에, 트리아세틸 셀룰로오스를 편광 플레이트의 편광층을 보호하기 위한 보호 필름으로 사용한다. 따라서, 비용의 측면에서, 상기와 같은 보호 필름으로서 본 발명의 섬광방지 광학 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 섬광방지 광학 필름을 편광 플레이트의 표면 보호 필름의 가시적 측면에 사용하는 것이 바람직하다. 섬광방지 광학 필름 이외의 필름은 편광 플레이트의 반대편인 표면 보호 필름의 측면에 광학적으로 이방성인 층을 함유하는 광학적 보상 필름이다. 상기 광학적으로 이방성인 층은 원반상형 구조 단위체를 가지고, 음성 복굴절을 갖는 화합물로 이루어진 층이다. 원반상형 구조 단위체의 디스크면이 표면 보호 필름면으로 기울어지고, 원반상형 구조 단위체이 원판면과 표면 보호 필름면 간의 각이 광학적 이방성인 층의 깊이 방향으로 변하는 것이 바람직하다.

상기 광학적으로 이방성인 층이 원반상형 액정 화합물로 이루어지는 것이 바람직하다. 원반상형 액정 화합물의 예에는 [C. Destrade 등에 의한 연구, Mol. Cryst., vol. 71, p. 111 (1981)]에 기록된 벤젠 유도체, [C. Destrade 등에 의한 연구, Mol.Cryst., vol. 122, p.141 (1985) 및 Physics Lett, A., vol. 78, p. 82(1990)]에 기록된 트루크센 유도체, [B.Kohne 등에 의한 연구, Angew. Chem., vol.96, p.70 (1984)]에 기록된 시클로헥산 유도체, 및 [J. M. Lehn 등에 의한 연구, J. Chem. Commun., p. 1974 (1985)] 및 [J. Zhang 등에 의한 연구, J. Am. Chem.Soc., vol. 116, p. 2655 (1994)]에 기록된 아자-크라운 (aza-crown) 및 페닐아세틸렌 마크로사이클이 포함된다.

일반적으로, 원반상형 액정 화합물은 그의 분자 중심에서 모핵 (mother nucleus)으로 작용하는 상기 화합물이 선형 치환기, 예컨대, 선형 알킬, 알콕시 또는 치환된 벤조일옥시기로 방사형으로 둘러싸여, 액정성을 나타내는 구조를 갖는다. 그러나, 본 발명은, 상기 분자 그 자체가 단축성 특성을 가지고 일정한 배향을 부여할 수 있는 한, 상기 예시에 제한되지 않는다.

본 발명에서, 액정 화합물로 이루어진 광학적으로 이방성인 층에서 "액정 화합물"은 본 발명의 타원형 편광 플레이트를 구성하는 광학적으로 이방성인 층 내에서 액정성을 가질 필요가 없다. 즉, 저분자량 원반상형 액정 화합물은, 예를 들면, 열 또는 빛에 의해 반응하는 기를 가지고, 열 또는 빛에 의해 중합 또는 가교를 수행하여 액정성을 가지지 않는 중합체를 제공하고, 그로 인해 광학적으로 이방성인 층을 형성할 수 있다.

원반상형 액정 화합물의 바람직한 예는 JPA 8-50206 에 언급되어 있다.

본 발명의 타원형 편광 플레이트를 구성하는 광학적으로 이방성인 층 내에서, 원반상형 액정 화합물의 디스크면이 투명 지지체면으로 기울어지고, 이의 원판과 투명 지지체면 간의 각이 광학적으로 이방성인 층의 깊이 방향으로 변하는 것이 바람직하다.

원반상형 액정 화합물의 디스크면의 각 (빗면 각도)은 일반적으로 광학적으로 이방성인 층의 기저로부터 광학적으로 이방성인 층의 깊이 방향으로의 거리가 증가함에 따라 증가하거나 또는 감소한다. 상기 빗면 각도가 거리의 증가와 함께 증가하는 것이 바람직하다. 빗면 각도 변화의 예에는 연속적 증가, 연속적, 감소, 간헐적 증가, 간헐적 감소, 연속적 증가 및 연속적 감소를 포함하는 변화, 및 감소 및 증가를 포함하는 간헐적 변화가 포함된다. 간헐적 변화는 빗면 각도가 변하지 않는 깊이 방향 내의 지역을 포함한다. 빗면 각도는, 비록 변화가 없는 지역이 포함된다 하더라도, 전체적으로 증가하거나 또는 감소하는 것이 바람직하다. 빗면 각도가 전체적으로 증가하는 것이 더욱 바람직하고, 연속적으로 변화하는 것이 더욱 바람직하다.

광학적 이방성 층은 일반적으로 용매 중의 원반상형 액정 화합물 및 기타 화합물을 배향 필름에 적용하고, 건조한 후, 원반상형 네마틱 (nematic) 상 형성 온도로 가열하고, 이어서, 배향 상태 (즉, 원반상형 네마틱 상)를 유지하면서 냉각하여 수득될 수 있다. 선택적으로, 섬광방지 광학 필름 층은 용매 중의 원반상형 액정 화합물 및 기타 화합물 (예를 들면, 중합성 단량체, 광중합 개시제와 함께)을 배향 필름에 적용하고, 건조시킨 후, 원반상형 네마틱 상 형성 온도로 가열하고, 이어서, 중합시켜 (예를 들면, 자외선 조사에 의해서) 수득될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 원반상형 액정 화합물의 원반상형 네마틱 상 전이 온도는 70 내지 300 ℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 170 ℃ 범위이다.

투명 지지체의 측면에서 광학적 이방성 층의 빗면 각도는 일반적으로 적절한 원반상형 액정 화합물 또는 배향 필름을 선택하거나 또는 적절한 연마 방법을 선택하여 조절될 수 있다. 반대편 측 (대기측)에서의 빗면 각도는 적절한 원반상형 액정 화합물 또는 원반상형 액정과 함께 사용되는 화합물 (예를 들면, 가소화제, 계면 활성제, 중합성 단량체, 중합체)을 선택하여 조절될 수 있다. 더욱이, 빗면 각도의 변화 정도는 선택에 의해 조절될 수 있다.

가소화제, 계면활성제 및 중합성 단량체로서, 원반상형 액정 화합물과 상용성이고, 원반상형 액정 화합물의 배향을 저해하지 않는 한, 임의의 화합물을 사용할 수 있다. 그 중, 중합성 단량체 (예를 들면, 비닐기, 비닐옥시기, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기를 갖는 화합물)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 화합물은 일반적으로 원반상형 액정에 대하여 1 내지 50 질량% (바람직하게는 5 내지 30 질량%)의 함량으로 사용될 수 있다.

