KR20050043647A - 방현 필름 및 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방현성(防眩性)을 희생하지 않고, 화면의 반짝임의 저감을 실현시킨 방현 필름 및 그의 제조 방법을 제공하고, 그것을 이용하여 시인성(視認性)이 우수한 화상 표시 장치를 제공한다.
표면에 미세한 요철이 형성되어 있는 방현 필름으로서 요철의 평균 높이보다도 높은 영역을 볼록, 요철의 평균 높이보다도 낮은 영역을 오목으로 하고, 개개의 볼록의 투영 면적 또는 오목의 투영 면적을 구하여, 소정의 면적별로 해당 볼록 또은 오목의 빈도를 구하고, 또한 면적×빈도에 의해 상기 소정 면적별로 겉보기 면적의 빈도를 계산하고, 얻어지는 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 빈도를 막대 그래프로 표시하였을 때, 피크치가 300 ㎛2 이하인 위치에 나타나고, 또한 그 피크의 반치폭이 60 ㎛2 이하인 방현 필름 (20)이 제공된다. 이 방현 필름 (20)을 액정 패널 등의 화상 표시 수단의 시인(視認) 측에 배치하여, 화상 표시 장치가 구성된다.
기재 (11) 상에 형성된 포토레지스트막 (12)에 포트리소그래피에 의해 요철을 형성하는 리소그래피 공정과, 얻어진 포토레지스트막의 요철면 상에 금속 (17)을 전주(電鑄)하여 요철 형상을 금속 (17)에 전사한 후, 요철 형상이 전사된 금속판 (17)을 포토레지스트막 (13)으로부터 박리하고 금형 (18)을 제조하는 전주 금형 제조 공정과 이렇게 하여 요철 형상이 전사된 금속판 (18)을 금형으로서 사용하고, 그 표면의 요철 형상을 필름 (20)의 표면에 전사하는 요철 필름 제조 공정을 거쳐 표면에 요철을 갖는 방현 필름 (20)을 제조함에 있어서, 상기 리소그래피 공정은 크기가 다른 2 종류 이상의 패턴을 갖는 포토마스크 (14)를 통하여 포토레지스트막 (12)를 노광하고 계속해서 현상함으로써 수행된다.

Description

방현 필름 및 화상 표시 장치{Anti-glare Film and Display Device}
본 발명은, 화상 표시에 있어서의 편광 필름 등의 광학 용도로 바람직하게 사용되는 방현 필름에 관한 것으로, 특히 정밀도가 높은 화상 표시 장치에 적용한 경우에도 반짝임 등이 발생되기 어렵고, 높은 시인성을 확보할 수 있는 방현 필름에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 방현막을 사용한 화상 표시 장치에도 관계하고 있다.
또한 본 발명은, 화상 표시 장치에 있어서의 편광 필름 등의 광학 용도로 바람직하게 사용되는 방현 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 자세하게는 특정한 반사 프로파일을 얻는 데 유효한 방현 필름을 제조하는 데 바람직한 방법에 관한 것이다.
<배경 기술>
액정 표시 장치를 비롯한 화상 표시 장치는, 그 화상 표시면에 외광이 투영하면 시인성이 현저하게 손상된다. 화질을 중시하는 델레비젼이나 퍼스널 컴퓨터 등의 용도, 외광이 강한 야외에서 사용되는 비디오 카메라나 디지탈 카메라 등의 용도, 또한 반사광을 이용하여 표시를 행하는 휴대 전화와 같은 반사형 액정 표시 장치등의 용도로는 이러한 투영을 방지하는 처리가 표시 장치 표면에 이루어지는 것이 통상적인 예이다. 투영 방지 처리는, 광학 다층막에 의한 간섭을 이용한 무반사 처리와, 표면에 미세한 요철을 형성함으로써 입사광을 산란시켜 투영상을 흐리게 하는 소위 방현 처리로 대별된다. 전자의 무 반사 처리는, 균일한 광학 막 두께의 다층막을 형성할 필요가 있으므로, 비용이 많이 드는 문제가 있다. 이에 대하여 후자의 방현 처리는, 비교적 염가에 실현할 수 있기 때문에, 대형의 퍼스널 컴퓨터나 모니터 등의 용도로 사용되고 있다.
