KR20040086112A - 방현성 반사 방지 필름의 제조 방법 및 장치 및 방현성반사 방지 필름 - Google Patents

방현성 반사 방지 필름의 제조 방법 및 장치 및 방현성반사 방지 필름 Download PDF

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후지 샤신 필름 가부시기가이샤
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Abstract

본 발명에 의하면, 엠보싱 가공에 의해 반사 방지 필름의 반사 방지층의 표면에 요철을 부여함으로써, 반사 방지 필름에 구멍 뚫림이 생기지 않고, 또한, 전사 정밀도도 양호한 방현성 반사 방지 필름을 제조할 수 있다.
본 발명에서는 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)에 반사 방지 필름(30)을 닙하여 엠보스 롤러(34)의 요철 형상을 반사 방지층(24)에 전사하는 방현성 반사 방지 필름의 제조에서, 백업 롤러(36)의 종(縱)탄성률이나 경도를, 엠보스 롤러(34)의 종탄성률이나 경도보다도 작게 한다.

Description

방현성 반사 방지 필름의 제조 방법 및 장치 및 방현성 반사 방지 필름{MEHTOD AND DEVICE OF PRODUCING GLARE REDUCING ANTIREFLECTION FILM AND GLARE REDUCING ANTIREFLECTION FILM}
본 발명은 방현성(glare reducing) 반사 방지 필름의 제조 방법 및 장치 및 방현성 반사 방지 필름에 관한 것으로, 특히 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 사용되는 방현성 반사 방지 필름의 제조 방법 및 장치 및 방현성 반사 방지 필름에 관한 것이다.
반사 방지 필름은 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 일렉트로루미네선스 디스플레이(ELD)나 음극관 표시 장치(CRT)와 같은 여러 화상 표시 장치에 마련되어 있다. 반사 방지 필름으로는, 금속 산화물의 투명 박막을 적층시킨 다층막이 종래부터 보통으로 사용되고 있다. 복수의 투명 박막을 사용하는 것은 여러 파장의 광의 반사를 방지하기 위해서이다. 금속 산화물의 투명 박막은, 화학 증착(CVD)법이나 물리 증착(PVD)법, 특히 물리 증착법의 일종인 진공 증착법에 의해 형성되고 있다. 금속 산화물의 투명 박막은 반사 방지막으로서 뛰어난 광학적 성질을 가지고 있지만, 증착에 의한 형성 방법은, 생산성이 낮고 대량생산에 적합하지 않다. PVD법에 의한 반사 방지막은, 용도에 따라 표면 요철에 의한 방현성을 갖는 지지체상에 형성되는 경우가 있다. 평활한 지지체상에 형성된 것보다 평행 광선 투과율은 감소하지만, 배경의 비침이 표면 요철에 의해서 산란되어 저하하기 때문에 방현성을 발현하여, 반사 방지효과와 함께, 화상 형성 장치에 적용하면 그 표시 품위는 현저히 개선된다.
증착법 대신에, 무기 미립자의 도포에 의해 반사 방지 필름을 형성하는 방법이 제안되어 있다. 일본 특공소60-59250호 공보는 미세한 구멍과 미립자상 무기물을 갖는 반사 방지층을 개시하고 있다. 반사 방지층은 도포에 의해 형성된다. 미세한 구멍은 층의 도포 후에 활성화 가스 처리를 행하여, 가스가 층으로부터 이탈함으로써 형성된다. 일본 특개소59-50401호 공보는 지지체, 고굴절률층 및 저굴절률층의 순서로 적층한 반사 방지 필름을 개시하고 있다. 동 공보는, 지지체와 고굴절률층의 사이에 중굴절률층을 마련한 반사 방지 필름도 개시하고 있다. 저굴절률층은 중합체 또는 무기 미립자의 도포에 의해 형성되어 있다.
상술한 바와 같은 도포에 의한 반사 방지 필름에 방현성을 부여하는 수단으로서, 표면 요철을 갖는 지지체 상에 반사 방지층을 도포하는 방법이나, 표면 요철을 형성하기 위한 매트 입자를 반사 방지층을 형성하는 도포액에 첨가하는 방법 등이 검토되어 왔다. 그러나, 전자의 방법에서는, 반사 방지층의 도포액이 볼록(凸) 부분으로부터 오목(凹) 부분으로 유동함으로써 면내에서의 막 두께 불균일이 생겨, 평활면으로의 도포막과 비교하여 현저하게 반사 방지 성능이 악화되어버리는 문제가 있다. 또한, 후자의 방법으로는 충분한 방현성을 발현하기 위해서 필요한 1 미크론 전후에서부터 그 이상의 입경을 갖는 매트 입자를 0.1에서 0.3미크론 정도의 막두께의 박막 중에 매립되기 때문에, 매트 입자의 분락(粉落)의 문제가 생긴다.
이 대책으로서, 본원의 출원인은, 일본 특개2000-275404호 공보 및특개2000-329905호 공보에서, 종래와 같이, 투명 지지체를 요철로 하거나, 매트 입자를 반사 방지층을 형성하는 도포액에 첨가하여 반사 방지층의 표면에 요철을 부여하지 않고, 반사 방지층이 마련된 반사 방지 필름을 금속제의 엠보스 롤러와 금속제의 백업 롤러에 의해 프레스 하는 방법을 제안하였다.