원반상형 액정 화합물과 함께 사용되는 중합체로서, 원반상형 액정 화합물과 상용성이고, 원반상형 액정 화합물의 배향을 저해하지 않는 한, 임의의 중합체를 사용할 수 있다. 중합체의 예에는 셀룰로오스 에스테르가 포함된다. 셀룰로오스 에스테르의 바람직한 예에는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 히드록시프로필 셀룰로오스 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트가 포함된다. 상기 중합체는 일반적으로 원반상형 액정에 대하여 0.1 내지 50 질량% (바람직하게는 0.1 내지 8 질량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 질량%)의 함량으로 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 액정 화합물로 이루어진 광학적 이방성 층은 투명 지지체로서 사용된 셀룰로오스 아세테이트 필름 상에 위치한 배향 필름 상에 제공된다. 배향 필름은 가교성 중합체로 이루어진 연마된 필름이다.

본 원에서 사용되는 바람직한 배향 필름의 예는 JPA 9-152509 에 기재된 배향 필름을 포함한다.

본 발명의 섬광방지 광학 필름은 디스플레이 유닛, 예컨대, 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP), 전계발광 디스플레이 (ELD) 및 음극선관 (CRT)에 사용된다. 반사방지 필름이 투명 지지체를 갖는 경우에, 섬광방지 광학 필름의 투명 기판 측이 디스플레이 유닛의 상 디스플레이면에 부착된다.

LCD 에는 각종 액정 셀 유형이 있다. STN 형의 액정 셀에서, 컬럼 (column) 형태 액정 분자는, 전압이 가해지지 않은 경우에, 실질적으로 수평으로 배향되고, 180 내지 270°로 트위스트된다. TN 형 액정 셀에서, 컬럼 형태의 액정 분자는, 전압이 가해지지 않은 경우에, 실질적으로 수평으로 배향되고, 60°내지 120°로 트위스트된다.

상기 STN 형 및 TN 형 액정 셀은 가장 빈번하게 단색 및 컬러 액정 디스플레이 유닛에 사용되어 왔고, 다수의 문헌이 보고되어 왔다.

VA 형 액정 셀에서, 컬럼 형태 액정 분자는 전압이 가해지지 않은 경우에 실질적으로 수직으로 배향된다. VA 형 액정 셀은 하기를 포함한다:(1) 전압이 가해지지 않은 경우에 실질적으로 수직으로 배향되고, 전압이 가해질 때 실질적으로 수평으로 배향되는 좁은 의미의 VA 형 액정 셀 (JPA 2-176625 에 기재됨); 뿐만 아니라 (2) 확장된 시야 (view)를 갖는 다중 도메인 (domain) 수직 배향 (MVA) 형 액정 셀 ([SID97, Digest of tech. Papers (proceedings) 28 (1997) 845]에 기재됨); (3) 전압이 가해지지 않은 경우에 실질적으로 수직으로 배향되고, 전압이 가해지는 경우에, 상기 분자가 트위스트된 다중 도메인 유형으로 배향되는 n-축 대칭 마이크로셀 (n-ASM) 형의 액정 셀([Proceedings of Nihon Ekisho Toronkai, 58-59, (1998)]에 기재됨); 및 (4) SURVAIVAL 형 액정 셀 (LCD International 98 에서 공개).

컬럼 형태 액정 분자가 셀의 상부 및 하부에서 실질적으로 반대 방향 (대칭적으로)으로 배향되는 액정 셀을 사용하는 액정 디스플레이 유닛인 OCB 형 액정 셀이 USP 4,583,825 및 USP 5,410,422 에 개시되어 있다. 컬럼 형태 액정 분자가 셀의 상부 및 하부에서 대칭적으로 배향되므로, 벤드 (bend) 배향형의 상기 액정 셀은 광학적 자기 보상 기능 (optical self-compensation function)을 갖는다. 따라서, 상기 액정형을 광학적 보상 벤드 (OCB) 액정형으로 칭한다. 상기 OCB 형의 액정 디스플레이 유닛이 빠른 반응 속도를 가진다는 점에서 유리하다.

ECB 형 액정 셀에서, 컬럼 형태 액정 분자는 전압이 가해지지 않은 경우에 실질적으로 수평으로 배향된다. 상기 세포는 컬러 TFT 액정 디스플레이 유닛에 가장 빈번하게 사용되어 왔고, 다수의 문헌에서 보고되어 왔다. 예를 들면, 상기 셀은 Toray Research Center (2001)에서 출판한 EL, PDP, LCD Displays 에 기재되어 있다.

이제, 본 발명은 하기의 실시예를 참고로 하여 더욱 상세히 기재될 것이다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되는 것으로 이해되어서는 안된다.

본 발명의 섬광방지 광학 필름이 투과형 또는 반투과형 액정 디스플레이 유닛에 사용되는 경우에, 조도 강화 필름 (편광 선택층을 갖는 편광 분리 필름, 예를 들면, Sumitomo 3M Co., Ltd. 사제 D-BEF)을 시야측 반대편 측에 위치한 편광 플레이트와 백라이트 사이에 삽입 제공하여 더욱 높은 시야성을 갖는 디스플레이 유닛을 수득할 수 있다. 추가로, λ/4 플레이트와 조합되는 경우에, 본 발명의 섬광방지 광학 필름은 유기 EL 디스플레이용 표면 보호 플레이트로서 사용되어 그의 표면 및 그의 내부로부터의 반사광을 감소시킬 수 있다.

실시예 1

(경질 코팅층용 코팅 용액의 제조)

디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트와 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트의 혼합물 (DPHA, Nippon Kayaku 제조) 250 g 을 메틸 에틸 케톤과 시클로헥사논의 용매 혼합물 (50/50 질량%) 439 g 에 용해시켰다. 수득한 용액에 7.5 g 의 광중합 개시제 (Irgacure, 907 Ciba Geigy 제조) 및 5.0 g 의 감광제 (Kayacure, DETX, Nippon Kayaku 제조) 의 49 g 의 메틸 에틸 케톤 중 용액을 첨가했다. 수득한 용액을 공극 크기가 3 ㎛ 인 폴리프로필렌 필터로 여과한 후, UV-경화에 적용했다. 상기 수득한 코팅 필름은 굴절율이 1.53 였고, 필름 두께가 4 ㎛ 였다.

(섬광방지 경질 코팅층용 코팅 용액의 제조)

디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트와 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트의혼합물 (DPHA, Nippon Kayaku 제조) 4165 질량부, 지르코늄 옥시드 분산액을 함유하는 경질 코팅용 코팅 용액 (Z-7401, JSR 제조) 9941 질량부, 1029 질량부의 메틸 에틸 케톤, 3099 질량부의 시클로헥사논 및 452 질량부의 광중합 개시제 (Irgacure907, Ciba Beigy 제조) 를 함께 혼합했다.

