KR20050004231A - 광확산성 시트, 광학소자 및 화상표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 광확산성 시트는 투명 필름의 적어도 일면에, 미세 요철 형상이 형성되어 있는 수지 피막층, 및 당해 수지 피막층의 미세 요철 형상 표면에 당해 수지 피막층의 굴절률보다도 낮은 굴절률의 저굴절률층을 갖는 광확산층이 형성되어 있는 것으로, 고정세화된 LCD 에 적용한 경우에도, 방현성을 유지하고, 표면 산란에 의한 백화가 거의 허용되지 않으며, 또한, 복굴절성을 거의 나타내지 않고, 밀착성, 내구성이 우수하다.

Description

광확산성 시트, 광학소자 및 화상표시장치{LIGHT DIFFUSING SHEET, OPTICAL ELEMENT AND IMAGE DISPLAY UNIT}

[기술분야]

본 발명은 액정 디스플레이 (LCD), 플랫 패널 디스플레이 (FPD), 유기 EL, PDP 등의 화상표시장치에 있어서, 화면의 시인성 저하를 억제하기 위해 사용되고 있는 광확산성 시트, 및 당해 광확산성 시트가 형성되어 있는 광학소자에 관한 것이다. 또한, 당해 광학소자가 사용되고 있는 화상표시장치에 관한 것이다.

[배경기술]

종래 LCD 등의 화상표시장치는, 표시 장치 표면에 형광등 등의 실내 조명, 창으로부터의 태양광의 입사, 조작자의 그림자 등의 반사에 의해 화상의 시인성이 방해된다. 따라서, LCD 표면에는 화상의 시인성을 향상시키기 위해, 표면 반사광을 확산시켜, 외광의 정반사를 억제하고, 외부 환경의 반사를 방지할 수 있는 (방현성을 갖는) 미세 요철 구조를 형성시킨 광확산층이 형성되어 있다. 광확산층의 형성 방법으로는, 구조의 미세화가 용이한 것, 또한, 생산성이 양호한 점에서 미립자를 분산시킨 수지를 코팅하여 수지 피막층을 형성하는 방법이 주류가 되고 있다.

그러나, 광확산층의 형성 조건에 따라서는, LCD 에 광확산층을 장착하면, 표면 산란이 일어나, 흑색 표시시에 표시 화면이 하얗게 되는 소위 백화 (whiteblur) 에 의해 화면 표시의 콘트라스트가 저하된다는 문제가 발생한다.

예를 들어 일본 공개특허공보 평10-20103호에서는, 방현성 등을 개선시킨 광확산층으로서 광확산층 표면의 60°광택도에 착안하여 이것을 90% 이하로 한 것이 개시되어 있지만, 당해 공보에서는 평균 입자경이 작은 입자를 대량으로 사용하고 있기 때문에 백화가 발생한다. 국제공개 WO95/31737호에서도, 광확산층 표면의 60°광택도를 90% 이하로 하는 것이 개시되어 있지만, 당해 공보에 기재된 광확산층도 백화가 충분히 개선되어 있다고는 말할 수 없다.

백화를 개선하는 방법으로는, 미세 요철 구조의 수지 피막층 표면에 수지 피막층의 굴절률보다도 낮은 굴절률의 저굴성층을 형성함으로써, 반사 방지 기능을 부여하여 화면 표시의 콘트라스트 저하를 방지하는 방법이 있다. 그러나, 반사 방지 기능을 발현시키기 위해서는 통상 파장의 1/4 의 막두께로 균일하게 저굴절률층을 형성할 필요가 있어, 미세 요철 형상 구조 상에 웨트 처리에 의해 반사 방지 처리를 하면 저굴절률층의 레벨링에 의해 미세 구조의 볼록부와 오목부에서 두께가 달라져, 반사 방지 기능을 충분히 발현시킬 수 없다.

또한, 광확산층이 형성되는 투명 필름으로는, 일반적으로 트리아세틸셀룰로오스, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등의 투명성이 우수한 재료가 사용되고 있다. 특히 LCD 에 필요 불가결한 편광판에 사용하는 투명 필름의 재료로는 복굴절성이 작은 트리아세틸셀룰로오스 필름이 주류이다. 그러나, 트리아세틸셀룰로오스 필름의 표면에 미세 요철 형상을 형성한 광확산성 시트에서는, 고온 가습하에 장시간 노출된 경우에, 트리아세틸셀룰로오스 필름의 가수분해에 의해광확산층의 박리나 크랙 등의 문제가 있다.

고온 가습하에 가수분해되지 않은 투명 필름도 존재한다. 해당 투명 필름으로는, 일반적으로 필름의 기계적 강도를 향상시킨 연신 필름이 사용된다. 그러나, 연신 필름은 연신으로 인해 위상차가 발생한다. 그 때문에, 편광자의 보호 필름으로서 사용한 경우에는 시야각 특성을 저하시키는 문제가 있다. 또한, 최근에는, 연신해도 위상차가 발현되기 어려운, 광학 특성이 우수한 투명 필름으로서 노르보르넨계 수지 필름이 사용되고 있지만, 해당 필름은 광확산층으로서 수지 피막층을 형성한 경우에 해당 수지 피막층과의 밀착성이 나빠 광확산층을 형성하기가 어려웠다.

본 발명은, 고정세화된 LCD 에 적용한 경우에도, 방현성을 유지하고, 또한, 표면 산란에 의한 백화가 거의 허용되지 않고, 또한, 복굴절성을 거의 나타내지 않으며, 밀착성, 내구성이 우수한 광확산성 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 해당 광확산성 시트가 형성되어 있는 광학소자, 또한, 해당 광학소자를 사용한 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 이하, 나타내는 특성을 갖는 광확산성 시트에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명은, 투명 필름의 적어도 일면에, 미세 요철 형상이 형성되어 있는 수지 피막층, 및 당해 수지 피막층의 미세 요철 형상 표면에 당해 수지 피막층의굴절률보다도 낮은 굴절률의 저굴절률층을 갖는 광확산층이 형성되어 있는 광확산성 시트에 있어서,

상기 투명 필름이, (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미도기를 갖는 열가소성 수지, 및 (B) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 페닐기 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하여 이루어지고,

상기 저굴절률층이 폴리실록산 구조를 갖는 재료에 의해 형성되어 있고,

또한, 수지 피막층의 표면에 형성되어 있는 저굴절률층 표면의 60°광택도가, 수지 피막층과 저굴절률층이 형성된 상태에서 15% 이상 50% 이하인 것을 특징으로 하는 광확산성 시트에 관한 것이다.

상기 본 발명의 광확산층은 수지 피막층의 미세 요철 형상의 표면에 저굴절률층이 형성되어 있어, 당해 저굴절률층에 의해 반사 방지 기능을 부여할 수 있고, 화면 표시 콘트라스트의 저하를 방지하여 백화를 개선시키고 있다. 당해 저굴절률층은, 폴리실록산 구조를 갖는 재료에 의해 형성되어 있고, 미세 구조의 볼록부와 오목부에 있어서의 두께 차가 적어, 반사 방지 기능을 충분히 발현할 수 있다.

저굴절률층의 반사 방지 기능의 발현 레벨은, 수지 피막층의 미세 요철 구조의 정도에 따라 다르지만, 수지 피막층에 형성된 저굴절률층 표면의 60°광택도를 수지 피막층과 저굴절률층의 2 층이 형성된 상태에서 15% 이상으로 함으로써 백화를 유효하게 억제할 수 있다. 상기 저굴절률층 표면의 60°광택도는 이들 2 층이 형성된 상태에서 20% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 상기 저굴절률층 표면의 60°광택도가 이들 2 층이 형성된 상태에서 15% 미만인 경우는 화상 표면의 산란에 의한 백화에 의해 화면 표시 콘트라스트가 저하된다. 한편, 상기 저굴절률층 표면의 60°광택도가 이들 2 층이 형성된 상태에서 50% 를 초과하는 경우는 방현성이 현저히 저하되어 광확산층으로서 기능하고 있지 않다. 상기 저굴절률층 표면의 60°광택도는 이들 2 층이 형성된 상태에서 50% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 이상으로부터, 방현성 및 백화의 양자의 특성을 만족시키기 위해서는 상기 저굴절률층 표면의 60°광택도는 이들 2 층이 형성된 상태에서 15∼50%, 바람직하게는 20∼50%, 더욱 바람직하게는 30∼50% 이다.