그러나, 반사 방지 필름을 엠보스 롤러와 백업 롤러로 프레스하는 방법은, 반사 방지 필름에 프레스 압력을 부여하는 과정에서, 반사 방지층의 표면에 요철을 부여하기 위한 엠보스 롤러의 볼록부가, 반사 방지 필름을 관통하여, 반사 방지 필름에 구멍이 뚫려 버리는 문제가 있다. 이 대책으로서, 프레스 압력을 조정함으로써 어느 정도는 개선되지만, 완전히 구멍 뚫림을 해결할 수는 없다. 또한, 구멍 뚫림을 확실히 없앨 때까지 프레스 압력을 작게 하면, 전사 정밀도가 극단적으로 악화된다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 엠보스 가공에 의해 반사 방지 필름의 반사 방지층의 표면에 요철을 부여함으로써, 반사 방지 필름에 구멍 뚫림이 일어나지 않고, 또한 전사 정밀도도 양호한 방현성 반사 방지 필름을 제조할 수 있는 방현성 반사 방지 필름의 제조 방법 및 장치 및 방현성 반사 방지 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치에서의 전사 장치로서 엠보스 롤러와 백업 롤러로 구성한 사시도.
도 3은 전사 장치로 반사 방지 필름에 전사시킨 요철 형상을 설명하는 설명도.
도 4는 전사 장치에서의 엠보스 롤러의 롤러면에 형성한 요철 형상을 설명하는 설명도.
도 5는 전사시에서의 본 발명의 작용을 설명하는 설명도.
도 6은 전사 장치의 다른 태양으로서 판형(版型)과 지지 부재로 구성한 모식도.
[부호의 설명]
10···방현성 반사 방지 필름의 제조 장치, 12···송출 장치, 14···반사 방지 필름 형성 장치, 16···전사 장치, 18···권취 장치, 20···투명 지지체, 22···도포 장치, 24···반사 방지층, 26···건조 장치, 28···경화 장치, 30···반사 방지 필름, 32···방현성 반사 방지 필름, 34···엠보스 롤러, 36···백업 롤러
본 발명은 상기 목적을 달성하는 위해, 투명 지지체상에 적어도 한층의 반사 방지층을 마련하여 반사 방지 필름을 형성한 후, 다수의 요철을 갖는 엠보스 부재와 지지 부재에 반사 방지 필름을 닙하여 상기 반사 방지층의 표면에 상기 엠보스 부재의 요철 형상을 전사하는 방현성 반사 방지 필름의 제조 방법으로서, 상기 엠보스 부재와 지지 부재에 반사 방지 필름을 닙했을 때, 그 엠보스 부재의 볼록부가 반사 방지 필름을 거쳐서 지지 부재를 압압(押壓)하는 압력이 상기 지지 부재에 의해서 분사되도록 함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 투명 지지체상에 적어도 한층의 반사 방지층을 마련하여 반사 방지 필름을 형성하는 반사 방지 필름 형성 장치와, 상기 반사 방지 필름을 , 엠보스 부재와 지지 부재에 닙하여 상기 반사 방지층의 표면에 상기 엠보스 부재의 요철 형상을 전사하는 전사 장치를 구비한 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치로서, 상기 지지 부재의 종(縱)탄성률 또는 연필 경도가 상기 엠보스 부재의 종탄성률 또는 연필 경도보다도 작아지도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 2∼7 중 어느 하나의 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치를 사용하여 제조한 방현성 반사 방지 필름인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 엠보스 부재와 지지 부재에 의한 엠보싱 가공에 의해 반사 방지 필름의 반사 방지층의 표면에 요철을 부여할 때에, 지지 부재의 종탄성률 또는 경도가 엠보스 부재의 종탄성률 또는 연필 경도보다도 작아지도록 했으므로, 엠보스 부재와 지지 부재에 반사 방지 필름을 닙했을 때에, 엠보스 부재의 볼록부가 반사 방지 필름을 거쳐서 지지 부재에 압압하는 압력을 지지 부재에 의해서 분산할 수 있다. 이 압력 분산에 의해, 엠보스 부재의 볼록부가 반사 방지 필름을 관통하여 반사 방지 필름에 구멍을 뚫어버리지는 않는다. 또한, 지지 부재를, 상기한 종탄성률과 연필경도의 양쪽 조건을 만족하도록 규정하여도 좋다.
본 발명의 태양으로는, 반사 방지 필름의 반사 방지층 반대면측을 지지하는 지지 부재의 종탄성률이 1×1O4kgf/㎠ 이상, 2.1×1O6kgf/㎠ 이하로 되도록 하였다. 또한, 지지 부재의 표층의 연필경도가 2B 이상, 7H 이하로 되도록 하였다. 이와 같이, 지지 부재의 종탄성률의 상한을 2.1×106kgf/㎠, 지지 부재 표층의 연필 경도 상한을 7H로 함으로써, 엠보스 부재와 지지 부재에 반사 방지 필름을 닙했을 때에, 엠보스 부재의 볼록부가 반사 방지 필름을 거쳐서 지지 부재를 압압하는 압력을 지지 부재에 의해 효율적으로 분산할 수 있다. 또한, 지지 부재의 종탄성률의 하한을 1×1O4kgf/㎠, 지지 부재의 표층의 연필 경도의 하한을 2B로 함으로써, 전사 정밀도에 대한 악영향도 없다. 여기서 사용하는 엠보스 부재로는, 전사면에 다수의 요철이 형성된 판형(版型)를 사용하고, 판형에 대향시켜 평판(平板)한 지지 부재를 배치할 수도 있지만, 제조의 완전 연속화라는 관점에서는 롤면에 요철 형상이 형성된 엠보스 롤러와, 그것에 대향하는 백업 롤러로 되는 한쌍의 닙 롤러로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 태양으로는, 엠보스 부재와 지지 부재 중 적어도 엠보스 부재의 표면 온도를 투명 지지체의 유리 전이 온도 이상으로 가열하는 수단으로 가열한 상태로 반사 방지 필름에 엠보스 가공함이 바람직하다. 이것은 투명 지지체를유리 전이 온도 이상으로 함으로써, 반사 방지 필름의 내충격성이 양호해지므로, 반사 방지 필름의 구멍뚫림 방지를 한층더 향상시킬 수 있기 때문이다.