수득한 용액에 추가로 평균 그레인 직경이 2 ㎛ 인 가교성 폴리스티렌 그레인의 분산액 (그레인은 SX-200H, Soken Kagaku 제조; 그레인/메틸 에틸 케톤/시클로헥사논=20/40/40 (질량%)) 1314 질량부를 더 첨가하고 혼합물을 완전히 교반하고 공기 분산기 내에서 혼합하고, 필터로 여과하여 섬광방지 고굴절층용 코팅 용액을 수득했다. 상기 용액의 적용 및 UV-경화로 수득한 코팅 필름은 굴절율이 1.61 이었고, 필름 두께가 1.4 ㎛ 였다.

빗면 각도 분포 및 표면 거칠기를 다양하게 변화시키면, 가교성 폴리스티렌 그레인의 그레인 직경은 2 내지 5 ㎛ 로 가변적이었다.

(섬광방지 경질 코팅층용 코팅 용액 B 의 제조)

1000 질량부의 경질 코팅층용 코팅 용액 A (용매의 증발 및 UV 경화 후 굴절율 : 1.51) 에, 가교성 폴리스티렌으로 제조되고 평균 그레인 직경이 1.3 ㎛ 인 전방 산란 특징을 부여하기 위한 그레인 150 질량부 (SX-130H, 굴절율: 1.61, Soken Kagaku 제조) 를 첨가했다. 수득한 혼합물을 10 분 동안 공기 분산기 내에서 교반하고, 공극 크기가 3 ㎛ 인 폴리프로필렌 필터 (PPE-03) 를 통해 여과하여 전방 산란 특징이 부여된 경질 코팅층용 코팅 용액 B 를 수득했다.

(저굴절층용 코팅 용액의 제조)

굴절율이 1.43 인 열 가교성 불소화 중합체 (JN-7228, 고형분: 6 질량%, 용매: 메틸 에틸 케톤, JSR 제조) 200 질량부에, 17 질량부의 실리카 졸 (MEK-ST, 평균 그레인 직경: 10 내지 20 nm, 고형분: 30 질량%, 용매: 메틸 에틸 케톤, Nissan Chemical Industries 제조) 를 첨가하고, 잔류한 135 질량부의 메틸 에틸 케톤/시클로헥사논 (코팅 용액 내 전체 용매의 질량 조성비로서 메틸 에틸 케톤/시클로헥사논 = 90/10) 을 혼합하고 함께 교반한 후, 공극 크기가 1 ㎛ 인 폴리프로필렌 필터를 통해 여과하여 저굴절층용 코팅 용액을 수득했다.

[샘플 1 의 제조]

상기 기재된 경질 코팅층용 코팅 용액을 트리아세틸 셀룰로오스 지지체 (TD-80UF, Fuji Photofilm 제조) 상에 바 코팅기를 이용해 적용하고, 120℃ 에서 건조시켰다. 이어서, 코팅층을 160 W/cm 의 공기 냉각식 금속 할라이드 램프 (Eye Graphics 제조) 를 사용한 UV 조사 (휘도: 400 mW/cm², 조사량: 300 mJ/cm²) 로 경화함으로써 두께가 4 ㎛ 인 경질 코팅층을 형성했다.

후속적으로, 상기 기재된 섬광방지 경질 코팅층용 코팅 용액을 바 코팅기를 이용해 사용할 곳에 적용하고, 상기 기재된 경질 코팅층에서와 동일한 조건 하에 건조 및 UV-경화했다. 따라서, 섬광방지 경질 코팅층을 제조했다. 섬광방지 경질 코팅층 두께가 0.5 ㎛ 내지 7 ㎛ 인 샘플을 적용량을 변경시키면서 제조했다. 표 1 에 열거한 바와 같이, 표면 빗면 각도 분포 및 표면 거칠기가 서로상이한 원하는 샘플을 섬광방지 경질 코팅층 내의 가교성 폴리스티렌 그레인의 그레인 직경 및 필름 두께를 적당히 조합하여 제조했다.

이어서, 상기 기재된 바와 같은 저굴절층용 코팅 용액 A 를 바 코팅기를 이용해 그곳에 추가로 적용하고, 80℃ 에서 건조시키고, 120℃ 에서 10 분 동안 가열함으로써 가교시켜 두께가 0.096 ㎛ 인 저굴절층을 수득했다.

상기 샘플은 지지체 1 및 섬광방지 고굴절층 2 사이에, 상기 기재된 바와 같은 경질 코팅층용 코팅 용액을 이용하여 제조된 또다른 경질 코팅층이 있는 도 1 에 도시된 경우에 해당한다.

[샘플 2 의 제조 방법]

섬광방지 경질 코팅층에 가교성 폴리스티렌 그레인이 없는 샘플을 샘플 1 제조 과정에서와 같이 제조했다. 표면 상에 요철이 없는 저굴절층은 샘플 1 제조 방법에서와 같이 적용하여 제조했다. 단일 표면 엠보싱 캘린더 기계 (one-face embossing calender machine; Yuri Roll 제조) 를 이용하고 강철로 제조된 엠보싱 롤 및 폴리아미드 재료로 피복된 백업 롤을 셋팅하여, 600 kg/cm 의 프레스 압력, 120℃ 의 예열 롤 온도, 120℃ 의 엠보싱 롤 온도 및 2 m/분의 처리 속도로 원하는 표면 형상을 가진 엠보싱 롤을 사용하여 엠보싱을 수행했다. 따라서 표 2 에 열거된 바와 같은 각각의 마감이 있는 섬광방지 반사방지 필름 샘플을 수득했다.

실시예에서 제조한 섬광방지 반사방지 필름을 각각 2.0 N NaOH 수용액에 55℃ 에서 2 분 동안 침잠시켜 필름 뒷면의 트리아세틸 셀룰로오스 면을 사포닌화했다. 동일한 조건 하에 사포닌화된 두께가 80 ㎛ 인 트리아세틸 셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, Fuji Photofilm 제조) 과 함께 상기 처리한 필름을 이용하여, 폴리비닐 알콜에 의한 요오드의 흡수로 제조되고, 연신된 편광자의 양면을 부착 및 보호하여 편광 플레이트를 제조했다. 이어서, 투과형 TN 액정 디스플레이 유닛가 하중된 노트북 개인 컴퓨터의 액정 디스플레이 유닛의 시청 측면의 편광 플레이트 (Sumitomo 3M 에서 제공한 편광 선택층 D-BEF 가 백라이트 및 액정 셀 사이에 있는 편광 분리 필름이 있음) 을, 섬광방지 반사방지 필름이 최외면으로서 제공되도록 하는 방식으로 상기 제조된 편광 플레이트으로 대체한 후 평가했다.