또한, 본 발명의 투명 필름은, 상기 열가소성 수지 (A), (B) 의 혼합물을 주성분으로 함유한다. 당해 투명 필름은, 복굴절성을 거의 나타내지 않고, 또한, 고온도, 고습도의 환경하에 있더라도 광학적인 열화가 적고, 수지 피막층과의 밀착성이 양호하며 또한, 내구성이 우수하다.

상기 광확산성 시트에 있어서, 투명 필름에서, 면내 굴절률이 최대가 되는 방향을 X 축, X 축에 수직인 방향을 Y 축, 필름의 두께 방향을 Z 축으로 하고, 각각의 축방향의 굴절률을 nx, ny, nz, 투명 필름의 두께를 d (㎚) 로 한 경우에,

면내 위상차 Re=(nx－ny)×d 가 20㎚ 이하이고,

또한, 두께 방향 위상차 Rth={(nx＋ny)/2－nz} ×d 가 30㎚ 이하인 것이 바람직하다.

투명 필름의 면내 위상차는 20㎚ 이하, 보다 바람직하게는 10㎚ 이하이고, 또한, 두께 방향 위상차는 30㎚ 이하, 보다 바람직하게는 20㎚ 이하이다. 이와같이 위상차값을 제어한 투명 필름은, 광확산성 시트를 편광판에 적용한 경우에, 편광이 입사된 경우의 편광 상태에 대한 영향을 적게 할 수 있다. 투명 필름의 두께 (d) 는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로는 10∼500㎛ 이고, 20∼300㎛ 이 바람직하다. 특히 30∼200㎛ 으로 하는 것이 바람직하다.

상기 광확산성 시트에 있어서, 투명 필름이 2 축 연신된 필름인 것이 바람직하다. 연신 수단, 그 배율은 특별히 제한되지 않지만, MD 방향, TD 방향 중 어느 방향으로도 등배 연신하는 것이 바람직하다. 연신 배율은 0.5∼3 배, 나아가서는 1∼2 배로 하는 것이 바람직하다. 일반적인 플라스틱 재료는 연신함으로써 복굴절성을 발현하는 점에서, 편광 상태를 유지하는 경우에는 무연신 상태에서 사용할 필요가 있다. 그러나, 무연신 필름에서는 강도가 부족하여 취급이 곤란하다. 상기 열가소성 수지 (A), (B) 의 혼합물을 주성분으로서 함유하는 본 발명의 투명 필름은, 연신에 의해 복굴절이 발현되지 않기 때문에 강도가 우수한 필름을 얻을 수 있다.

상기 광확산성 시트는, 수지 피막층이 자외선 경화형 수지에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 자외선 경화형 수지는 자외선 조사에 의한 경화 처리에서, 간단한 가공 조작에 의해 효율적으로 수지 피막층을 형성할 수 있다.

또, 본 발명은 상기 광학산성 시트가 광학소자의 일면 또는 양면에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학소자에 관한 것이다. 나아가서는, 상기 광학소자를 사용한 것을 특징으로 하는 화상표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 광확산성 시트는 각종 용도로 사용할 수 있고, 예를 들어 광학소자에 사용되며 각종 화상표시장치에 적용된다.

[도면의 간단한 설명]

도 1 은 광확산성 시트의 단면도의 일례이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하에 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 은, 미세 요철 구조를 갖는 수지 피막층 (2) 의 표면에 저굴절률층 (4) 을 갖는 광확산층 (5) 이 투명 필름 (1) 상에 형성되어 있는 광확산성 시트이다. 수지 피막층 (2) 의 미세 요철 구조는 미립자 (3) 에 의해 형성되어 있다. 또, 도 1 에서는, 수지 피막층 (2) 이 1 층인 경우를 나타내고 있지만, 수지 피막층 (2) 과 투명 필름 (1) 의 사이에는 별도로 미립자를 함유할 수도 있는 수지 피막층을 형성함으로써, 광확산층을 복수의 수지 피막층에 의해 형성할 수도 있다.

투명 필름 (1) 으로는 (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미도기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 페닐기 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하여 이루어지는 것을 사용한다. 이러한 열가소성 수지 (A), (B) 를 함유하는 투명 보호 필름은, 예를 들어 WO01/37007 에 기재되어 있다. 또한, 투명 보호 필름은 열가소성 수지 (A), (B) 를 주성분으로 하는 경우에도 다른 수지를 함유할 수도 있다.

열가소성 수지 (A) 는 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미도기를 갖는 것이며, 주쇄는 임의의 열가소성 수지이다. 주쇄는, 예를 들어 탄소만으로 이루어지는 주쇄이어도 되고, 또는 탄소 이외의 원자가 탄소 사이에 삽입되어 있어도 된다.또한, 탄소 이외의 원자로 이루어져도 된다. 주쇄는 바람직하게 탄화 수소 또는 그 치환체이다. 주쇄는, 예를 들어 부가 중합에 의해 얻어진다. 구체적으로는, 예를 들어 폴리올레핀 또는 폴리비닐이다. 또한, 주쇄는 축합 중합에 의해 얻어진다. 예를 들어, 에스테르 결합, 아미드 결합 등에 의해 얻어진다. 주쇄는 바람직하게 치환 비닐 모노머를 중합시켜 얻어지는 폴리비닐 골격이다.

열가소성 수지 (A) 에 치환 및/또는 비치환 이미도기를 도입하는 방법으로는, 종래 공지된 임의의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어 상기 이미도기를 갖는 모노머를 중합하는 방법, 각종 모노머를 중합하여 주쇄를 형성한 후에 상기 이미도기를 도입하는 방법, 상기 이미도기를 갖는 화합물을 측쇄에 그래프트시키는 방법 등을 들 수 있다. 이미도기의 치환기로는, 이미도기의 수소를 치환할 수 있는 종래 공지된 치환기를 사용할 수 있다. 예를 들어, 알킬기 등을 들 수 있다.

열가소성 수지 (A) 는 적어도 1 종의 올레핀으로부터 유도되는 반복 단위와 적어도 1 종의 치환 및/또는 비치환 말레이미드 구조를 갖는 반복 단위를 함유하는 2 원 또는 그 이상의 다원 공중합체인 것이 바람직하다. 상기 올레핀ㆍ말레이미드 공중합체는 올레핀과 말레이미드 화합물로부터 공지된 방법에 의해 합성할 수 있다. 합성법은 예를 들어 일본 공개특허공보 평5-59193호, 일본 공개특허공보 평5-195801호, 일본 공개특허공보 평6-136058호 및 일본 공개특허공보 평9-328523호에 기재되어 있다.

올레핀으로는, 예를 들어 이소부텐, 2-메틸-1-부텐, 2-메틸-1-펜텐, 2-메틸-1-헥센, 2-메틸-1-헵텐, 1-이소옥텐, 2-메틸-1-옥텐, 2-에틸-1-펜텐, 2-에틸-2-부텐, 2-메틸-2-펜텐 및 2-메틸-2-헥센 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 이소부텐이 바람직하다. 이들 올레핀은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합해도 된다.

말레이미드 화합물로는, 말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-n-프로필 말레이미드, N-i-프로필 말레이미드, N-n-부틸 말레이미드, N-s-부틸 말레이미드, N-t-부틸 말레이미드, N-n-펜틸 말레이미드, N-n-헥실 말레이미드, N-n-헵틸 말레이미드, N-n-옥틸 말레이미드, N-라우릴 말레이미드, N-스테아릴 말레이미드, N-시클로프로필 말레이미드, N-시클로부틸 말레이미드, N-시클로펜틸 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드, N-시클로헵틸 말레이미드, N-시클로옥틸 말레이미드 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 N-메틸 말레이미드가 바람직하다. 이들 말레이미드 화합물은 단독으로 사용해도 되고, 또는 2 종 이상을 조합해도 된다.

올레핀ㆍ말레이미드 공중합체에서 올레핀의 반복 단위의 함유량은 특별하게 제한되지 않지만, 열가소성 수지 (A) 의 모든 반복 단위의 20∼70몰% 정도, 바람직하게는 40∼60몰%, 더욱 바람직하게는 45∼55몰% 이다. 말레이미드 구조의 반복 단위의 함유량은 30∼80몰% 정도, 바람직하게는 40∼60몰%, 더욱 바람직하게는 45∼55몰% 이다.