방현성의 필름은, 예를 들면 필러를 분산시킨 자외선 경화형 수지를 투명 기재 상에 도포하여, 건조시킨 후, 자외선을 조사하여 수지를 경화시켜, 필름 표면에 랜덤한 요철을 형성하는 등의 방법에 의해 제조되고 있다. 그리고 지금까지도 화상 표시 장치에 이용하는 필름의 표면에 미세한 요철을 형성하여 방현성을 부여하는 제안이 다수 이루어지고 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 2003-4903호 공보에는 투명 지지체 상에 방현층을 가지고, 표면에 오목과 볼록을 갖는 방현 필름으로서, 각각의 오목의 절단면의 면적이 1,OOO ㎛2 이하인 방현 필름이 개시되어 있고, 여기서는 평균 입경 0.2 내지 10 ㎛의 입자를 분산시킨 자외선 경화형 수지를 투명지지체 상에 도포하고 자외선 경화시켜 상기 요철을 갖는 방현 필름이 제조되고 있다.
한편, 일본 특허 공개 평 6-16851호 공보나 일본 특허 공개 평 7-124969호 공보에는 미리 요철 형상이 부여된 필름에, 자외선 경화형 수지층을 갖는 투명 기재를 그 자외선 경화형 수지층측에서 밀착시킨 상태에서, 그 자외선 경화형 수지층에 자외선을 조사하여, 요철 형상을 자외선 경화 수지에 전사하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 미리 요철 형상이 부여된 필름으로서, 일본 특허 공개 평 6-16851호 공보에는 필러와 바인더를 포함하는 수지 조성물을 기재 필름 상에 도포한 것이 개시될 뿐이고, 일본 특허 공개 평 7-124969호 공보에는 필러를 내부 첨가한 필름을 연신하는 방법과, 필름을 사후적으로 샌드 블라스트하는 방법이 개시될 뿐이다.
또한, 일본 특허 공개 2002-365410호 공보에는, 표면에 미세한 요철이 형성된 광학 필름으로서, 그 필름의 표면에, 법선에 대하여 -10°방향에서 광선을 입사하고, 표면에서의 반사광만을 관측하였을 때의 반사광의 프로파일이 특정한 관계를 만족시키는 방현 필름이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 2003-177207호 공보에는, 요철 표면에 다층의 반사 방지층을 설치하는 것을 전제로 한 것이지만, 윤곽 곡선 요소의 평균 높이 (Rc)가 0.1 내지 30 ㎛인 요철면이 형성되고, 그 요철면의 O.01 mm2 당의 볼록부의 갯수가 1 내지 1000인 수지층을 갖는 반사 방지 필름으로서, 그 요철면 중 반사 방지 필름 면에 대한 경사각이 0 내지 5°인 평행면이 15 내지 100 %를 차지하고, 그 평행면의 15내지 100 %가 볼록부에 형성되어 있는 반사 방지 필름이 개시되어 있다. 이 특허문헌 3에서는 이러한 요철을 형성시키기 위해서 매트 부형 필름을 사용하고 있지만, 그 매트 부형 필름의 구체적인 제조법은 나타나 있지 않다.
종래 공지된 방현 처리 필름, 특히 필러를 분산시킴으로써 얻어지는 방현 필름으로는 필러는 도포 시 랜덤하게 배치되기 때문에 필러의 밀도 분포, 나아가서는 표면에 형성된 요철의 밀도 분포가 발생하고 있었다. 또한. 공업적인 생산에 있어서는, 필러의 응집 등이 발생되기 쉽고, 그에 기인하여 얼룩짐 등이 발생하는 경우가 있었다.
이러한 종래의 방현 필름을 고정밀의 액정 패널과 조합하여 사용하는 경우에, 원인은 분명하지 않지만, 표시가 반짝 거려 보이고, 충분한 시인성이 얻어진다고는 말하기 어려웠다. 요철의 밀도 분포를 작게 하기 위해서는 필러의 배합량을 적게 하면 되지만 이 경우에는 충분한 방현성이 얻어지지 않고, 한편으로 필러의 배합량이 지나치게 많으면 방현성은 얻어지지만, 불투명도가 높아져 콘트라스트가 낮아진다는 문제가 있었다.