(섬광방지 반사방지 필름의 평가)

상기 제조된 섬광방지 반사방지 필름을 하기 항목에서 평가했다.

섬광방지 반사방지 필름이므로, 상기 제조된 광학 필름은 저굴절율, 충분한 섬광방지 특성, 무섬광 및 거의 없는 백화 얼룩이 있고, 흑색 피사체가 그대로 흑색으로 보이도록 하는 것이 이상적이다.

(1) 섬광방지 특성의 평가

상기 제조된 섬광방지 반사방지 필름을 상기 기재된 디스플레이에 붙이고, 반사되는 미늘살 (louver)이 없는 미피복 형광 램프 (8000 cd/cm²) 를 반사시켰다. 반사된 영상에서의 얼룩의 정도를 하기의 기준에 따라 평가했다.

"×" 는 NG 수준을 나타낸다.

램프의 윤곽이 거의 구분되지 않음: ""

램프의 윤곽이 약간 흐릿하나 구분가능함: ""

램프가 약간 흐릿함: "×"

(2) 고해상도 모니터에 대한 적용가능성의 평가 (섬광성)

섬광방지 반사방지 필름의 고해상도 모니터에 대한 적용가능성을 평가하기 위해서, 상기 제조된 섬광방지 반사방지 필름을 상기 기재된 바와 같이 UXGA 15 인치 TFT-TN 액정 디스플레이 (Sumitomo 3M 에 의해 제조된 편광 선택성 층 D-BEF 가 백라이트 및 액정 셀 사이에 있는 편광 분리 필름이 제공됨) 에 결합시키고, 이어서 하기 기준에 따라 육안으로 감각적으로 평가했다. "×" 는 NG 수준을 의미한다.

섬광성 없음: "◎"

약간이지만 섬광성을 교란하지 않음:""

섬광성을 교란: "×"

(3) 5°경면 평균 반사율

상기 제조된 섬광방지 반사방지 필름을 이용하여, 5°의 입사각에서의 경면 반사율을, 분광광도계 (Nippon Bunko 제조) 를 이용하여 450 내지 650 nm 의 파장 영역 내에서 측정했다. 결과는 450 내지 650 nm 의 평균 반사율로 나타냈다. 낮은 반사율이 더 나은 성능을 의미한다.

(4) 흑색 피사체가 그대로 흑색으로 보이는 정도

흑색 피사체가 그대로 흑색으로 보이도록 하는 수득한 필름의 영향을 Murakami Color Research Laboratory 에서 제조한 고니광도계 (goni photometer) 를 이용하여 측정했다. 5°방향 및 정규 반사 5°로부터 40°를 변동시키는 방향 (즉, 45°) 에서의 산란광으로 빛을 조사했다. 결과를 대수적으로 나타냈다. 각각 1 또는 2 미만의 값은 산란광이 10-배 또는 100-배로 침입한다는 것을 의미함으로써, 흑색 피사체가 덜 흑색으로 보이도록 한다. 절대값은 의미가 없다. 즉, 특정 샘플의 값을 결정하고, 산란광에서 그로부터의 차를 대수적으로 계산했다. 감각적인 평가 데이터와의 비교 결과, 6.0 이상의 값을 나타내는 샘플이 흑색 피사체가 그대로 흑색으로 보이도록 하는 탁월한 효과를 가진다는 것을 발견했다. 5.3 이하의 샘플은 백화된 영상을 제공하여 유용하지 않았다. 5.3 내지 6.0 의 샘플은 약간 백화된 영상을 나타냈다. 서로 0.2 이상 상이한 샘플은 서로 구분이 가능했다.

(5) 백화 얼룩

흑색 피사체를 (4) 에서와 같은 표준 측정 조건 하에 디스플레이 상에 나타냈다. 이어서, 2 m 떨어진 백열 램프 (500W) 를 디스플레이의 상단 1/3 상에서 반사시켜 전체 디스플레이에서의 백화 얼룩를 평가했다.

백화 얼룩이 디스플레이의 1/2 이상에 걸쳐 펼쳐지는 경우, 가시성은 심각하게 악화된다. "×" 는 NG 수준을 의미한다.

백화 얼룩이 1/2 미만으로 펼쳐짐: ""

백화 얼룩이 1/2 이상으로 펼쳐짐: "×"

(6) 평균 빗면 각도 및 10°이상의 빗면 각도의 비율

기기 모델 SXM520-AS150 (mama Microchip, USA), 배율이 (×10) 인 대물 렌즈를 이용하여, 빗면 각도를 0.85 ㎛ 의 단위로 측정했으며, 측정 면적은 0.48 mm²였다.

측정 데이터는 소프트웨어 MAT-LAB 를 이용하여 분석하여, 빗면 각도 분포를 계산함으로써, 원하는 데이터를 수득했다.

표 1 은 샘플 1 의 제조에서 제조된 샘플 상에서의 실시예 결과를 나타낸다.

본 발명에 따른 샘플 6, 7 및 8 은 섬광방지 특성이 양호하게 () 유지되면서 6.0 이상으로 흑색 피사체가 그대로 흑색으로 보이도록 하는 효과의 흑색 디스플레이를 달성할 수 있게 했다. 대조적으로, 기존 방법의 비교예 (번호 1, 2, 3, 4 및 5) 은 양호한 섬광방지 특성을 유지하면서 6.0 이상의 효과 달성에 실패했다.

더욱이, 본 발명에 따른 샘플 7 및 8 은 섬광성을 개선시킬 수 있는데, 고해상도 모니터에 적용가능한 섬광방지 반사방지 필름인 것으로 이해될 수 있다.

실시예 2

표 2 는 샘플 2 제조에서 제조된 샘플의 결과를 나타낸다. 본 발명의 각각의 샘플은 임의의 백화 및 섬광방지 특성에서의 트러블없이도 흑색 디스플레이를 달성할 수 있었다. 또한, 섬광성도 개선될 수 있었다. 따라서, 상기 샘플들은 고해상도 모니터에 적용가능한 섬광방지 반사방지 필름임을 발견했다. 또한, 상기 샘플들은 양호한 백화 얼룩을 유지할 수 있다는 것이 이해될 수 있다.