열가소성 수지 (A) 는 상기 올레핀의 반복 단위와 말레이미드 구조의 반복단위를 함유하며, 이들 단위로만 형성할 수 있다. 또한, 상기한 것 이외에 다른 비닐계 단량체의 반복 단위를 50몰% 이하의 비율로 함유해도 된다. 다른 비닐계 단량체로는 아크릴산 메틸, 아크릴산 부틸 등의 아크릴산계 단량체, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 시클로헥실 등의 메타크릴산계 단량체, 아세트산 비닐 등의 비닐에스테르 단량체, 메틸 비닐 에테르 등의 비닐 에테르 단량체, 무수 말레산과 같은 산무수물, 스티렌, α-메틸 스티렌, p-메톡시 스티렌 등의 스티렌계 단량체 등을 들 수 있다.

열가소성 수지 (A) 의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 1×10³∼5×10⁶정도이다. 상기 중량 평균 분자량은 1×10⁴이상이 바람직하고, 5×10⁵이하가 바람직하다. 열가소성 수지 (A) 의 유리 전이 온도는 80℃ 이상, 바람직하게는 100℃ 이상, 더욱 바람직하게는 130℃ 이상이다.

또, 열가소성 수지 (A) 로는, 글루타르 이미드계 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 글루타르 이미드계 수지는 일본 공개특허공보 평2-153904호 등에 기재되어 있다. 글루타르 이미드계 수지는 글루타르 이미드 구조 단위와 아크릴산 메틸 또는 메타크릴산 메틸 구조 단위를 갖는다. 글루타르 이미드계 수지 중에도 상기 다른 비닐계 단량체를 도입할 수 있다.

열가소성 수지 (B) 는 치환 및/또는 비치환 페닐기와 니트릴기를 측쇄에 갖는 열가소성 수지이다. 열가소성 수지 (B) 의 주쇄는 열가소성 수지 (A) 와 동일한 것을 예시할 수 있다.

열가소성 수지 (B) 에 상기 페닐기를 도입하는 방법으로는, 예를 들어 상기 페닐기를 갖는 모노머를 중합하는 방법, 각종 모노머를 중합하여 주쇄를 형성한 후에 페닐기를 도입하는 방법, 페닐기를 갖는 화합물을 측쇄에 그래프트하는 방법 등을 들 수 있다. 페닐기의 치환기로는, 페닐기의 수소를 치환할 수 있는 종래 공지된 치환기를 사용할 수 있다. 예를 들어 알킬기 등을 들 수 있다. 열가소성 수지 (B) 에 니트릴기를 도입하는 방법도 페닐기 도입법과 동일한 방법을 채용할 수 있다.

열가소성 수지 (B) 는, 불포화 니트릴 화합물로부터 유도되는 반복 단위 (니트릴 단위) 와 스티렌계 화합물로부터 유도되는 반복 단위 (스티렌계 단위) 를 포함하는 2 원 또는 3 원 이상의 다원 공중합체인 것이 바람직하다. 예를 들어, 아크릴로니트릴ㆍ스티렌계 공중합체를 바람직하게 사용할 수 있다.

불포화 니트릴 화합물로는, 시아노기 및 반응성 2 중 결합을 갖는 임의의 화합물을 들 수 있다. 예를 들어 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 α-치환 불포화 니트릴, 푸마로니트릴 등의 α, β-2 치환 올레핀성 불포화 결합을 갖는 니트릴 화합물 등을 들 수 있다.

스티렌계 화합물로는, 페닐기 및 반응성 2 중 결합을 갖는 임의의 화합물을 들 수 있다. 예를 들어 스티렌, 비닐톨루엔, 메톡시 스티렌, 클로로 스티렌 등의 비치환 또는 치환 스티렌계 화합물, α-메틸 스티렌 등의 α-치환 스티렌계 화합물을 들 수 있다.

열가소성 수지 (B) 중의 니트릴 단위의 함유량은 특별히 제한되지 않지만,모든 반복 단위를 기준으로 하여 10∼70 중량% 정도, 바람직하게는 20∼60 중량%, 더욱 바람직하게는 20∼50 중량% 이다. 특히 20∼40 중량%, 20∼30 중량% 가 바람직하다. 스티렌계 단위는 30∼70 중량% 정도, 바람직하게는 40∼80 중량%, 더욱 바람직하게는 50∼80 중량% 이다. 특히 60∼80 중량%, 70∼80 중량% 가 바람직하다.

열가소성 수지 (B) 는 상기 니트릴 단위와 스티렌계 단위를 함유하며, 이들 단위만으로 형성할 수 있다. 또한, 상기한 것 이외에 다른 비닐계 단량체의 반복 단위를 50몰% 이하의 비율로 함유해도 된다. 다른 비닐계 단량체로는, 열가소성 수지 (A) 에 예시한 것, 올레핀의 반복 단위, 말레이미드, 치환 말레이미드의 반복 단위 등을 들 수 있다. 이러한 열가소성 수지 (B) 로는, AS 수지, ABS 수지, ASA 수지 등을 들 수 있다.

열가소성 수지 (B) 의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 1×10³∼5×10⁶정도이다. 바람직하게는 1×10⁴이상, 5×10⁵이하이다.

열가소성 수지 (A) 와 열가소성 수지 (B) 의 비율은 투명 보호 필름에 요구되는 위상차에 따라 조정된다. 상기 배합비는 일반적으로 열가소성 수지 (A) 의 함유량이 필름 중의 수지의 총량 중 50∼95 중량% 인 것이 바람직하고, 60∼95 중량% 인 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 65∼90 중량% 이다. 열가소성 수지 (B) 의 함유량은 필름 중의 수지의 총량 중 5∼50 중량% 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5∼40 중량% 이고, 더욱 바람직하게는 10∼35 중량% 이다. 열가소성 수지 (A) 와 열가소성 수지 (B) 는 이들을 열용융 혼련함으로써 혼합된다.

투명 필름 (1) 의 두께는 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로는 강도나 취급성 등의 작업성, 박층성 등의 관점에서 10∼500㎛ 정도이다. 특히 20∼300㎛ 가 바람직하고, 30∼200㎛ 가 보다 바람직하다.

미세 요철 구조 표면을 갖는 수지 피막층 (2) 은 투명 필름 (1) 위에 형성되어 있다면 그 형성 방법은 특별히 제한되지 않고, 적절한 방식을 채용할 수 있다. 예를 들어 상기 수지 피막층 (2) 의 형성에 이용한 필름의 표면을 미리 샌드블라스트나 엠보스 롤, 화학 에칭 등의 적절한 방식으로 조면화 처리하여 필름 표면에 미세 요철 구조를 부여하는 방법 등에 의해, 수지 피막층 (2) 을 형성하는 재료 자체의 표면을 미세 요철 구조로 형성하는 방법을 들 수 있다. 또, 수지 피막층 (2) 위에 별도의 수지 피막층을 도공 부가하고, 당해 수지 피막층 표면에 금형에 의한 전사 방식 등에 의해 미세 요철 구조를 부여하는 방법을 들 수 있다. 또, 도 1 과 같이 수지 피막층 (2) 에 미립자 (3) 를 분산 함유시켜 미세 요철 구조를 부여하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 미세 요철 구조의 형성 방법은 2 종 이상의 방법을 조합하여 상이한 상태의 미세 요철 구조 표면을 복합시킨 층으로서 형성해도 된다. 상기 수지 피막층 (2) 의 형성 방법 중에서도, 미세 요철 구조 표면의 형성성 등의 관점에서 미립자 (3) 를 분산 함유하는 수지 피막층 (2) 을 형성하는 방법이 바람직하다.

이하, 미립자 (3)를 분산 함유시켜 수지 피막층 (2) 을 형성하는 방법에 대하여 설명한다. 당해 수지 피막층 (2) 을 형성하는 수지로는 미립자 (3) 의 분산이 가능하고, 수지 피막층 형성후의 피막으로서 충분한 강도를 가지며 투명성이 있는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 상기 수지로는 열경화형 수지, 열가소형 수지, 자외선 경화형 수지, 전자선 경화형 수지, 2 액 혼합형 수지 등을 들 수 있는데, 이들 중에서도 자외선 조사에 의한 경화 처리시에 간단한 가공 조작에 의해 효율적으로 광확산층을 형성할 수 있는 자외선 경화형 수지가 적합하다.

자외선 경화형 수지로는, 폴리에스테르계, 아크릴계, 우레탄계, 아미드계, 실리콘계, 에폭시계 등 각종의 것을 들 수 있고, 자외선 경화형 모노머, 올리고머, 폴리머 등이 포함된다. 바람직하게 사용되는 자외선 경화형 수지는, 예를 들어 자외선 중합성의 관능기를 갖는 것, 그 중에서도 당해 관능기를 2 개 이상, 특히 3∼6 개 갖는 아크릴계 모노머나 올리고머 성분을 함유하는 것을 들 수 있다. 또, 자외선 경화형 수지에는 자외선 중합 개시제가 배합되어 있다.