[발명의 실시 형태]
이하, 첨부 도면에 따라 본 발명에 의한 방현성 반사 방지 필름의 제조 방법 및 장치 및 방현성 반사 방지 필름의 바람직한 실시의 형태에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치(10)의 전체 구성도이고, 주로, 송출 장치(12), 반사 방지 필름 형성 장치(14), 전사 장치(16), 및 권취 장치(18)로 구성된다.
반사 방지 필름 형성 장치(14)는 송출 장치(12)로부터 송출된 투명 지지체 (20)에 도포장치(22)로 반사 방지층(24)(도2, 도3 참조)를 도포하고, 그 반사 방지층(24)을 건조장치(26)로 건조한 후, 열처리 또는 자외선 조사에 의한 경화 장치(28)로 반사 방지층(24)을 경화시킨다. 이것에 의해, 반사 방지 필름(30)이 형성된다. 이 경우, 반사 방지층(24)으로는 저굴절률층의 l층 구조의 것, 투명 지지체(20)과 저굴절률층의 사이에 고굴절률층을 마련한 2층 구조의 것, 투명 지지체(20)와 저굴절률층의 사이에 중굴절률층과 고굴절률층을 마련한 3층 구조의 것, 또는, 하드 코트층, 변형층, 방습층, 대전 방지층, 하도(undercoating)층, 보호층을 마련한 다층 구조의 것이어도 좋다. 도포 장치(22)로는, 도 1에 나타낸 압출법에 한정되지 않고, 딥 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 커텐 코팅법, 롤러 코팅법, 로드 코팅법, 그라비아 코팅법 등의 기존의 도포 장치를 사용할 수 있다. 2층구조 이상의 반사 방지층(24)을 도포 형성하는 경우에는, 멀티 매니폴드를 갖는 압출 다이와 같이 1대의 도포 장치(22)로 다층 동시 도포해도 좋고, 또는 1층을 도포하는 도포 다이를 복수 나란히하여 순차 도포하도록 해도 좋다. 또한, 투명 지지체(20)에 반사 방지층(24)을 마련하는 방법으로는 도포 방법에 한정되지 않고, 종래 기술에 따른 방법도 사용할 수 있다.
건조 장치(26)는 열풍에 의한 대류 건조 방식, 적외선 등의 복사열에 의한 복사 건조 방식 등의 어떠한 건조 방식이어도 좋고, 건조 장치내의 반사 방지 필름(30)의 반송 방식으로는 롤러 반송 등의 접촉 반송 방식, 에어나 기체로 부상시키면서 반송하는 비접촉 방식 중 어느 방식이어도 좋다.
다음에, 반사 방지 필름 형성 장치(14)로 형성한 반사 방지 필름(30)은 전사 장치(16)에 의해 반사 방지층(24)의 표면에 요철 형상을 전사시킨 후, 권취 장치(18)로 권취한다. 이것에 의해, 방현성을 갖는 반사 방지 필름(30)인 방현성 반사 방지 필름(32)이 제조된다. 또한, 도1에서는 송출 장치(12)로부터 권취 장치(18)까지의 연속 공정으로 나타냈으나, 반사 방지 필름 형성 장치(14)로 형성한 반사 방지 필름(30)을 일단 별도의 권취 장치(도시하지 않음)로 롤상으로 권취하고, 그 권치 장치로부터 반사 방지 필름(30)을 전사 장치(16)로 송출해도 좋다.