한편, 화상 표시 장치에 사용되는 방현 필름으로서는, 1 개의 화소 내에 복수개의 요철이 있는 것이 바람직하기 때문에 개개의 요철의 크기는 적용하고자 하는 화상 표시 장치의 화소의 크기보다도 작게 할 필요가 있다. 그리고, 이러한 크기의 요철에 의한 빛의 반사가 최적이 되도록, 요철의 형상이나 배치를 설계할 필요가 있지만, 그 때에는, 반사광에, 개개의 요철의 형상에 의한 기하 광학적인 요소 및 요철의 크기가 작은 것에 기인하는 광의 간섭이나 회절 등의 파동 광학적인 요소를 고려할 필요가 있다. 예를 들면, 액정 표시 장치나 플라즈마 디스플레이 패널 등의 화상 표시 장치에 대응할 수 있는 방현 필름에 있어서, 수 ㎛에서 수십 ㎛으로 동일 크기의 요철이 랜덤하게 배치되어 있는 것과 같은 경우, 요철의 크기가 동일한 것에 기인하는 간섭이나 회절이 생겨, 결과적으로 표면의 요철에 의한 반사광이 무지개색으로 보이거나 어떤 특정한 반사 각도로 반사광이 강하게 보이기도 한다는 문제가 발생하게 된다.
본 발명자 들은 특원 2004-4308호 (우선권 주장: 특원 2003-8744호)에 있어서, 기재 상에 형성된 포토레지스트에 포토리소그래피에 의해 요철을 형성하는 공정과, 얻어진 포토레지스트의 요철면 상에 금속을 전주한 후 그 금속을 포토레지스트로부터 박리하여 포토레지스트 상의 요철 형상을 금속에 전사하는 공정과, 이 요철부 금속판을 금형으로서 사용하고, 필름 표면에 요철을 전사하는 공정을 거쳐, 표면에 요철을 갖는 방현막을 제조하는 방법을 제안하고 있다.
본 발명은 이러한 현상을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 방현성을 희생하는 일 없이, 화면의 반짝임의 저감을 실현시킨 방현 필름을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 하나의 목적은 이러한 방현 필름을 이용하여, 화면의 반짝임이 없고 시인성이 우수한 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 하나의 목적은, 표면에 형성되는 요철을 제어하고, 광학 특성이 우수한 방현 필름을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 이러한 목적으로 예의 연구한 결과, 요철이 형성된 필름에 있어서의 요철의 밀도 분포가 반짝임의 성능에 큰 영향을 미치는 것을 규명하고, 그것을 적절하게 제어함으로써 고성능의 방현막이 얻어진다는 것을 발견하고, 또한 여러가지의 검토를 추가하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 또한, 상기 특원 2004-4308호에서 제안한 방법을 기초로 연구한 결과, 포토리소그래피에 의해 요철을 형성하는 공정에서의 포토마스크를 연구함으로써 고성능의 방현 필름이 얻어진다는 것을 발견하였다.
즉 본 발명에 의하면 표면에 미세한 요철이 형성되어 있고, 요철의 평균 높이보다도 높은 영역을 볼록, 요철의 평균 높이보다도 낮은 영역을 오목으로 하고, 개개의 볼록의 투영 면적 또는 오목의 투영 면적을 구하고, 소정의 면적별로 이 볼록 또는 오목의 빈도를 구하고, 또한 면적 × 빈도에 의해 상기 소정의 면적별로 겉보기 면적의 빈도를 계산하여, 얻어지는 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 빈도를 막대 그래프로 나타내었을 때, 피크치가 300 ㎛2 이하의 위치에 나타나고, 또한 그 피크의 반치폭이 60 ㎛2 이하인 방현 필름이 제공된다.
상기한 피크치는 150 ㎛2 이하의 위치에 나타나는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 피크의 반치폭은 10 ㎛2보다 커지도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 방현 필름은, 정반사 각도로부터 20°틀어진 방향으로의 반사율이 0.001 % 이하인 것이 유리하다. 또한, 암부와 명부의 폭이 1.0 mm의 광학체(くし)를 이용하여 측정되는 45° 반사 선명도가 50 % 이하가 되도록 하는 것이 유리하다. 또한, 암부와 명부의 폭이 0.125 mm, 0.5 mm, 1.0 mm 및 2.0 mm인 4 종류의 광학체를 사용하여 측정되는 투과 선명도의 합계치가 200 % 이상이 되도록 하는 것이 유리하다. 이러한 방현 필름은 또한 불투명도가 15 % 이하인 것이 유리하다.
또한 본 발명에 의하면 이 방현 필름을 사용한 화상 표시 장치도 제공되고, 이 화상 표시 장치는 상기 어느 하나의 방현 필름과 화상 표시 수단을 구비하고, 그 방현 필름은 화상 표시 수단의 시인측에 배치되어 있는 것이다.