또한, 수지 피막층 (2) 의 형성에는 레벨링제, 틱소트로피제, 대전방지제 등의 첨가제를 함유시킬 수 있다. 수지 피막층의 형성에 있어서, 틱소트로피제를 (0.1㎛ 이하의 실리카, 운모 등) 를 함유시킴으로써, 수지 피막층 (광확산층) 의 표면에서 돌출 입자에 의해 미세 요철 구조를 용이하게 형성할 수 있다.

미립자 (3) 로는 각종 금속 산화물, 유리, 플라스틱 등의 투명성을 갖는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어 실리카나 알루미나, 티타니아 또는 지르코니아, 산화칼슘이나 산화주석, 산화인듐이나 산화카드뮴, 산화안티몬 등의 도전성인 것도 있는 무기계 미립자, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 아크릴-스티렌 공중합체, 벤조구아나민, 멜라민, 폴리카보네이트 등의 각종 폴리머로 이루어지는 가교 또는 미가교의 유기계 미립자나 실리콘계 미립자 등을 들 수 있다. 이들 미립자 (3) 는 1 종 또는 2 종 이상을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 미립자의 평균 입자직경은 1∼10㎛, 바람직하게는 2∼5㎛ 이다.

미립자 (3) 를 함유하는 수지 피막층 (2) 의 형성 방법은 특별히 제한되지 않으며, 적절한 방식을 채용할 수 있다. 예를 들어 상기 투명 필름 (1) 위에 미립자 (3) 를 함유하는 수지 (예를 들어 자외선 경화형 수지 : 도공액) 를 도공하여 건조시킨 후, 경화 처리하여 표면에 요철 형상을 갖는 수지 피막층 (2) 에 의해 형성함으로써 실시한다. 또, 도공액은 파운테인 (fountain), 다이코터, 캐스팅, 스핀코트, 파운테인메탈링, 그라비아 등의 적절한 방식으로 도공된다.

상기 도공액에 함유되는 미립자 (3) 의 비율은 특별히 제한되지 않지만, 수지 100 중량부에 대하여 1∼20 중량부가 바람직하다. 또, 수지 피막층 (2) 의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 1∼10㎛ 정도, 특히 2∼5㎛ 로 하는 것이 바람직하다.

상기 수지 피막층 (2) 의 요철 형상 표면에는 저굴절률층 (4) 을 형성한다. 저굴절률층 (4) 의 재료에는 수지 피막층 (2) 보다도 굴절률이 낮은 폴리실록산 구조를 갖는 것이 사용된다.

저굴절률층을 형성하는 재료로는, 테트라에톡시실란, 티탄테트라에톡시드 등의 금속 알콕시드를 사용한 졸-겔계 재료 등을 들 수 있다. 상기 예시한 저굴절률 재료의 형성 재료는, 중합이 완료된 폴리머이어도 되고, 전구체가 되는 모노머 또는 올리고머이어도 된다. 또, 각각의 재료는 표면의 오염 방지성을 부여하기 위해 불소기 함유 화합물을 사용할 수 있다.

상기 불소기를 함유하는 졸-겔계 재료로는, 퍼플루오로알킬알콕시실란을 예시할 수 있다. 퍼플루오로알킬알콕시실란으로는 예를 들어 일반식 (1) : CF₃(CF₂)_nCH₂CH₂Si(OR)₃(식 중 R 은 탄소수 1∼5 개의 알킬기를 나타내고, n 은 0∼12 의 정수를 나타낸다) 으로 나타내는 화합물을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 펜타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 상기 n 이 2∼6 인 화합물이 바람직하다.

저굴절률층의 형성에는 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 불화마그네슘, 세리아 등을 알코올 용매에 분산시킨 졸 등을 첨가해도 된다. 그 외에 금속염, 금속 화합물 등의 첨가제를 적절히 배합할 수 있다.

저굴절률층 (4) 은, 적당한 방식으로 수지 피막층 (2) 의 표면 위에 형성할 수 있다. 형성 방법으로는, 수지 피막층 (2) 의 형성과 동일한 방법을 채용할 수 있다.

또, 저굴절률층을 형성할 때에는, 수지 피막층 (2) 의 표면에 친수화 처리할 수 있다. 친수화 처리 수단은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 코로나 방전처리, 스퍼터 처리, 저압 UV 조사, 플라즈마 처리 등의 표면 처리법을 적합하게 채용할 수 있다. 또, 수산화나트륨 수용액 등에 의한 화학 처리, 셀룰로오스계 재료, 폴리에스테르계 재료의 박층 도포 처리 등의 밀착성을 향상시키는 처리를 실시할 수 있다.

저굴절률층 (4) 의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 0.05∼0.3㎛ 정도, 특히 0.1∼0.15㎛ 로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 도 1 의 광확산성 시트의 투명 필름 (1) 에는 광학소자를 접착할 수 있다 (도시 생략).

광학소자로는 편광자를 들 수 있다. 편광자는 특별히 제한되지 않고, 각종 편광자를 사용할 수 있다. 편광자로는 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌ㆍ아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 2 색성 염료 등의 2 색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 그 중에서도 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 2 색성 물질로 이루어지는 편광자가 바람직하다. 이들 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 5 ∼ 80㎛ 정도이다.

폴리비닐알코올계 필름을 요오드로 염색하여 1 축 연신시킨 편광자는 예를 들어, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지함으로써 염색하고, 원래 길이의 3 ∼ 7 배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액에 침지할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지하여 물로 세척해도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 물로 세척함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있는 것 이외에, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색 불균일 등과 같은 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 행해도 되고, 염색하면서 연신해도 되고, 또한, 연신한 후 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.

상기 편광자는 통상, 편측 또는 양측에 투명 보호 필름이 형성되어 편광판으로서 사용된다. 투명 보호 필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 투명 보호 필름으로는 상기 예시된 투명 필름과 같은 재료의 것이 사용된다. 상기 투명 보호 필름은 표리에서 동일한 폴리머 재료로 이루어지는 투명 보호 필름을 사용해도 되고, 다른 폴리머 재료 등으로 이루어지는 투명 보호 필름을 사용해도 된다. 상기 광확산성 시트를, 편광자 (편광판) 의 편측 또는 양측에 형성하는 경우, 광확산성 시트의 투명 필름은 편광자의 투명 보호 필름을 겸할 수 있다.

기타, 투명 보호 필름의 편광자를 접착시키지 않는 면은 하드코트층이나 스티킹 방지나 목적으로 한 처리를 실시한 것이어도 된다. 하드코트 처리는 편광판 표면의 손상 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로, 예를 들어 아크릴계, 실리콘계 등의 적당한 자외선 경화형 수지에 의한 경도나 미끄럼 특성 등이 우수한 경화 피막을 투명 보호 필름의 표면에 부가하는 방식 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 스티킹 방지 처리는 인접층과의 밀착 방지를 목적으로 실시된다. 또한, 상기 하드코트층, 스티킹 방지층 등은 투명 보호 필름 자체에 형성할 수도 있고, 별도의 광학층으로서 투명 보호 필름과는 별체의 것으로서 형성할 수도 있다.

광학소자로는 실용시에, 상기 편광판에 다른 광학소자 (광학층) 를 적층한 광학 필름을 사용할 수 있다. 그 광학층에 관해서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 반사판이나 반투과판, 위상차판 (1/2 이나 1/4 등의 파장판 포함), 시각 보상 필름 등의 액정 표시 장치 등의 형성에 사용되는 경우가 있는 광학층을 1 층 또는 2 층 이상 사용할 수 있다. 특히, 편광판에 추가로 반사판 또는 반투과 반사판이 적층되어 이루어지는 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판, 편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원 편광판, 편광판에 추가로 시각 보상 필름이 적층되어 이루어지는 광시야각 편광판, 또는 편광판에 추가로 휘도 향상 필름이 적층되어 이루어지는 편광판이 바람직하다.

반사형 편광판은 편광판에 반사층을 형성한 것으로서, 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성하기 위한 것이고, 백라이트 등의 광원의 내장을 생략할 수 있어 액정 표시 장치의 박형화를 도모하기 쉬운 등의 이점을 갖는다. 반사형 편광판의 형성은 필요에 따라, 상기 투명 보호 필름 등을 사이에 두고 편광판의 일면에 금속 등으로 이루어지는 반사층을 부설하는 방식 등의 적당한 방식으로 실시할 수 있다.