전사 장치(16)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 전사면인 롤러면에 다수의 요철을 갖는 엠보스 롤러(34)와, 엠보스 롤러(34)에 대향 배치된 백업 롤러(36)로 구성된다. 엠보스 롤러(34) 및 백업 롤러(36)의 롤 직경은 100φ∼800φ의 범위가 바람직하다. 엠보스 롤러(34)의 회전축(35, 35)의 양단은, 각각의 베어링(38, 38)에 회전 자재하게 지지되는 동시에, 회전축(35)의 한쪽 단부가 모터(40)에 연결된다. 엠보스 롤러(34)의 각각의 베어링(38, 38)은 엠보스 롤러(34)의 축방향 양측에 세워마련된 한쌍의 지주(42, 42)로부터 수평으로 튀어나온 지지대(44, 44)에 지지된다. 엠보스 롤러(34)의 아래쪽에 인접하여 백업 롤러(36)가 평행하게 배치되고, 백업 롤러(36)의 회전축(37, 37)의 양단은 각각의 베어링(46, 46)에 회전 자재하게 지지되는 동시에, 회전축(37)의 한쪽 단부가 모터(48)에 연결된다. 백업 롤러(36)의 각각의 베어링(46, 46)은 상기 한쌍의 지주(42, 42)로부터 수평으로 뛰어나온 지지대(50, 50)에 지지되는 동시에, 지지대(50)는 지주(42)에 첨설된 수직인 레일(52)에 선형 베어링(54)을 거쳐서 슬라이드 자재하게 장착되어 있다. 또한, 각각의 지지대(50, 50)의 거의 중앙부에 너트부재(56, 56)가 일체적으로 마련되고, 이 너트 부재(56)에 정역 회전가능한 모터(58)에 연결된 이송 나사(60)가 나사결합된다. 이것에 의해, 모터(58)를 구동하여 이송 나사(60)를 회동시킴으로써, 백업 롤러(36)가 엠보스 롤러(34)에 대해서 근접·이간하여, 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)의 클리어런스나 반사 방지 필름(30)을 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)에 닙했을 때의 프레스 하중이 조정된다. 클리어런스의 치수나 프레스 하중은 엠보싱 가공되는 반사 방지 필름(30)의 두께나, 반사 방지 필름(30)에 형성되는 요철 형상, 기타 엠보싱 가공 조건에 따라 적당히 설정한다. 클리어런스를 설정할 때의 클리어런스의 실측(實測)은 마이크로미터, 레이저 측정기 등을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 백업 롤러(36)에도 구동 모터(48)를 마련한 예로 설명했지만, 백업 롤러(36)를 종동(從動) 롤러로 해도 좋다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 엠보싱 가공에 의해서 반사 방지 필름(30)에 형성되는 요철은 표면의 볼록부(30A)로부터 인접하는 볼록부(30A)까지의 평균 피치(P)는 10∼60㎛의 범위인 것이 바람직하고, 15∼40㎛의 범위가 더욱 바람직하다. 볼록부(30A)의 선단으로부터 오목부(30B)의 바닥까지의 평균 깊이(D)는 0.05∼2㎛의 범위인 것이 바람직하고, O.1∼1㎛의 범위가 더욱 바람직하다. 따라서, 도 4(a), (b)에 나타내는 엠보스 롤러(34)의 롤면에 형성되는 요철의 피치 치수(P)와 깊이 치수(D)는 제품인 방현성 반사 방지 필름(32)에 따라서 다르지만, 전사 정밀도에서 본 경우, 롤러면의 볼록부(34A)로부터 인접하는 볼록부(34A)까지의 평균 피치(P)는 10∼30㎛의 범위인 것이 바람직하고, 10∼15㎛의 범위가 더욱 바람직하다. 볼록부(34A)의 선단으로부터 오목부(34B)의 바닥까지의 평균 깊이(D)는 0.3∼1.5㎛의 범위인 것이 바람직하고, 0.5∼1㎛의 범위가 더욱 바람직하다. 또한, 전사 후에 투명 지지체(20)의 탄성에 의해 전사된 요철의 치수가 다소 적어지므로, 사용하는 엠보스 롤러(34)의 요철의 피치 치수(P)와 깊이 치수(D)는 투명 지지체(20)의 재질에 따라 반사 방지 필름(30)에 전사할 목표의 평균 피치(P)나 평균 깊이(D)보다도 0%∼100% 큰 것을 사용하면 좋다. 이 경우, 반사 방지층(24)의 엠보싱 가공에 의한 요철의 전사가 반사 방지층(24)의 반대면으로 되는 경우도 있지만, 엠보싱 가공한 후의 반사 방지 필름(30)의 이면이 완전히 평탄하지 않아도 좋다. 또한, 엠보스 롤러(34)의 롤면에 형성된 볼록부(34A)의 형상은 회전 타원체의 일부가 바람직하다. 엠보스 롤러(34)의 롤러면에 요철을 형성하는 방법으로서, 포토리소그래피, 기계 가공, 방전 가공, 레이저 가공 등, 엠보스 롤러의 재질이나요철의 형상에 따라서 공지의 각종 방법을 채용할 수 있다.
백업 롤러(36)는 롤러의 종탄성률이나 연필 경도가 엠보스 롤러(34)의 종탄성률이나 연필 경도보다도 작은 롤러가 사용된다. 즉, 백업 롤러(36)의 종탄성률은 1×1O4kgf/㎠ 이상, 2.1×1O6kgf/㎠ 이하로 되도록 규정하고, 보다 바람직하게는 1×1O4kgf/㎠ 이상, 1. 5×1O5kgf/㎠ 이하로 규정한다. 연필 경도로 규정하는 경우에는, 백업 롤러(36)의 표층의 연필 경도가 2B 이상, 7H 이하로 되도록 규정하고, 보다 바람직하게는 H이상, 5H 이하로 되도록 규정한다. 또한, 종탄성률과 경도의 양쪽으로 규정해도 좋다. 이 종탄성률이나 경도의 조건을 만족하는 롤러 재질의 것이면 어떠한 것이어도 좋지만, 플라스틱제의 롤러, 특히 경질 처리를 행한 폴리아미드 수지(통칭, MC 나일론)나 폴리아세탈 수지를 적합하게 사용할 수 있다.