실시예 3

실시예 1 및 2 의 섬광방지 광학 필름이 그곳에 결합된 투과형 TN 액정 셀의 액정 가시 측면에서의 편광 플레이트의 액정 셀 측면 내의 보호용 필름 및 백라이트 측면의 편광 플레이트의 액정 셀 측면 내의 보호용 필름으로서, 광학적 보상층이 있는 와이드 뷰 필름 (Wide View Film SA-12B, Fuji Photofilm 제조) 를 사용할 수 있는데, 상기 필름에서 원반상형 구조 단위의 디스크 면은 표면 보호용 필름 면으로 기울어져 있으며, 원반상형 구조 단위의 디스크 면과 표면 보호용 필름 면 사이의 각도는 광학적으로 이방성인 층의 깊이 방향으로 변화한다. 따라서, 방등 (light room) 에서 탁월한 콘트라스트를 나타내고 가로 및 세로 방향에서 모두 극히 넓은 시야각을 가지며 디스플레이 품질이 탁월한 액정 디스플레이가 수득될 수 있다.

실시예 4

실시예 1 및 2 의 섬광방지 경질 코팅층용 코팅 용액 A 의 치환물로서의 섬광방지 경질 코팅용 코팅 용액을 사용하여, 전방 산란 기능을 가진 층이 제공되었다. 이어서, 최외면으로서의 상기 전방 산란 섬광방지 광학 필름 및 와이드 뷰 필름 (Wide View Film SA-12B, Fuji Photofilm 제조) 이 제공된 투과형 TN 액정 디스플레이 유닛가 구축되었다.

실시예 4 와 비교하여, 하향 시각의 변동으로 인해 구배가 역전되는 한계 각도는 40 에서 60 으로 개선되었다. 따라서, 가시성 및 디스플레이 품질에서 매우 탁월했다.

실시예 5

실시예 1 및 2 에서 제조된 섬광방지 광학 필름을 압력 감응성 접착제를 사용해 유기 EL 디스플레이 유닛의 표면 상의 유리판에 부착하는 경우, 유리 표면 상에서의 굴절 및 반사가 제어될 수 있어, 높은 가시성을 가진 디스플레이 유닛가 수득될 수 있었다.

실시예 6

λ/4 플레이트를 실시예 1 및 2 에서 제조된 한 면 상에 섬광방지 광학 필름이 제공된 편광 플레이트의 섬광방지층이 있는 측면의 반대 면에 결합시켰다. 이어서, 편광 플레이트를 유기 EL 디스플레이 유닛의 표면 상의 유리판에 결합시켰다. 따라서, 표면 반사 및 표면 유리의 내측으로부터의 반사를 차단할 수 있었고, 매우 잘 보이는 피사체가 수득되었다.

실시예 1A-10A

(경질 코팅층 코팅 용액 A 의 제조)

디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트의 혼합물 (DPHA, NIPPON KAYAKU CO., LTD. 제조) 306 질량부를 16 질량부의 메틸 에틸 케톤 및 220 질량부의 시클로헥사논의 혼합물에 용해시켰다. 상기 수득한 용액에 7.5 질량부의 광중합 개시제 (IRGACURE 907, Ciba-Geigy Japan Limited 제조) 를 첨가했다. 이어서, 용해될 때까지 혼합물을 교반했다. 이어서, 혼합물에 450 질량부의 MEK-ST (평균 입자 직경이 10 내지 20 nm 이며 고형분 농도가 30 질량% 인 SiO₂졸의 메틸 에틸 케톤 분산액, NISSAN CHEMICALINDUSTRIES, LTD. 제조) 를 첨가했다. 혼합물을 교반한 후, 공극 크기가 3 ㎛ 인 폴리프로필렌 필터 (PPE-03) 로 여과하여 경질 코팅층 코팅 용액 A 를 제조했다.

(티탄 디옥시드 분산액의 제조)

혼합물의 평균 입자 직경이 Coulter 계수법으로 측정하여 42 nm 에 도달할 때까지, 샌드 분쇄기 내에서 티탄 디옥시드의 초미립자 (TTO-55B, ISHIHARA TECHNO CORP. 제조) 30 질량부, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 (DMAEA, KOHJIN Co., Ltd. 제조) 1 질량부, 인산기 함유 음이온성 분산액 (KAYARAD PM-21, NIPPON KAYAKU CO., LTD. 제조) 6 질량부 및 시클로헥사논 63 질량부를 분산액에 첨가하여 티탄 디옥시드 분산액을 제조했다.

(중간 굴절층 코팅 용액 A 의 제조)

0.11 질량부의 광중합 개시제 (IRGACURE 907, Ciba-Geigy Japan Limited 제조) 및 0.04 질량부의 감광제 (KAYACURE DETX, NIPPON KAYAKU CO., LTD. 제조) 를 75 질량부의 시클로헥사논 및 19 질량부의 메틸 에틸 케톤의 혼합물에 용해했다. 상기 수득된 용액에 3.1 질량부의 티탄 디옥시드 분산액 및 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트의 혼합물 (DPHA, NIPPON KAYAKU CO., LTD. 제조) 2.1 질량부를 첨가했다. 혼합물을 실온에서 30 분 동안 교반한 후, 공극 크기가 3 ㎛ 인 폴리프로필렌 필터 (PPE-03) 로 여과하여 중간 굴절층 코팅 용액을 수득했다.

(중간 굴절층 코팅 용액 B 의 제조)

1.2 질량부의 광중합 개시제 (IRGACURE 907, Ciba-Geigy Japan Limited 제조) 및 0.4 질량부의 감광제 (KAYACURE DETX, NIPPON KAYAKU CO., LTD. 제조) 를 750 질량부의 시클로헥사논 및 190 질량부의 메틸에틸 케톤의 혼합물에 용해했다. 상기 수득된 용액에 105 질량부의 티탄 디옥시드 분산액 및 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트의 혼합물 (DPHA, NIPPONKAYAKU CO., LTD. 제조) 21 질량부를 첨가했다. 혼합물을 실온에서 30 분 동안 교반한 후, 공극 크기가 3 ㎛ 인 폴리프로필렌 필터 (PPE-03) 로 여과하여 중간 굴절층 코팅 용액 B 를 수득했다.

(고굴절층 코팅 용액의 제조)

0.13 질량부의 광중합 개시제 (IRGACURE 907, Ciba-Geigy Japan Limited 제조) 및 0.04 질량부의 감광제 (KAYACURE DETX, NIPPON KAYAKU CO., LTD. 제조) 를 54 질량부의 시클로헥사논 및 18 질량부의 메틸 에틸 케톤의 혼합물에 용해했다. 상기 수득한 용액에 26.4 질량부의 티탄 디옥시드 분산액 및 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트의 혼합물 (DPHA, NIPPON KAYAKU CO., LTD. 제조) 1.6 질량부를 첨가했다. 혼합물을 실온에서 30 분 동안 교반한 후, 공극 크기가 3 ㎛ 인 폴리프로필렌 필터 (PPE-03) 로 여과하여 고굴절층 코팅 용액을 수득했다.