반사형 편광판의 구체예로는 필요에 따라 매트 처리한 투명 보호 필름의 일면에, 알루미늄 등의 반사성 금속으로 이루어지는 박이나 증착막을 부설하여 반사층을 형성한 것 등을 들 수 있다.

반사판은 상기 편광판의 투명 보호 필름에 직접 부여하는 방식 대신에, 그 투명 필름에 준한 적당한 필름에 반사층을 형성하여 이루어지는 반사 시트 등으로 하여 사용할 수도 있다. 또한, 반사층은 통상, 금속으로 이루어지므로, 그 반사면이 투명 보호 필름이나 편광판 등으로 피복된 상태의 사용 형태가, 산화에 의한 반사율의 저하 방지, 나아가서는 초기 반사율의 장기 지속 관점이나, 보호층의 별도 부설의 회피 관점 등에서 바람직하다.

또한, 반투과형 편광판은 상기에 있어서 반사층에서 빛을 반사하고, 또한, 투과하는 하프 미러 등의 반투과형 반사층으로 하는 것에 의해 얻을 수 있다. 반투과형 편광판은 통상 액정셀의 이면측에 형성되고, 액정 표시 장치 등을 비교적 밝은 분위기에서 사용하는 경우에는 시인측 (표시측) 으로부터의 입사광을 반사시켜 화상을 표시하고, 비교적 어두운 분위기에서는 반투과형 편광판의 백사이드에 내장되어 있는 백라이트 등의 내장 광원을 사용하여 화상을 표시하는 타입의 액정 표시 장치 등을 형성할 수 있다. 즉, 반투과형 편광판은 밝은 분위기하에서는 백라이트 등의 광원 사용의 에너지를 절약할 수 있고, 비교적 어두운 분위기하에서도 내장 광원을 이용하여 사용할 수 있는 타입의 액정 표시 장치 등의 형성에 유용하다.

편광판에 추가로 위상차판이 적층되어 이루어지는 타원 편광판 또는 원 편광판에 대해 설명한다. 직선 편광을 타원 편광 또는 원 편광으로 바꾸거나, 타원 편광 또는 원 편광을 직선 편광으로 바꾸거나, 또는 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에 위상차판 등이 사용된다. 특히, 직선 편광을 원 편광으로 바꾸거나,원 편광을 직선 편광으로 바꾸는 위상차판으로는 소위 1/4 파장판 (λ/4 판이라고도 한다) 이 사용된다. 1/2 파장판 (λ/2 판이라고도 한다) 은 통상, 직선 편광의 편광 방향을 바꾸는 경우에 사용된다.

타원 편광판은 슈퍼 트위스트 네마틱 (STN) 형 액정 표시 장치의 액정층의 복굴절에 의해 생긴 착색 (청 또는 황) 을 보상 (방지) 하여 상기 착색이 없는 흑백 표시하는 경우 등에 유효하게 사용된다. 또한, 3 차원의 굴절률을 제어한 것은 액정 표시 장치의 화면을 경사 방향에서 보았을 때에 생기는 착색도 보상 (방지) 할 수 있어 바람직하다. 원 편광판은 예를 들어 화상이 컬러 표시가 되는 반사형 액정 표시 장치의 화상의 색조를 갖추는 경우 등에 유효하게 사용되고, 또한, 반사 방지의 기능도 갖는다. 상기한 위상차판의 구체예로는 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌이나 그 밖의 폴리올레핀, 폴리알릴레이트, 폴리아미드와 같이 적당한 폴리머로 이루어지는 필름을 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름이나 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것 등을 들 수 있다. 위상차판은 예를 들어 각종 파장판이나 액정층의 복굴절에 의한 착색이나 시각 등의 보상을 목적으로 한 것 등의 사용 목적에 따른 적당한 위상차를 갖는 것이어도 되고, 2 종 이상의 위상차판을 적층하여 위상차 등의 광학 특성을 제어한 것 등이어도 된다.

또한, 상기 타원 편광판이나 반사형 타원 편광판은 편광판 또는 반사형 편광판과 위상차판을 적절한 조합으로 적층한 것이다. 이러한 타원 편광판 등은 (반사형) 편광판과 위상차판의 조합으로 되도록 이들을 액정 표시 장치의 제조 과정에서 순차 별개로 적층하는 것에 의해서도 형성할 수 있지만, 상기와 같이 미리 타원 편광판 등의 광학 필름으로 한 것은 품질의 안정성이나 적층 작업성 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

시각 보상 필름은 액정 표시 장치의 화면을, 화면에 수직이 아니라 약간 기울어진 방향에서 본 경우라도 화상이 비교적 선명하게 보이도록 시야각을 넓히기 위한 필름이다. 이러한 시각 보상 위상차판으로는 예를 들어 위상차 필름, 액정 폴리머 등의 배향 필름이나 투명 기재 상에 액정 폴리머 등의 배향층을 지지한 것 등으로 이루어진다. 통상의 위상차판은 그 면방향으로 1 축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이 사용되는데 비해, 시각 보상 필름으로서 사용되는 위상차판에는 면방향으로 2 축으로 연신된 복굴절을 갖는 폴리머 필름이라든가, 면방향으로 1 축으로 연신되고 두께방향으로도 연신된 두께방향의 굴절률을 제어한 복굴절을 갖는 폴리머나 경사 배향 필름과 같은 2 방향 연신 필름 등이 사용된다. 경사 배향 필름으로는 예를 들어 폴리머 필름에 열수축 필름을 접착하여 가열에 의한 그 수축력의 작용하에 폴리머 필름을 연신 처리 또는/및 수축 처리한 것이나, 액정 폴리머를 비스듬하게 배향시킨 것 등을 들 수 있다. 위상차판의 소재 원료 폴리머는 앞서 위상차판에서 설명한 폴리머와 동일한 것이 사용되고, 액정셀에 의한 위상차에 기초하는 시인각의 변화에 의한 착색 등의 방지나 양호한 시인성의 시야각 확대 등을 목적으로 한 적당한 것을 사용할 수 있다.

또한, 양호한 시인성의 넓은 시야각을 달성하는 점 등에서, 액정 폴리머의 배향층, 특히 디스코틱 액정 폴리머의 경사 배향층으로 이루어지는 광학적 이방성층을 트리아세틸셀룰로오스 필름으로 지지한 광학 보상 위상차판이 바람직하게 사용될 수 있다.

편광판과 휘도 향상 필름을 부착시킨 편광판은 통상 액정셀의 이면측 사이드에 형성되어 사용된다. 휘도 향상 필름은 액정 표시 장치 등의 백라이트나 이면측으로부터의 반사 등에 의해 자연광이 입사하면 소정 편광축의 직선 편광 또는 소정 방향의 원 편광을 반사시키고, 다른 빛은 투과시키는 특성을 나타내는 것으로, 휘도 향상 필름을 편광판과 적층한 편광판은 백라이트 등의 광원으로부터의 빛을 입사시켜 소정 편광 상태의 투과광을 얻는 동시에, 상기 소정 편광 상태 이외의 빛은 투과하지 않고 반사된다. 이 휘도 향상 필름면에서 반사된 빛을 다시 그 뒤측에 형성된 반사층 등을 통해 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키고, 그 일부 또는 전부를 소정 편광 상태의 빛으로서 투과시켜 휘도 향상 필름을 투과하는 빛의 증량을 도모하는 동시에, 편광자에 흡수시키기 어려운 편광을 공급하여 액정 표시 화상 표시 등에 이용할 수 있는 광량의 증대를 도모하는 것에 의해 휘도를 향상시킬 수 있는 것이다. 즉, 휘도 향상 필름을 사용하지 않고, 백라이트 등에서 액정셀의 이면측에서 편광자를 통하여 빛을 입사시킨 경우에는 편광자의 편광축에 일치하지 않는 편광방향을 갖는 빛은 거의 편광자에 흡수되어버려, 편광자를 투과하지 않게 된다. 즉, 사용한 편광자의 특성에 따라서도 다르지만, 대략 50% 의 빛이 편광자에 흡수되어, 그 만큼 액정 화상 표시 등에 이용할 수 있는 광량이 감소하여 화상이 어두워진다. 휘도 향상 필름은 편광자에 흡수되는 편광방향을 갖는 빛을 편광자에 입사시키지 않고 휘도 향상 필름에서 일단 반사시키며, 다시그 뒤측에 형성된 반사층 등을 통해 반전시켜 휘도 향상 필름에 재입사시키는 것을 반복하고, 이 양자 사이에서 반사, 반전하는 빛의 편광방향이 편광자를 통과할 수 있는 편광방향으로 된 편광만을, 휘도 향상 필름이 투과시켜 편광자에 공급하기 때문에, 백라이트 등의 빛을 효율적으로 액정 표시 장치의 화상 표시에 사용할 수 있어 화면을 밝게 할 수 있다.