이와 같이, 백업 롤러(36)의 종탄성률이나 경도를, 엠보스 롤러(34)의 종탄성률이나 경도보다도 작게함으로써, 도 5에 나타낸 바와 같이, 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)에 반사 방지 필름(30)을 닙하여 반사 방지층(24)의 표면에 요철을 부여할 때에, 엠보스 롤러(34)의 볼록부(34A)가 반사 방지 필름(30)을 거쳐서 백업 롤러(36)를 압압하는 압력을 백업 롤러(36)에 의해 분산할 수 있다. 이 압력 분산에 의해, 엠보스 롤러(34)의 볼록부(34A)가 반사 방지 필름(30)을 관통하여 반사 방지 필름(30)에 구멍을 뚫어버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 백업 롤러(36)의 종탄성률이나 경도를 너무 적게하면 전사 정밀도가 나빠지지만, 종탄성률의 하한을 1×104kgf/㎠으로, 백업 롤러(36)의 표층의 연필 경도의 하한을 2B로 규정함으로써, 전사 정밀도에 대한 악영향도 없다. 이 전사 조작에서의 다른 조건으로는, 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)에 반사 방지 필름(30)을 닙하는 프레스압(선(線)압)은 100kgf/cm∼3000kgf/cm이 좋고, 보다 바람직하게는 500kgf/cm∼1500kgf/cm이다. 따라서, 이 프레스압이 얻어지도록, 반사 방지 필름(30)의 두께에 따라서, 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)의 클리어런스나 프레스 하중을 조정하면 좋다. 이 경우, 도2에 나타내는 바와 같이, 로드 셀 등의 하중 측정기(39)로 프레스 하중을 측정하고, 프레스 하중과 반사 방지 필름(30)의 구멍 뚫림이나 전사 정밀도의 관계를 파악하고, 그것에 근거하여 클리어런스나 프레스 하중을 조정하면 한층 좋다. 전사 처리 속도는 0.1m/분∼50m/분의 범위가 좋고, 보다 바람직하게는 1m/분∼20m/분의 범위이다.
또한, 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)의 롤러 표면 온도를 사용하는 투명 지지체(20)의 유리 전이 온도 이상으로 가열한 상태로 반사 방지 필름(30)에 엠보스 가공하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 투명 지지체(20)의 열팽창에 의한 롤러(34, 36)상에서의 주름의 발생을 억제할 수 있으므로, 주름이 없는 반사 방지 필름(30)을 엠보싱 가공에 의해 제조할 수 있다. 이러한 온도 조건을 얻기 위한 가열 수단으로는, 특별히 도시하지 않지만, 예를 들면, 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)의 롤러내에 각각 통수(通水) 파이브를 내장하고, 이 통수 파이브를 각각 로터리 조인트를 거쳐서 열 매체 공급 장치에 연결시켜 구성할 수 있다. 그래서, 온수 등의 열 매체를 롤러와의 사이에 순환시킴으로써, 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)의 롤러면 온도를 투명 지지체(20)의 유리 전이 온도 이상으로 가온한다.엠보스 롤러(34)나 백업 롤러(36)의 롤러 표면 온도의 상한으로는 사용하는 투명 지지체(20)의 유리 전이 온도+50℃가 바람직하다. 또한, 가열 수단으로는 매체 순환 방식에 한정되는 것은 아니며, 유도 가열이나 다른 가열 방법을 사용할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)의 위치에서 보아, 반사 방지 필름(30)의 반송 방향 상류 위치에 반사 방지 필름(30)을 미리 예비 가열하는 예비 가열 수단(64)을 마련하면 좋다. 예비 가열 수단(64)으로는, 특별히 한정되지 않지만, 한쌍의 롤 히터(66, 66)를 적합하게 사용할 수 있다. 한쌍의 롤 히터(66, 66)로 반사 방지 필름(30)을 가열하면서 닙 반송함으로써, 반사 방지 필름(30)의 투명 지지체(20)를 유리 전이 온도 이상으로 예비 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 요철 형상이 전사되기 전의 반송 방지층(24)을 미리 프레스해 둠으로써 전사 정밀도가 양호해진다.
또한, 본 발명의 방현성 반사 방지 필름의 제조 방법에서는, 반사 방지 필름(30)으로의 전사 조작을 1회로 한정하는 것은 아니며, 전사 장치(16)를 복수회 통과시켜도 좋다. 이 경우, 전사 장치(16)를 다단으로 마련하면, 연속 전사를 행할 수 있다. 또한, 본 실시의 형태에서는 전사 장치(16)로서, 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)에 대상의 반사 방지 필름(30)을 연속적으로 흘려보내어 엠보스 가공하는 연속 방식으로 설명하였지만, 단엽(單葉)상의 반사 방지 필름(30)을 1매씩 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)에 닙시키는 배치 방식이어도 좋다. 이 배치 방식의 경우에는 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(34) 대신에, 도 6에 나타내는 전사면에다수의 요철이 형성된 판형(70)을 사용하고, 판형(70)에 대향시켜서, 상술한 백업 롤러(36)와 동일한 종탄성률이나 경도를 갖는 평탄한 지지 부재(72)를 지지대(74)에 배치하여, 판형(70)과 지지 부재(72)로 단엽상의 반사 방지 필름(30)을 프레스 하는 구성도 사용할 수 있다.
다음에 본 발명에서의 투명 지지체(20)나 반사 방지층(24)의 바람직한 태양에 대해서 설명한다.