(저굴절층 코팅 용액의 제조)

굴절율이 1.42 인 열 가교성 불소 함유 중합체의 메틸 에틸 케톤 용액 (JN-7228, JSR Corporation 제조) 6 질량% 을 용매 치환에 적용시켜, 10 질량% 의 고형분이 85 질량% 의 메틸 이소부틸 케톤 및 15 질량% 의 2-부탄올을 함유하는 혼합 용매에 혼입된 중합체 용매를 수득했다. 상기 수득한 중합체 용액 70 질량부에 10 질량부의 MEK-ST (평균 입자 직경이 10 내지 20 nm 이며 고형분 농도가 30 질량% 인, SiO₂졸의 메틸 에틸 케톤 분산액, NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제조), 42 질량부의 메틸 이소부틸 케톤 및 28 질량부의 시클로헥사논을 첨가했다. 혼합물을 교반한 후, 공극 크기가 3 ㎛ 인 폴리프로필렌 필터 (PPE-03) 로 여과하여 저굴절층 코팅 용액을 수득했다.

(반사방지용 필름의 제조)

상기 언급된 경질 코팅층 코팅 용액 A 를 두께가 80 ㎛ 인 트리아세틸 셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제조) 에 그라비어 코팅기를 이용해 적용한 후, 100℃ 의 온도에서 2 분 동안 건조시켰다. 후속적으로, 코팅된 재료를 자외선으로 조사하여, 코팅층을 경화시켜 경질 코팅층 (굴절율: 1.51 ; 두께: 6 ㎛) 을 형성했다.

후속적으로, 상기 언급된 중간 굴절층 코팅 용액 A 를 그라비어 코팅기를 이용해 경질 코팅층에 적용하고, 100℃ 의 온도에서 건조시킨 후, 자외선으로 조사하여, 코팅층을 경화시켜 중간 굴절층 (굴절율 : 1.63 ; 두께: 67 nm) 을 형성했다.

상기 언급된 고굴절층 코팅 용액을 중간 굴절층에 그라비어 코팅기를 이용하여 적용하고, 100℃ 의 온도에서 건조시킨 후, 자외선으로 조사하여 코팅층을 경화시켜 고굴절층 (굴절율: 1.90 ; 두께: 107 nm) 을 형성했다.

더욱이, 상기 언급된 저굴절층 코팅 용액을 그라비어 코팅기를 이용해 고굴절층에 적용했다. 이어서, 코팅층을 120℃ 의 온도에서 8 분 동안 경화하여 저굴절층을 제조했다 (굴절율: 1.43 ; 두께: 86 nm). 따라서, 반사방지 필름을 제조했다.

(섬광방지 특성의 제공)

상기 수득된 반사방지 필름을, 원하는 표면 형상을 가진 강철로 제조된 엠보싱 롤 및 폴리아미드 재료로 코팅된 백업 롤이 있는 단일 표면 엠보싱 캘린더 기계 (one-face embossing calender machine; Yuri Roll 제조) 를 이용하여, 1,000 kg/cm 의 프레스 압력, 100℃ 의 예열 롤 온도, 160℃ 의 엠보싱 롤 온도 및 2 m/분의 처리 속도로 엠보싱을 수행하여 빗면 각도가 10° 이상인 것의 비율이 1% 이상이며, 평균빗면 각도가 4.5 이며, 정점간 평균 간격이 10 ㎛ 이 되도록 했다.

(반사방지 필름의 평가)

상기 수득된 필름을 하기 특성에 대해 평가했다.

(1) 경면 반사율

타입 ARV-474 어댑터가 마운팅된 타입 V-550 분광광도계 (JASCO Corporation 제조) 를 이용하여, 필름을 5°의 입사각 및 -5°의 반사각에서의 경면 반사에 대해 380 내지 780 nm 의 범위의 파장에서 측정했다. 이어서, 측정치를 450 내지 650 nm 의 파장 범위 상에서 평균내어, 필름의 반사방지 특성을 평가함으로써 평균 반사율을 제공했다.

(2) 연필 경도의 평가

스크랫치 내성의 지수를 제공하기 위해, 필름을 JIS K 5400 에 따른 연필 경도에 대해 평가했다. 반사방지 필름을 25℃ 의 온도 및 60% RH 의 습도에서 2 시간 동안 조건화한 후, JIS S 6006 에서 정의된 2H 내지 5H 의 시험 연필로 500 g 의 하중에서 하기의 기준에 따라 경도에 대해 평가했다. 허용가능한 최고 경도를 평가에 이용했다.

샘플 (n = 5) 평가시 발견된 스크랫치의 수가 0 내지 2 개: OK

샘플 (n = 5) 평가시 발견된 스크랫치의 수가 3 개 이상: NG

(3) 접촉각의 측정

표면 청소성의 지수를 수득하기 위해, 광학 재료를 25℃ 의 온도 및 60% RH 의 조건에서 2 시간 동안 조건화한 후, 정제수에 대한 접촉각을 측정했다. 따라서, 지문 접착성 (fingerprint adherability) 의 지수를 수득했다.

결과는 하기와 같았다:

경면 반사율: 0.27%

평가된 연필 경도: 3H

측정된 접촉각:103°

(열수 처리)

상기 수득된 필름을 표 3 에 제시된 각종 조건 하에서 열수 중에 함침시켜 열수 처리되었다. 열수 처리된 필름을 65℃ 및 95% RH 의 고온 및 고습 조건 하에 노출시켜 연장된 사용 동안 그의 양각 표면 상의 요철 정도에 대한 시험을 가속시켰다. 이어서 미가공 제품으로 각종 조건에서 비교했다. 결과를 표 3에 나타냈다.

실시예 1A 내지 10A 의 반사방지용 필름은 초기에 매우 바람직한 반사 특성 뿐만 아니라 탁월한 스크랫치 내성 및 정제수에 대한 높은 접촉각을 나타냈으며, 따라서 탁월한 방수성 및 방유성 (oil repellency) 을 제공하고 탁월한 방오성 (stain proofness) 및 좀처럼 스크랫치되지 않게 하는 높은 연필 경도를 제공한다. 실시예 1A 내지 10A 의 반사방지용 필름은, 본 발명에 따라 열수 처리에 적용되면, 65℃ 및 95% RH 의 고온 고습 조건에 1,000 시간 동안 노출된 후라도 표면 거칠기의 계산 수단인 유지 백분율이 30% 이상이어서 탁월한 내구성을 나타냈다.