휘도 향상 필름과 상기 반사층 등의 사이에 확산판을 형성할 수도 있다. 휘도 향상 필름에 의해 반사된 편광 상태의 빛은 상기 반사층 등을 향하지만, 형성된 확산판은 통과하는 빛을 균일하게 확산하는 동시에 편광 상태를 해소하여 비편광 상태가 된다. 즉, 확산판은 편광을 원래의 자연광 상태로 되돌린다. 이 비편광 상태, 즉 자연광 상태의 빛이 반사층 등을 향하고, 반사층 등을 통해 반사되어 다시 확산판을 통과하고 휘도 향상 필름에 재입사하는 것을 반복한다. 이와 같이 휘도 향상 필름과 상기 반사층 등의 사이에, 편광을 원래의 자연광 상태로 되돌리는 확산판을 형성함으로써 표시 화면의 밝기를 유지하면서, 동시에 표시 화면의 밝기의 불균일을 적게 하여 균일하고 밝은 화면을 제공할 수 있다. 이러한 확산판을 형성함으로써, 첫회의 입사광은 반사의 반복 회수가 적당하게 증가하여 확산판의 확산 기능과 더불어 균일하고 밝은 표시 화면을 제공할 수 있는 것으로 생각된다.

상기 휘도 향상 필름으로는 예를 들어 유전체의 다층 박막이나 굴절률 이방성이 다른 박막 필름의 다층 적층체와 같이, 소정 편광축의 직선 편광을 투과하고 다른 빛은 반사하는 특성을 나타내는 것, 콜레스테릭 액정 폴리머의 배향 필름이나그 배향 액정층을 필름 기재 상에 지지한 것 같이, 좌회전 또는 우회전 중 어느 한쪽의 원 편광을 반사하고 다른 빛은 투과하는 특성을 나타내는 것 등의 적당한 것을 사용할 수 있다.

따라서, 상기한 소정 편광축의 직선 편광을 투과시키는 타입의 휘도 향상 필름에서는 그 투과광을 그대로 편광판에 편광축을 정렬시켜 입사시킴으로써, 편광판에 의한 흡수 손실을 억제하면서 효율적으로 투과시킬 수 있다. 한편, 콜레스테릭 액정층과 같이 원 편광을 투과하는 타입의 휘도 향상 필름에서는 그대로 편광자에 입사시킬 수도 있지만, 흡수 손실을 억제하는 점에서 그 원 편광을 위상차판을 통해 직선 편광화하여 편광판에 입사시키는 것이 바람직하다. 또한, 그 위상차판으로서 1/4 파장판을 사용함으로써, 원 편광을 직선 편광으로 변환할 수 있다.

가시광역 등의 넓은 파장범위에서 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차판은 예를 들어 파장 550㎚ 의 담색광에 대하여 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차층과 다른 위상차 특성을 나타내는 위상차층, 예를 들어 1/2 파장판으로서 기능하는 위상차층을 중첩하는 방식 등에 의해 얻을 수 있다. 따라서, 편광판과 휘도 향상 필름 사이에 배치하는 위상차판은 1 층 또는 2 층 이상의 위상차층으로 이루어지는 것일 수 있다.

또한, 콜레스테릭 액정층에 관해서도, 반사 파장이 다른 것을 조합하여 2 층 또는 3 층 이상 중첩한 배치 구조로 함으로써, 가시광 영역 등의 넓은 파장 범위에서 원 편광을 반사하는 것을 얻을 수 있고, 이것에 기초하여 넓은 파장 범위의 투과 원 편광을 얻을 수 있다.

또한, 편광판은 상기 편광분리형 편광판과 같이, 편광판과 2 층 또는 3 층 이상의 광학층을 적층한 것으로 되어 있어도 된다. 따라서, 상기 반사형 편광판이나 반투과형 편광판과 위상차판을 조합한 반사형 타원 편광판이나 반투과형 타원 편광판 등일 수도 있다.

상기 광학소자에 대한 광확산성 시트의 적층, 또한, 편광판에 대한 각종 광학층의 적층은 액정 표시 장치 등의 제조 과정에서 순차적으로 별개로 적층하는 방식으로도 실시할 수 있지만, 이들을 미리 적층한 것은 품질의 안정성이나 조립 작업성 등이 우수하여 액정 표시 장치 등의 제조 공정을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 적층에는 점착층 등의 적당한 접착 수단을 사용할 수 있다. 상기 편광판이나 그 밖의 광학 필름의 접착시에, 이들 광학축은 목적으로 하는 위상차 특성 등에 따라 적당한 배치 각도로 할 수 있다.

전술한 편광판이나, 편광판이 적어도 1 층 적층되어 있는 광학 필름 등의 광학소자의 적어도 일면에는 상기 광확산성 시트가 형성되어 있지만, 광확산성 시트가 형성되어 있지 않은 면에는 액정셀 등의 타 부재와 접착하기 위한 점착층을 형성할 수도 있다. 점착층을 형성하는 점착제는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 아크릴계 점착제와 같이 광학적 투명성이 우수하고, 적절한 습윤성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 나타내며, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용될 수 있다.

또한, 상기에 추가하여, 흡습에 의한 발포 현상이나 박리 현상의 방지, 열팽창차 등에 의한 광학 특성의 저하나 액정셀의 휨 방지, 나아가서는 고품질이며 내구성이 우수한 액정 표시 장치의 형성성 등의 관점에서 흡습률이 낮고 내열성이 우수한 점착층이 바람직하다.

점착층은 예를 들어 천연물이나 합성물의 수지류, 특히, 점착성 부여 수지나, 유리섬유, 유리비드, 금속가루, 그 밖의 무기분말 등으로 이루어지는 충전제나 안료, 착색제, 산화방지제 등의 점착층에 첨가되는 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 또한, 미립자를 함유하여 광확산성을 나타내는 점착층 등이어도 된다.

편광판, 광학 필름 등의 광학소자에 대한 점착층의 부설은 적당한 방식으로 실시할 수 있다. 그 예로는 예를 들어 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 적당한 용제의 단독물 또는 혼합물로 이루어지는 용매에 베이스 폴리머 또는 그 조성물을 용해 또는 분산시킨 10 ∼ 40 중량% 정도의 점착제 용액을 조제하여, 그것을 유연 방식이나 도공 방식 등의 적당한 전개 방식으로 광학소자 상에 직접 부설하는 방식, 또는 상기에 준하여 세퍼레이터 상에 점착층을 형성하고 그것을 광학소자 상으로 옮겨 붙이는 방식 등을 들 수 있다. 점착층은 각 층에서 다른 조성 또는 종류 등을 갖는 층의 중첩층으로서 형성할 수도 있다. 점착층의 두께는 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적절히 결정할 수 있고, 일반적으로는 1 ∼ 500㎛ 이고, 5 ∼ 200㎛ 가 바람직하고, 특히 10 ∼ 100㎛ 가 바람직하다.

점착층의 노출면에 대해서는 실용에 이용될 때까지는, 그 오염 방지 등을 목적으로 세퍼레이터가 임시로 부착되어 커버된다. 그럼으로써, 통상적인 취급 상태에서 점착층에 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 세퍼레이터로는 상기 두께 조건을 제외하고, 예를 들어 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속박, 이들의 라미네이트체 등의 적당한 박엽체(薄葉體) 를, 필요에 따라 실리콘계나 장쇄 알킬계, 불소계나 황화몰리브덴 등의 적당한 박리제로 코팅처리한 것 등의, 종래에 준한 적당한 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기한 광학소자를 형성하는 편광자나 투명 보호 필름이나 광학층 등, 또한, 점착층 등의 각 층에는 예를 들어 살리실산에스테르계 화합물이나 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 방식에 의해 자외선 흡수능을 갖게 한 것 등이어도 된다.

본 발명의 광확산 시트를 형성한 광학소자는 액정 표시 장치 등의 각종 장치의 형성 등에 바람직하게 사용할 수 있다. 액정 표시 장치의 형성은 종래에 준하여 실시할 수 있다. 즉 액정 표시 장치는 일반적으로, 액정셀과 광학소자, 및 필요에 따른 조명 시스템 등의 구성 부품을 적절히 조립하여 구동 회로를 조립하는 것 등에 의해 형성되지만, 본 발명에서는 본 발명에 의한 광학소자를 사용하는 것을 제외하고 특별히 한정되지 않고, 종래에 준할 수 있다. 액정셀에 관해서도, 예를 들어 TN 형이나 STN 형, π형 등의 임의의 타입의 것을 사용할 수 있다.