본 발명에서 사용하는 투명 지지체(20)로는, 50㎛로부터 100㎛정도의 두께의 플라스틱 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 플라스틱 필름의 재료의 예로는, 셀룰로오스 에스테르(예, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로스, 프로피오닐셀룰로스, 부틸셀룰로스, 아세틸프로피오닐셀룰로스, 니트로셀룰로스), 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르(예, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-디페녹시에탄-4,4'-디카복실레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트), 폴리스티렌(예, 신디오탁틱폴리스티렌), 폴리올레핀(예, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐), 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리에테르케톤이 포함된다. 트리아세틸셀룰로스, 폴리카보네이트 및 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다. 투명지지체(20)의 광투과율은 80% 이상인 것이 바람직하고, 86% 이상인 것이 더 바람직하다. 투명 지지체(20)의 헤이즈는 2.0%이하인 것이 바람직하고, 1.0%이하인 것이 더 바람직하다. 투명 지지체(20)의 굴절률은 1.4 내지 1.7인 것이 바람직하다.
반사 방지층(24)에서의 저굴절률층의 굴절률은 1.20 내지 1.55인 것이 바람직하고, 1.30 내지 1.55인 것이 더 바람직하다. 고굴절률층의 굴절률은 1.65 내지 2.40인 것이 바람직하고, 1.70 내지 2.20인 것이 더 바람직하다. 중굴절률층의 굴절률은 저굴절률층과 고굴절률층의 사이의 값으로 되도록 조정한다. 중굴절률층의 굴절률은 1.55 내지 180인 것이 바람직하다.
저굴절률층은 무기 미립자와 유기 중합체로 되는 다공질층이나 함불소 중합체로 되는 층이 바람직하게 사용된다. 저굴절률층의 층 두께로는 50∼400nm가 바람직하고, 50∼200nm가 더욱 바람직하다. 무기 미립자와 유기 중합체로 되는 다공질층을 사용하는 경우는 무기 미립자의 표면을 수식(修飾)하여, 유기 중합체와의 밀착성을 개선하는 것, 유기 중합체에 열 또는 전리 방사선에 의해 가교가능한 단량체, 중합체 또는 그들의 혼합물을 사용함으로써, 막 강도가 우수한 저굴절률층을 얻을 수 있다. 함불소 중합체를 사용하는 경우는 저굴절률이라는 관점에서 불소 함유율이 높은 것, 또는 자유 체적이 큰 것이 바람직하고, 밀착성의 관점에서 가교성을 갖는 것이 바람직하다. 가교의 양식은 열 경화성, 전리방사선 경화형의 것이 시판품으로서 입수할 수 있다.
또한, 저굴절률층과 투명 지지체(20)의 사이에 고굴절률층을 마련해도 좋고, 고굴절률층과 투명 지지체(20)의 사이에 중굴절률층을 마련해도 좋다. 고굴절률층의 굴절률은 1.65 내지 2.40인 것이 바람직하고, 1.70 내지 2.20인 것이 더 바람직하다. 중굴절률층의 굴절률은 저굴절률층의 굴절률과 고굴절률층의 굴절률의 사이의 값으로 되도록 조정한다. 중굴절률층의 굴절률은 1.55 내지 1.80인 것이 바람직하다. 중굴절률층 및 고굴절률층은 비교적 굴절률이 높은 중합체를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 굴절률이 높은 중합체의 예로는 폴리스티렌, 스티렌 공중합체, 폴리카보네이트, 멜라민 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지 및 환상(지환식 또는 방향족)이소시아네이트와 폴리올의 반응으로 얻어지는 폴리우레탄이 포함된다. 그외의 환상(방향족, 복소환식, 지환식)기를 갖는 중합체나, 불소 이외의 할로겐 원자를 치환기로 갖는 중합체도, 굴절률이 높다. 이중 결합을 도입하여 라디칼 경화를 가능하게 한 단량체의 중합 반응에 의해 중합체를 형성해도 좋다.
반사 방지막에는 하드 코트층, 변형층, 방습층, 대전 방지층, 하도층이나 보호층을 더 마련해도 좋다. 하드 코트층은 투명 지지체에 내긁힘성을 부여하기 위해서 마련한다. 하드 코트층은 투명 지지체와 그 위층의 접착을 강화하는 기능도 갖는다. 하드 코트층은 아크릴계 중합체, 우레탄계 중합체, 에폭시계 중합체나 실리카계 화합물을 사용하여 형성할 수 있다. 안료를 하드 코트층에 첨가해도 좋다. 하드 코팅에 사용하는 소재로는 포화 탄화수소 또는 폴리에테르를 주쇄로서 갖는 중합체가 바람직하고, 포화 탄화수소를 주쇄로서 갖는 중합체인 것이 더 바람직하고, 가교 구조를 갖는 것이 바람직하다. 포화 탄화수소를 주쇄로서 갖는 중합체는 에틸렌성 불포화 단량체의 중합 반응에 의해 얻는 것이 바람직하다. 가교해 있는 중합체를 얻기 위해서는 2이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 사용하는 것이 바람직하다. 2 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체의 예로는 다가 알콜과 (메타)아크릴산의 에스테르(예, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디아크릴레이트, 펜타에리트릴톨테트라(메타)아크릴레이트), 펜타에리트릴톨트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,2,3-시클로헥산테트라메타크릴레이트, 폴리우레탄폴리아크릴레이트, 폴리에스테르폴리아크릴레이트, 비닐벤젠 및 그 유도체(예, 1,4-디비닐벤젠, 4-비닐벤조산-2-아크릴로일에틸에스테르, 1,4-디비닐시클로헥사논), 비닐설폰(예, 디비닐설폰), 아크릴아미드(예, 메틸렌비스아크릴아미드) 및 메타크릴아미드가 포함된다.