실시예 11A

열수 처리에 적용된 실시예 7A 의 반사방지용 필름을, 온도가 55℃ 인 2.0 NNaOH 수용액에 2 시간 동안 함침시켜 그의 후면 상의 트리아세틸 셀룰로오스를 사포닌화시켰다. 두께가 80 ㎛ 인 트리아세틸 셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제조) 을 상기 언급된 것과 동일한 방법으로 사포닌화에 적용시켰다. 폴리비닐 알콜에 요오드를 흡수시킨 후 필름을 연신시켜 제조한 편광자를 적층시키고, 그의 각각의 측면 상에 2 장의 필름으로 보호하여 편광 플레이트를 제조했다. 상기 제조된 편광 플레이트는 그의 최외 표면 상에 위치한 반사방지용 필름 측면과 함께 사용되어, 투과형 TN 액정 디스플레이 유닛를 포함하는 노트북 개인 컴퓨터의 액정 디스플레이 (Sumitomo 3M Co., Ltd. 에서 제조한 편광 선택층이 있는 편광 분리 필름인 D-BEF 가 백라이트 및 액정 셀 사이에 삽입되어 있음) 에서의 시청 측 편광 플레이트를 대체해 사용했다. 그 결과, 극히 미소한 배경 반사 및 매우 높은 디스플레이 품질을 가진 디스플레이가 수득되었다.

실시예 12A

반사방지용 필름을 #3 바아를 이용해 그의 후면 상에 KOH 의 1.0N 수용액을 60℃ 의 온도에서 10 초 동안 코팅한 후 물로 세척하고 건조시킨 것을 제외하고, 실시예 11A 의 사포닌화 과정을 따라했다. 상기 제조된 편광 플레이트를 액정 디스플레이 유닛 상에 마운팅했다. 그 결과, 실시예 11A 에서와 같은 높은 디스플레이 품질을 가진 디스플레이 유닛가 수득되었다.

실시예 13A

액정 셀 측면 상의 보호용 필름 및 실시예 12A 의 반사방지용 필름이 마운팅된 투과형 TN 액정 셀의 시청 측면 상의 편광 플레이트의 백라이트 측면 상의 보호용 필름 각각으로서, 투명 지지체의 표면에 대한 그의 디스크 표면 빗면이 있는 원반상 구조 단위 및 원반상 구조 단위의 디스크 표면과 투명 지지체의 표면에 의해 형성된 각이 광학적으로 비등방성인 층의 깊이 방향으로 가변성이 되도록 배열된 광학 보상층을 포함하는 시야각 확장 필름 (Type SA-12B wide view film, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제조) 을 사용했다. 그 결과, 주광 하에서의 탁월한 콘트라스트, 매우 넓은 가로 및 세로 시야각, 매우 탁월한 가시성 및 높은 디스플레이 품질을 가진 액정 디스플레이 유닛가 수득되었다.

결과 14A

실시예 12A 에서 제조된 그의 한 측면 상에 반사방지용 필름이 제공된 편광 플레이트를 반사방지용 필름 반대편 그의 측면 상의 λ/4 플레이트로 적층시켰다. 상기 제조된 적층물을 유기 EL 디스플레이 유닛 중의 표면 유리 플레이트에 붙였다. 그 결과, 그의 표면 및 표면 유리의 내부에서 반사가 없는 극히 높은 가시성을 가진 디스플레이를 수득했다.

실시예 15A

(섬광방지 경질 코팅층 코팅 용액 A 의 제조)

245 g 의 시판되어 입수가능한 실리카 함유 UV-경화성 경질 코팅 용액 (JSR Corporation 에서 제조하는 Desolite Z7526 의 용매 조성을 변경하여 수득되는 제품; 용매 조성: 메틸 이소부틸 케톤 및 메틸 에틸 케톤의 57/43 혼합물; 고형분 농도: 약 72%; 고형분 중 Si0₂함량: 약 38%; 중합가능한 단량체 및 중합 개시제가 함유됨) 에 19.6 g 의 Y-아크릴옥시프로필 트리메톡시 실란 (KBM-5103, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조) 를 첨가했다. 혼합물을 33.6 g 의 메틸 이소부틸 케톤으로 희석했다. 상기 용액을 적용하고 자외선에 의한 코팅 경화에 의해 수득되는 코팅층은 굴절율이 1.51 였다.

이어서, 상기 용액에 평균 입자 직경이 3.5 ㎛ 인 입자형 가교성 폴리스티렌의 25% 메틸 이소부틸 케톤 분산액을 Polytron disperser 에서 10,000 rpm 으로 30 분 동안 분산시켜 수득되는 분산액 (시판명: SX-350H, Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 제조) 44 g 을 첨가했다. 후속적으로, 상기 혼합물에 평균 입자 직경이 5 ㎛ 인 입자형 가교성 폴리스티렌의 25% 메틸 이소부틸 케톤 분산액을 Polytron disperser 에서 10,000 rpm 으로 30 분 동안 분산시켜 수득되는 분산액 (시판명: SX-500H, Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 제조) 57.8 g 을 첨가했다.

상기 언급된 혼합물을 공극 크기가 30 ㎛ 인 폴리프로필렌 필터로 여과하여 섬광방지 경질 코팅층 코팅 용액 A 를 제조했다.

(저굴절층 코팅 용액 A 의 제조)

굴절율이 1.42 인 열 가교성 불소 함유 중합체 (JN-7228, JSR Corporation 제조; 고형분 농도: 6%) 177 g 에 15.2 g 의 실리카 졸 (MEK-ST; 평균 입자 직경 10 내지 20 nm; 고형분 농도: 30%, NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제조),95 g 의 메틸 에틸 케톤 및 9.0 g 의 시클로헥사논을 첨가했다. 혼합물을 교반하고, 이어서 공극 크기가 1 ㎛ 인 폴리프로필렌 필터로 여과하여 저굴절층 코팅 용액 A 를 제조했다.