액정셀의 편측 또는 양측에 상기 광학소자를 배치한 액정 표시 장치나, 조명시스템에 백라이트 또는 반사판을 사용한 것 등의 적당한 액정 표시 장치를 형성할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 의한 광학소자는 액정셀의 편측 또는 양측에 형성할 수 있다. 양측에 광학소자를 형성하는 경우, 이들은 같은 것이어도 되고 다른 것이어도 된다. 또한, 액정 표시 장치의 형성시에는 예를 들어 확산판, 안티글레어층, 반사 방지막, 보호판, 프리즘 어레이, 렌즈 어레이 시트, 광확산판, 백라이트 등의 적당한 부품을 적당한 위치에 1 층 또는 2 층 이상 배치할 수 있다.

이어서 유기 일렉트로루미네선스 장치 (유기 EL 표시 장치) 에 관해서 설명한다. 일반적으로, 유기 EL 표시 장치는 투명 필름 상에 투명 전극과 유기 발광층과 금속 전극을 차례로 적층하여 발광체 (유기 일렉트로루미네선스 발광체) 를 형성하고 있다. 여기서, 유기 발광층은 여러 가지의 유기 박막의 적층체이고, 예를 들어 트리페닐아민 유도체 등으로 이루어지는 정공 주입층과, 안트라센 등의 형광성 유기 고체로 이루어지는 발광층의 적층체, 또는 이러한 발광층과 페릴렌 유도체 등으로 이루어지는 전자 주입층의 적층체, 또는 이들 정공 주입층, 발광층, 및 전자 주입층의 적층체 등, 여러 가지의 조합을 갖는 구성이 알려져 있다.

유기 EL 표시 장치는 투명 전극과 금속 전극에 전압을 인가함으로써, 유기 발광층에 정공과 전자가 주입되고, 이들 정공과 전자의 재결합에 의해 생기는 에너지가 형광 물질을 여기하고, 여기된 형광 물질이 기저 상태로 되돌아갈 때에 빛을 방사하는 원리로 발광한다. 도중의 재결합이라는 매커니즘은 일반적인 다이오드와 동일하고, 이 점을 통해서도 예상할 수 있는 바와 같이, 전류와 발광 강도는 인가 전압에 대하여 정류성을 동반하는 강한 비선형성을 나타낸다.

유기 EL 표시 장치에서는 유기 발광층에서의 발광을 추출하기 위해, 적어도 일방의 전극이 투명해야 하고, 통상 산화인듐주석 (ITO) 등의 투명 도전체로 형성된 투명 전극을 양극으로 사용하고 있다. 한편, 전자 주입을 쉽게 하여 발광 효율을 높이기 위해서는 음극에 일함수가 작은 물질을 사용하는 것이 중요하고, 통상 Mg-Ag, Al-Li 등의 금속 전극을 사용하고 있다.

이러한 구성의 유기 EL 표시 장치에서, 유기 발광층은 두께 10㎚ 정도로 매우 얇은 막으로 형성되어 있다. 따라서, 유기 발광층도 투명 전극과 마찬가지로, 광을 거의 완전히 투과한다. 그 결과, 비발광시에 투명 필름의 표면으로부터 입사하여 투명 전극과 유기 발광층을 투과하여 금속 전극에서 반사된 빛이, 다시 투명 필름의 표면측으로 나가기 때문에, 외부에서 보았을 때, 유기 EL 표시 장치의 표시면이 경면처럼 보인다.

전압의 인가에 의해 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비함과 동시에, 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어지는 유기 일렉트로루미네선스 발광체를 포함하는 유기 EL 표시 장치에서, 투명 전극의 표면측에 편광판을 형성함과 동시에, 이들 투명 전극과 편광판 사이에 위상차판을 형성할 수 있다.

위상차판 및 편광판은 외부에서 입사하여 금속 전극에서 반사되어 온 빛을 편광하는 작용을 갖기 때문에, 그 편광 작용에 의해 금속 전극의 경면을 외부로부터 시인시키지 않는다는 효과가 있다. 특히, 위상차판을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한, 편광판과 위상차판의 편광방향이 이루는 각을 π/4 로 조정하면 금속전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.

즉, 이 유기 EL 표시 장치에 입사하는 외부광은 편광판에 의해 직선 편광 성분만이 투과한다. 이 직선 편광은 위상차판에 의해 일반적으로 타원 편광으로 되는데, 특히 위상차판이 1/4 파장판이고 게다가 편광판과 위상차판의 편광방향이 이루는 각이 π/4 일 때에는 원 편광으로 된다.

이 원 편광은 투명 필름, 투명 전극, 유기 박막을 투과하여, 금속 전극에서 반사되고, 다시 유기 박막, 투명 전극, 투명 필름을 투과하여 위상차판에 다시 직선 편광으로 된다. 그리고, 이 직선 편광은 편광판의 편광방향과 직교하고 있기 때문에, 편광판을 투과할 수 없다. 그 결과, 금속 전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

(제조예 1)

이소부텐 및 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체 (N-메틸말레이미드 함유량 50 몰%) 75 중량부와, 아크릴로니트릴의 함유량이 28 중량% 인 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 25 중량부를 염화메틸렌에 용해하여, 고형분 농도 15 중량% 의 용액을 얻었다. 이 용액을 유리판 위에 깐 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상에 유연하고, 실온에서 60 분간 방치한 후, 당해 필름으로부터 떼어냈다. 100℃ 에서 10 분간 건조시킨 후에, 140℃ 에서 10 분간, 다시 160℃ 에서 30 분간 건조시켜, 두께 50㎛ 의 투명 필름을 얻었다. 투명 필름의 면내 위상차 Re=4㎚, 두께 방향 위상차 Rth=4㎚ 였다.

또한, 면내 위상차 Re, 두께 방향 위상차 Rth 는 굴절률 nx, ny, nz 를 자동 복굴절 측정장치 (오우지계측기기 주식회사 제조, 자동복굴절계 KOBRA 21ADH) 에 의해 계측한 결과로부터 산출하였다.

(실시예 1)

미립자로서 평균 입자직경 4.5㎛ 의 실리카 입자 4 중량부, 자외선 경화형 수지 (우레탄아크릴레이트계 모노머) 100 중량부, 벤조페논계 광중합 개시제 5 중량부 및 그 고형분이 40 중량% 가 되도록 계량된 용제 (톨루엔) 를 혼합한 용액을 상기 투명 필름 상에 도포하고, 120℃ 에서 5 분간 건조시킨 후, 자외선 조사에 의해 경화 처리하여, 두께 3∼5㎛ 의 미세 요철 구조 표면의 수지 피막층 (굴절률: 1.52) 을 형성하였다. 계속해서, 수지 피막층의 미세 요철 구조 표면 상에 굴절률 1.39 의 불소 변성 알콕시실란 용액을 와이어바로 1 층 도공하고, 건조-경화 처리하여 저굴절률층 (0.1㎛) 을 형성한 광확산성 시트를 제작하였다.

(실시예 2)

제조예 1 과 동일하게 하여 두께 100㎛ 의 투명 필름을 제작하였다. 이 투명 필름을 MD 방향으로 160℃ 에서 1.5 배 연신한 후에, TD 방향으로 160℃ 에서 1.5 배 연신함으로써 두께 45㎛ 의 2 축 연신 투명 필름을 얻었다. 2 축 연신 투명 필름의 면내 위상차 Re=4㎚, 두께 방향 위상차 Rth=12㎚ 였다. 실시예 1 에서 투명 필름으로서 상기 2 축 연신 투명 필름을 사용한 것 외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광확산성 시트를 제작하였다.

(실시예 3)

실시예 1 에서 미립자로서 평균 입자경 3.5㎛ 의 폴리스티렌 비드 15 중량부를 사용한 것, 또한, 혼합 용액에 레벨링제 (디펜서 MCF-323, 다이닛뽄잉크화학사 제조) 0.5 중량부를 첨가한 것 외에는 실시예 1 와 동일하게 하여 광확산성 시트를 제작하였다.