2 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머 대신에 또는 그것에 더하여, 가교성 기의 반응에 의해, 가교구조를 도입하여도 좋다. 가교성 관능기의 예로는 이소시아네이트기, 에폭시기, 아지리딘기, 옥사졸린기, 알데히드기, 카보닐기, 히드라진모노아크릴레이트 유도체, 멜라민, 에테르화메틸올, 에스테르 및 우레탄도, 가교구조를 도입하기 위한 단량체로서 이용할 수 있다. 블록 이소시아네이트기와 같이, 분해 반응의 결과로서 가교성을 나타내는 관능기를 사용해도 좋다. 또한, 본 발명에서 가교기로는 상기 화합물에 한정되지 않고 상기 관능기가 분해한 결과 반응성을 나타내는 것이어도 좋다. 하드 코트층은 용제 중에 단량체 및 중합 개시제를 용해하여, 도포 후에 중합반응(필요하면 더 가교 반응)에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 중합 개시제에 대해서는 벤조페논계 등의 수소 인발(drawing)형, 아세토페논계, 트리아진계 등의 라디칼 개열형을 단독 또는 병용하여 모노머와 함께 도포액에 첨가하는 것이 바람직하다. 하드 코트층의 도포액에, 소량의 중합체(예, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 디아세틸셀룰로스, 트리아세틸셀룰로스, 니트로셀룰로스, 폴리에스테르, 알키드 수지)를 첨가하여도 좋다.
저굴절률층 상에, 보호층을 마련해도 좋다. 보호층은 윤활층 또는 오염 방지층으로서 기능한다. 윤활층에 사용하는 윤활제의 예로는 폴리오르가노실록산(예, 폴리디메틸실록산, 폴리디에틸실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리메틸페닐실록산, 알킬 변성 폴리디메틸실록산), 천연 왁스(예, 카르나우바 왁스, 캔데릴라 왁스, 호호바유, 라이스 왁스, 목랍, 밀랍, 라놀린, 경랍, 몬탄 왁스), 석유 왁스(예, 파라핀 왁스, 마이크로크리스탈린 왁스), 합성 왁스(예, 폴리에틸렌 왁스, 핏셔·트롭슈 왁스), 고급 지방산 아미드(예, 스테아라미드, 올레인아미드, N,N'-메틸렌비스스테아라미드), 고급 지방산에스테르(예, 스테아린산메틸, 스테아린산부틸, 글리세린모노스테아레이트, 솔비탄모노올레이트), 고급 지방산 금속염(예, 스테아린산 아연) 및 불소 함유 중합체(예, 퍼플루오로주쇄형 퍼플루오로폴리에테르, 퍼플루오로폴리에테르, 알콜 변성 퍼플루오로폴리에테르, 이소시아네이트 변성 퍼플루오로폴리에테르)가 포함된다. 오염 방지층에는 함불소 소수성 화합물(예, 함불소 중합체, 함불소 계면활성제, 함불소 오일)을 첨가한다. 보호층의 두께는 반사 방지 기능에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서, 20nm이하인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서는, 투명 지지체와 하드 코트층의 사이에 변형층을 마련해도 좋다. 하드 코트층은 거의 소성(塑性) 변형을 일으키지 않기 때문에, 요철 형성은 투명 지지체의 소성 변형에 의해 되지만, 투명 지지체보다도 변성하기 쉬운 (메타)아크릴산 에스테르로 되는 중합체층을 투명 지지체와 하드 코트층의 사이에 마련함으로써, 외부로부터의 압력에 의한 소성 변형을 보다 크게 하여, 결과로서표면 요철을 형성하기 쉽게 된다. 이 변형은 압력 뿐만 아니라 열을 병용할 수 있다. (메타)아크릴산 에스테르의 유리 전이점 온도보다도 높은 온도에서 행함으로써, 소성 변형을 더 촉진할 수 있다. 또한, 이 (메타)아크릴산 에스테르의 에스테르부의 구조를 변경함으로써, 중합체의 유리 전이점 온도를 임의로 설정할 수 있지만, 유리 전이점 온도는 상온과 투명 지지체의 유리 전이점 온도로서 일반적인 140 내지 200℃의 사이에 있는 것이 바람직하고, 구체적으로는 80 내지 110℃가 바람직하다. 이것은 상온에서는 유리 전이점보다 작기 때문에 반사 방지 필름(30)의 하드 코트성을 손상하지 않고, 요철 형성 시에는 투명 지지체의 광학, 역학 물성을 변화시키지 않고, 변형층의 소성 변형만을 촉진할 수 있기 때문이다.
(메타)아크릴산 에스테르의 구체예로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트 등의 단독 중합체 또는 공중합체를 들 수 있다. 또한, 도포성이나 투명 지지체와의 밀착성, 유리 전이점 온도 조정을 위해서 계면활성제와 같은 저분자 화합물이나 다른 중합체를 병용해도 좋다. 이 중합체의 예로는 젤라틴, 폴리비닐알콜, 폴리알긴산(염)과 같은 수용성 중합체 외에, 셀룰로스에스테르(예, 트리아세틸셀룰로스, 디아세틸셀룰로스, 프로피오닐셀룰로스, 부티릴셀룰로스, 아세틸프로피오닐셀룰로스, 니트로셀룰로스, 히드록시에틸셀룰로스, 히드록시프로필셀룰로스), 폴리스티렌 및 폴리에테르케톤 및 이들의 공중합체를 들 수 있다. 이렇게 하여 형성된 변형층의 유리 전이점 온도는 60 내지 130℃가 바람직하고, 80 내지 110℃가 보다 바람직하다.