(샘플 15A)

(1) 섬광방지 경질 코팅층의 코팅

상기 언급된 섬광방지 경질 코팅층 코팅 용액 A1 을 두께가 80 ㎛ 인 트리아세틸 셀룰로오스 필름 (TAC-TD80U, Fuji Photo Film Co., Ltd. 제조) 의 롤에 적용하고, 인치 당 180 라인 및 높이가 40 ㎛ 인 그라비어 패턴이 있는 직경이 50 mm 인 마이크로그라비어 롤 및 닥터 블레이드를 이용해 그라비어 롤 회전 속도 30 rpm 및 이동 속도 5 m/초로 언코일한 후, 120℃ 의 온도에서 4 분 동안 건조시켰다. 이어서, 코팅층을 400 mW/cm²의 휘도 및 300mJ/cm²의 적용량으로 질소 대기 하에 출력이 160 W/cm 인 공기 냉각식 금속 할라이드 램프 (EYEGRAPHICS Co., Ltd. 제조) 로부터의 자외선으로 조사하여, 10°이상의 빗면 각도 비율이 2% 이상이 되도록 하고, 평균 빗면 각도가 4.5°가 되도록 하고, 정점들 사이의 평균 간격이 10 ㎛ 가 되도록 하여, 섬광방지 경질 코팅층을 형성했다. 필름을 권취했다.

(2) 저굴절층의 코팅

상기 언급된 저굴절층 코팅 용액을 섬광방지 경질 코팅층이 그 위에 제공된 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 롤에 적용시키고, 인치 당 180 라인 및 깊이가 40㎛ 인 그라비어 패턴이 있는 직경 50 mm 의 마이크로그라비어 롤 및 닥터 블레이드를 이용하여 그라비어 롤 회전 속도 30 rpm 및 이동 속도 10 m/초로 언코일한 후, 80℃ 에서 2 분 동안 건조시켰다. 이어서, 코팅층에 400 mW/cm²의 휘도 및 300mJ/cm²의 적용량으로 질소 대기 하에 출력이 240 W/cm 인 공기 냉각식 금속 할라이드 램프 (EYEGRAPHICS Co., Ltd. 제조) 로부터의 자외선으로 10 분 동안 조사하여, 열가교시켜 두께가 0.096 ㎛ 인 저굴절층을 형성했다. 필름을 권취했다.

샘플의 표면을 금으로 진공-도금한 후, SEM 하에서 촬영했다. 2 차원적 망상 구조의 존재성을 사진에서 확인했다.

샘플 15A 는 백화 얼룩, 흑색의 흑색으로서의 가시도, 섬광방지 특성 및 광휘성이 샘플 8 과 유사했으며, 강철 울을 사용한 문지르기에 대한 내성 및 젖은 면봉을 사용한 문지르기에 대한 내성과 같은 스크랫치 내성이 탁월했다.

본 출원은 2002 년 1 월 31 일에 출원된 일본 특허 출원 JP 2002-23870, 2002 년 1 월 11 일에 출원된 일본 특허 출원 JP 2002-4565 을 기초로 하고 있으며, 그의 내용 전부는 본원에 충분히 설명되는 한 동일한 참고문헌으로서 포함된다.

Claims

10°이상의 빗면 각도 비율이 2 % 이하이고, 미세 요철 표면에서 정점의 평균 간격이 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 인, 투명 필름 기판의 하나 이상의 측면에 제공된 미세 요철 표면 구조를 갖는 투명 필름 기판을 포함하는 섬광방지 (antiglare) 광학 필름.

제 1 항에 있어서, 정점의 평균 간격이 1 ㎛ 내지 20 ㎛ 인 섬광방지 광학 필름.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 필름 표면 상의 1 내지 2 ㎛²에서 측정된 정규 반사면에 대한 평균 빗면 각도가 1°이상, 5°미만인 섬광방지 광학 필름.

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 최상 표면 상에 반사방지층을 포함하는 섬광방지 광학 필름.

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 필름의 표면을 거칠게 하기 위해 엠보싱 (embossing)시켜 미세 요철 표면 구조를 형성하여, 섬광방지 광학 필름이 섬광방지성이 되도록 하는 섬광방지 광학 필름.

제 5 항에 있어서, 하기 방정식 (I)에 의해 정의되는 거칠기의 산술 평균의 유지 백분율 R 이 30 % 이상인, 반사방지층을 추가로 포함하는 섬광방지 광학 필름:

(I) R =R_A/R_B

(식 중, R_A는 65 ℃ 및 95 %RH (상대 습도)의 대기 중에서 1,000 시간 동안 보관 후의 섬광방지 광학 필름 표면 거칠기의 산술 평균을 나타내고; R_B는 65 ℃ 및 95 %RH (상대 습도)의 대기 중에서 보관하기 전의 섬광방지 광학 필름 표면 거칠기의 산술 평균을 나타낸다).

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 섬광방지층과 기판 사이에 삽입된 하나 이상의 전방 산란층을 포함하는 섬광방지 광학 필름.

투명 필름 기판의 하나 이상의 측면에 제공된 미세 요철 표면 구조를 포함하는 섬광방지 광학 필름의 제조 방법으로서, 10°이상의 빗면 각도 비율이 2 % 이하이고, 미세 요철 표면에서 정점의 평균 간격이 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 이도록 필름의 표면을 엠보싱시키는 것을 포함하는 방법.

제 8 항에 있어서, 정점의 평균 간격이 1 ㎛ 내지 20 ㎛ 인 방법.

제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 필름 표면 상의 1 내지 2 ㎛²에서 측정된 정규 반사면에 대한 평균 빗면 각도가 1°이상, 5°미만인 방법.

제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 섬광방지 광학 필름이 최상 표면층 상에서 반사방지층을 포함하고, 반사방지층의 표면을 엠보싱시키는 방법.

제 11 항에 있어서, 하기 방정식 (I)에 의해 정의되는 거칠기의 산술 평균의 유지 백분율 R 이 30 % 이상인 방법:

(I) R =R_A/R_B

제 12 항에 있어서, 엠보싱 후에, 60 ℃ 내지 200 ℃ 의 온도에서 10,000 내지 100,000 초 동안 10 질량% 이상의 함량으로 물을 함유하는 용액 중에서 또는 상기 용액의 증기 중에서 섬광방지 광학 필름을 처리하는 것을 추가로 포함하는 방법.

투명 필름 기판, 및 기판의 하나 이상의 측면에 제공된 섬광방지층을 포함하고 상기 섬광방지층이 미세 요철 표면 구조를 갖는, 섬광방지 광학 필름의 제조 방법으로서, 10°이상의 빗면 각도 비율이 2 % 이하이고 미세 요철 표면에서 정점의 평균 간격이 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 이도록 섬광방지층을 조절하는 것을 포함하는 방법.

편광자 및 각각, 편광자의 양 표면에 적층된 2 개의 표면 보호 필름을 포함하는 편광 플레이트로서, 표면 보호 필름 중 하나 이상이 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 섬광방지 광학 필름인 편광 플레이트.

제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 섬광방지 광학 필름 또는 제 15 항에 따른 편광 플레이트를 포함하는 디스플레이 유닛.