(실시예 4)

실시예 1 에 있어서 미립자로서 평균 입자경 1.3㎛ 의 실리카 입자 6.5 중량부와, 평균 입자경 2.5㎛ 의 실리카 입자 6.5 중량부를 사용한 것, 또한, 혼합 용액에 레벨링제 (디펜서 MCT-323, 다이닛뽄잉크화학사 제조) 0.5 중량부를 첨가한 것 외에는 실시예 1 와 동일하게 하여 광확산성 시트를 제작하였다.

(비교예 1)

실시예 1 에서 투명 필름으로서, 두께 80㎛ 의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (면내 위상차 Re=2㎚, 두께 방향 위상차 Rth=40㎚) 을 사용한 것 외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광확산성 시트를 제작하였다.

(비교예 2)

실시예 1 에서 투명 필름으로서 두께 40㎛ 의 노르보르넨계 필름 (면내 위상차 Re=4㎚, 두께 방향 위상차판 Rth=20㎚) 을 사용한 것 외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광확산성 시트를 제작하였다.

(비교예 3)

실시예 1 에서 투명 필름으로서 두께 50㎛ 의 2 축 연신한 폴리카보네이트필름 (면내 위상차 Re=10㎚, 두께 방향 위상차판 Rth=120㎚) 을 사용한 것 외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광확산성 시트를 제작하였다.

(비교예 4)

실시예 1 에서 미립자로서 평균 입자경 1.3㎛ 의 실리카 입자 6.5 중량부와, 평균 입자경 2.5㎛ 의 실리카 입자 7.5 중량부를 사용한 것, 또한, 혼합 용액에 레벨링제 (디펜서 MCT-323, 다이닛뽄잉크화학사 제조) 0.5 중량부를 첨가한 것 외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광확산성 시트를 제작하였다.

(비교예 5)

실시예 1 에서 저굴절률층을 형성하지 않은 것 외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광확산성 시트를 제작하였다.

(비교예 6)

실시예 1 에서 실리카 입자의 사용량을 0.5 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 광확산성 시트를 제작하였다.

실시예 1∼4 및 비교예 1∼6 에서 얻어진 광확산성 시트의 광확산층 (수지 피막층 표면에 형성된 저굴절률층) 에 관해서, 60°광택도를 JIS K 7105-1981 에 준하여, 스가시험기 (주) 제조의 디지털 변각 광택계 UGV-5DP 를 사용하여 측정하였다. 또한, 광확산성 시트에 관해서, 백화, 반사 방지성, 밀착성, 내구성을 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(백화)

광확산성 시트를 부착한 편광판 (185㎛) 을 유리 기판에 접착하고, 또한, 유리 기판의 편광판 접착면과 반대측면에 검은 테이프를 붙여, 실내 형광등 아래 (700 룩스) 에서 육안에 의해 백화를 이하의 기준으로 평가하였다.

◎ …백화가 전혀 없다.

…백화가 거의 없다.

△ …백화가 조금 있지만 실용상 문제는 없다.

× …백화가 대단히 많다.

(반사 방지성)

광확산성 시트를 부착한 편광판 (185㎛) 을 유리 기판에 접착하고, 또한, 유리 기판의 편광판 접착면과 반대측면에 검은 테이프를 붙여, 실내 형광등 아래 (700 룩스) 에서 육안에 의해 반사 방지성을 이하의 기준으로 평가하였다.

…반사가 없다.

△ …반사가 거의 없다.

× …반사가 있다.

(밀착성)

광확산성 시트를 유리판에 점착제로 부착하고, JIS K 5400 의 바둑판 테이프법에 의해 광확산층 (수지 피막층) 과 투명 필름의 초기 밀착성을 이하의 기준으로 평가하였다.

◎ …전혀 박리가 없다.

△ …박리 면적은 전체 정방형 면적의 65% 미만. 단, 전혀 박리되지 않은 경우를 제외한다.

× …박리 면적은 전체 정방형 면적의 65% 미만 이상.

(내구성)

광확산성 시트를 유리판에 점착제로 부착하고, 80℃, 90% RH의 항온 항습기에 투입하였다. 그 후, 570 시간 후, 1000 시간 후의 외관, 밀착성을 이하의 기준으로 평가하였다.

◎: 570 시간, 1000 시간 후에 크랙, 박리가 없다 (전체면).

×: 570 시간 후에 전체면에 크랙, 박리가 있다.

[표 1]

표 1 에 나타내는 바와 같이 본 발명의 광확산성 시트는, 백화, 반사 방지성, 밀착성, 내구성이 우수한 것을 알 수 있다.

(실시예 5)

실시예 1 에서 제작한 광확산성 시트를 폴리우레탄계 접착제를 사용하여 폴리비닐알코올계 편광자의 일면에 접착함과 동시에, 제조예 1 에서 제작한 투명 필름을 그 반대면에 동일하게 적층하여 광확산 기능을 갖는 편광판을 얻었다.

(실시예 6)

실시예 2 에서 제작한 광확산성 시트를 폴리우레탄계 접착제를 사용하여 폴리비닐알코올계 편광자의 일면에 접착함과 동시에, 실시예 2 에서 제작한 2 축 연신 투명 필름을 그 반대면에 동일하게 적층하여 광확산 기능을 갖는 편광판을 얻었다.

(비교예 7)

비교예 1 에서 제작한 광확산성 시트를 폴리우레탄계 접착제를 사용하여 폴리비닐알코올계 편광자의 일면에 접착함과 동시에, 트리아세틸셀룰로오스 필름을 그 반대면에 동일하게 적층하여 광확산 기능을 갖는 편광판을 얻었다.

(비교예 8)

비교예 3 에서 제작한 광확산성 시트를 폴리우레탄계 접착제를 사용하여 폴리비닐알코올계 편광자의 일면에 접착함과 동시에, 폴리카보네이트 필름을 그 반대면에 동일하게 적층하여 광확산 기능을 갖는 편광판을 얻었다.

실시예 5, 6 및 비교예 7, 8 에서 제작한 광확산 기능을 갖는 편광판을, 각각의 편광축이 직교 상태가 되도록 맞붙여, 편광축 방향으로부터 방위각 45°, 극각 70° 에서의 투과율 (%) 을 측정하였다. 투과율은 히타치제작소 제조의 분광광도계 U-4100 을 사용하고, 550㎚ 의 값을 측정하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

[표 2]

표 2 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 광확산성 시트로부터는 편광 특성이 우수한 광확산 기능을 갖는 편광판이 얻어지는 것을 알 수 있다.

[산업상 이용가능성]

본 발명에 의하면, 고정세화된 LCD 에 적용한 경우에도, 방현성을 유지하고, 또한, 표면 산란에 의한 백화가 거의 허용되지 않으며, 복굴절성을 거의 나타내지 않고, 밀착성, 내구성이 우수한 광확산성 시트를 제공할 수 있다. 또한, 당해 광확산성 시트가 형성되어 있는 광학소자, 그리고 당해 광학소자를 사용한 화상표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 투명 필름의 적어도 일면에, 미세 요철 형상이 형성되어 있는 수지 피막층, 및 당해 수지 피막층의 미세 요철 형상 표면에 당해 수지 피막층의 굴절률보다 낮은 굴절률의 저굴절률층을 갖는 광확산층이 형성되어 있는 광확산성 시트에 있어서,

   상기 투명 필름이, (A) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 이미도기를 갖는 열가소성 수지, 및 (B) 측쇄에 치환 및/또는 비치환 페닐기 및 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하여 이루어지고,

   상기 저굴절률층이 폴리실록산 구조를 갖는 재료에 의해 형성되고,

   또한, 수지 피막층의 표면에 형성되어 있는 저굴절률층 표면의 60°광택도가, 수지 피막층과 저굴절률층이 형성된 상태에서 15% 이상 50% 이하인 것을 특징으로 하는 광확산성 시트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 투명 필름에서는, 면내 굴절률이 최대로 되는 방향을 X 축, X 축에 수직인 방향을 Y 축, 필름의 두께 방향을 Z 축으로 하고, 각각의 축방향의 굴절률을 nx, ny, nz, 투명 필름의 두께를 d(㎚) 로 한 경우,

   면내 위상차 Re=(nx－ny)×d 가 20㎚ 이하이고,

   또한, 두께 방향 위상차 Rth={(nx＋ny)/2－nz} ×d 가 30㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 광확산성 시트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 투명 필름은 2 축 연신된 필름인 것을 특징으로 하는 광확산성 시트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 수지 피막층은 자외선 경화형 수지에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광확산성 시트.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 광확산성 시트가, 광학소자의 일면 또는 양면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학소자.
6. 제 5 항에 기재된 광학소자를 사용한 것을 특징으로 하는 화상표시장치.