[실시예]
80㎛의 트리아세틸셀룰로스 필름에 건조막 두께로 100nm의 반사 방지층을 도포형성하여 120℃에서 건조한 후, 열 효과처리를 행하여 반사 방지 필름을 형성하였다. 이 반사 방지 필름을 100φ의 금속제의 엠보스 롤러(34)와 100φ의 MC 나일론제의 백업 롤러(36)에 닙함에 의해 엠보스 롤러(34)의 롤면에 형성한 요철 형상을 반사 방지 필름에 전사하였다. 엠보스 롤러(34)의 요철의 피치 치수(P)를 15㎛, 깊이 치수(D)를 0.8㎛로 하였다. 이 전사 조작에서의 전사 처리 속도는 1m/분, 엠보스 롤러(34)의 롤 표면 온도를 150℃로 하였다. 엠보스 롤러(34)와 백업 롤러(36)의 클리어런스는 0.05mm로 하고, 프레스압(선압)을 500kgf/cm로 하였다.
또한, 백업 롤러(36)의 종탄성률(kgf/㎠)을 변화시켰을 때에 반사 방지 필름으로의 구멍 뚫림의 유무, 및 전사 정밀도를 평가하였다.
그 결과, 백업 롤러의 종탄성률이 1×1O4kgf/㎠ 이상, 2.1×1O6kgf/㎠ 이하의 범위이면, 반사 방지 필름으로의 구멍 뚫림이 없고, 전사 정밀도도 양호하였다. 이것에 대해, 백업 롤러의 종탄성률이 2.1×1O6kgf/㎠를 넘으면, 반사 방지 필름으로의 구멍 뚫림이 산견(散見)되었다. 또한, 백업 롤러의 종탄성률이 1×1O4미만에서는 전사 정밀도가 나빠졌다.
마찬가지로, 백업 롤러(36)의 표층에서의 연필 경도를 변화시켰을 때에 반사 방지 필름에 대한 구멍 뚫림의 유무, 및 전사 정밀도를 평가한 결과, 백업 롤러(36)의 표층에서의 연필 경도가 2B이상, 7H이하의 범위이면, 반사 방지 필름으로의 구멍 뚫림이 없고, 전사 정밀도도 양호하였다. 이것에 대하여, 백업 롤러의 표층에서의 연필 경도가 7H를 넘으면, 반사 방지 필름으로의 구멍 뚫림이 산견되고, 연필 경도가 2B 미만에서는 전사 정밀도가 나빠졌다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 방현성 반사 방지 필름의 제조 방법 및 장치 및 반사 방지 필름에 의하면, 엠보싱 가공에 의해 반사 방지 필름의 반사 방지층의 표면에 요철을 부여함으로써, 반사 방지 필름에 구멍 뚫림이 생기지 않고, 또한 전사 정밀도도 양호한 방현성 반사 방지 필름을 제조할 수 있다.

Claims (8)

  1. 투명 지지체상에 적어도 한 층의 반사 방지층을 마련하여 반사 방지 필름을 형성한 후, 다수의 요철을 갖는 엠보스 부재와 지지 부재에 반사 방지 필름을 닙하여 상기 반사 방지층의 표면에 상기 엠보스 부재의 요철 형상을 전사하는 방현성 반사 방지 필름의 제조 방법으로서,
    상기 엠보스 부재와 지지 부재에 반사 방지 필름을 닙했을 때, 그 엠보스 부재의 볼록부가 반사 방지 필름을 거쳐서 지지 부재를 압압하는 압력이 상기 지지 부재에 의해서 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 방현성 반사 방지 필름의 제조 방법.
  2. 투명 지지체상에 적어도 한층의 반사 방지층을 마련하여 반사 방지 필름을 형성하는 반사 방지 필름 형성 장치와, 상기 반사 방지 필름을, 엠보스 부재와 지지 부재에 닙하여 상기 반사 방지층의 표면에 상기 엠보스 부재의 요철 형상을 전사하는 전사 장치를 구비한 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치로서,
    상기 지지 부재의 종탄성률 또는 연필 경도가 상기 엠보스 부재의 종탄성률 또는 연필 경도보다도 작게 되도록 한 것을 특징으로 하는 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지 부재의 종탄성률은 1×1O4kgf/㎠ 이상, 2.1×1O6kgf/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 지지 부재의 표층의 연필 경도는 2B이상, 7H이하인 것을 특징으로 하는 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엠보스 부재와 상기 지지 부재 중의 적어도 엠보스 부재의 표면 온도를 상기 투명 지지체의 유리 전이 온도 이상으로 가열하는 가열 수단을 마련하는 것을 특징으로 하는 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엠보스 부재는 엠보스 롤러인 동시에, 상기 지지 부재는 백업 롤러인 것을 특징으로 하는 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 지지체 상에 적어도 한 층의 반사 방지층을 마련하는 수단이 도포 장치인 것을 특징으로 하는 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항 기재의 방현성 반사 방지 필름의 제조 장치를 사용하여 제조한 것을 특징으로 하는 방현성 반사 방지 필름.
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