또한 본 발명에 의하면 기재 상에 형성된 포토레지스트 막에 포트리소그래피에 의해 요철을 형성하는 리소그래피 공정과, 얻어진 포토레지스트막의 요철면 상에 금속을 전주하여 이 요철 형상을 금속에 전사한 후. 요철 형상이 전사된 금속판을 포토레지스트막으로부터 박리하여 금형을 제조하는 전기 주조 금형 제조 공정과, 이렇게 해서 요철 형상이 전사된 금속판을 금형으로서 사용하고, 그 표면의 요철 형상을 필름의 표면에 전사하는 요철 필름 제조 공정을 포함하는 표면에 요철을 갖는 방현 필름의 제조 방법으로서 상기 리소그래피 공정은 크기가 다른 2 종류 이상의 패턴을 갖는 포토마스크를 통하여 포토레지스트막을 노광하고 이어서 현상함으로써 행하여 지는 방법이 제공된다.
이 방법에 있어서, 포토마스크는 가장 작은 패턴의 직경에 대한 가장 큰 패턴의 직경의 비가 1.1 배 이상 2 배 이하가 되도록 패턴이 형성되어 있는 것이 유리하다. 또한 포토마스크는, 크기가 다른 2 종류 이상의 패턴 각각의 차지하는 합계 면적의 비가 0.7 내지 1.3의 범위가 되도록 패턴이 형성되어 있는 것이 유리하다.
상기한 포토마스크를 통한 노광은 포토마스크를 포토레지스트 막 표면에서 간격을 두고 배치하는 프록시미티 노광에 의해서 행하는 것이 바람직하다. 또한 이 노광은 포토마스크와 포토레지스트막 표면과의 간격을 L (㎛), 포토마스크의 패턴의 평균 직경을 D (㎛)로서, L/D2의 값이 1.3 이상 2.8 이하가 되는 조건으로 행하는 것이 유리하다.
포토마스크는 소정의 면적을 포함하는 유닛 셀을 병진 대칭성이 유지되도록 복수매 나열하여 구성할 수가 있다. 또한, 요철 형상이 전사된 금속판을 금형으로서 사용하고, 그 요철 형상을 막의 표면에 전사할 때는 이 금속판을 그 요철면이 외측이 되도록 롤의 표면에 감아 요철 필름 제조 공정을 행할 수도 있다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 첨부한 도면도 적절하게 참조하면서, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 첨부한 도면 중, 도 1은 방현 필름의 표면의 개략을 표시하는 사시도이다. 도 2는 방현 필름이 있는 부분의 표면에 대하여 각 점의 높이를 도시한 삼차원 등고선도이다. 도 3은 방현 필름이 있는 부분의 표면에 대하여 평균 높이보다도 높은 영역 (볼록)을 백색으로, 평균 높이보다도 낮은 영역 (오목)을 흑색으로 각각 표시한 이차원 등고선도이다. 도 4는, 방현 필름 표면에서 관측되는 개개의 볼록또는 오목이 나타나는 빈도를 면적에 대하여 도시한 막대 그래프의 예이다. 도 5는 도 4의 데이터로부터 종축을 면적 × 빈도로 나타낸 막대 그래프의 예이다. 도 6은 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 막대 그래프에 있어서의 피크의 반치폭을 구하는 방법을 나타내는 도면으로서, 도 5의 횡축이 O 내지 200 ㎛²의 사이를 확대하여 나타낸 막대 그래프이다. 도 7은, 본 발명에 관한 방현 필름의 제조 방법의 일례를 공정마다 종단면 모식도로 나타낸 것이다. 도 8은 도 7(B)의 일부를 확대하여 나타낸 단면 모식도이다. 도 9는 정반사율과, 정반사 방향에서 필름측에 경사한 각도 θ로의 반사율의 관계를 설명하기 위한 사시도이다. 도 10은 입사광에 대한 정반사율을 R(O)이라 하고, 정반사 방향에서 필름측에 경사한 각도 θ로의 반사율을 R(θ)로 할 때, R (θ)가 R(0)를 최대로 하고, θ의 증가에 따라 단조 감소하고 있는 모습을 나타내는 모식적인 그래프이다. 도 11은 정반사 각도와 거기에서 20°틀어진 방향으로의 반사율을 설명하기 위한 사시도이다. 도 12는 후술하는 실시예 1에서 얻어진 방현 필름의 세로 약 480 ㎛×가로 약 640 ㎛의 범위에 대해서 높이 정보를 계조로 변환하여 나타낸 확대도로서, 우측 가로에 나타낸 것은 높이를 나타내는 그레이 스케일이다. 도 13은 동일하게 실시예 1에서 얻어진 방현 필름에 대하여 표면에서 관측되는 개개의 볼록 또는 오목이 나타나는 빈도를 면적에 대하여 도시한 막대 그래프이다. 도 14는, 도 13의 데이터로부터, 종축을 면적 × 빈도로 나타낸 막대 그래프이다.
도 1을 참조하여 본 발명의 방현 필름에 대하여 설명한다. 이 방현 필름 (20)은 그 표면에 미세한 요철 (3), (4)가 형성된 것으로써, 이것 자체는 종래 공지된 방현성 필름과 다른 것이 아니다. 도 1에서는 필름의 평균 높이의 면 (주 평면이라 함)을 부호 (1)로, 그 투영면을 부호 (2)로 각각 나타내고, 필름면 내의 직교 좌표를 (x, y)로 나타내고 있다. 또한, 평균 높이보다 높은 부분 (볼록) (3)을 실선으로, 그리고 평균 높이 보다 낮은 부분 (오목) (4)를 파선으로 각각 나타내고 있다.
본 발명에서는, 요철의 평균 높이 보다 높은 영역을 볼록, 요철의 평균 높이보다 낮은 영역을 오목으로 하고, 개개의 볼록의 면적 또는 오목의 면적을 구하여, 소정의 면적별로 이 볼록 또는 오목의 빈도를 구하고, 또한 면적 × 빈도에 의해 상기한 소정의 면적별로 겉보기 면적의 빈도를 계산하여, 얻어지는 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 빈도를 막대 그래프로 나타내었을 때, 피크치가 300 ㎛2 이하의 위치에 나타나고, 또한 그 피크의 반치폭이 60 ㎛2 이하가 되도록 한다.
이 막대 그래프에 있어서, 피크치가 나타나는 면적치가 클수록, 요철이 거칠어진다. 그리고, 300 ㎛2의 면적을 갖는 볼록 또는 오목은 반경 약 1O ㎛의 원에 상당하고, 이러한 큰 볼록 또는 오목이 다수 존재할 경우, 즉, 상기한 막대 그래프에 있어서의 피크치가 3OO ㎛2 보다도 큰 위치에 나타나는 경우에는, 반짝임이 커지고, 시인성을 손상시키게 된다. 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 빈도를 막대 그래프로 나타내었을 때의 피크치는 2OO ㎛2 이하, 또한 150 ㎛2 이하, 특히 100 ㎛ 2 이하의 위치에 나타나도록 하는 것이 한층 바람직하다. 또한, 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 빈도를 막대 그래프로 나타냈을 때 나타나는 피크의 반치폭은 소위 단위 면적 당의 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 분포에 상당한다.
종래의 방현 필름, 특히 필러를 분산시켜 얻어지는 방현 필름으로서는, 필러가 양호하게 분산된 부분의 요철과, 필러의 분산 상태가 나쁘고, 응집한 부분의 요철을 볼 수 있다. 이러한 상태에서 단순히 요철의 개수만을 카운트하면 일반적으로는 필러의 분산이 양호한 부분에서의 면적의 작은 요철이 다수 카운트되는 한편, 필러가 응집한 것에 의한 면적이 큰 요철이 극히 소수 카운트되게 된다. 그런데, 광학 현미경이나 촉침식의 막 두께 측정기 등으로 관찰하면 필러가 응집한 것에 의한 면적의 커다란 요철이 눈에 띄게 관측된다. 반짝임 등의 광학 특성에 대해서는 이러한 면적의 큰 요철의 기여가 크다고 생각되고, 요철의 면적을 고려한 평가 방법이 필요하다. 그래서 본 발명에서는 요철의 면적을 고려하여, 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 분포에 의해 방현 필름의 표면 구조를 규정하고 있다.
본 발명의 방현 필름에 대해서, 그 표면에 있는 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 분포를 구하는 방법과 그것이 의미하는 바를 이하에 설명한다. 우선, 필름 표면의 임의의 영역에 있어서, 그 필름 표면을 구성하는 각 점의 높이를 측정하고, 측정 영역 전체에서의 높이의 평균치를 구한다. 그리고, 평균치보다 높이가 높은 영역을 볼록, 평균치보다 높이가 낮은 영역을 오목이라 정의한다.
도 2 및 도 3에 방현 필름의 요철의 높이 분포의 예를 나타낸다. 도 2는 임의의 수평 분해능별로 방현 필름 표면에서의 각 점의 높이를 도시한 삼차원 등고선도이다. 한편, 도 3은, 도 2와 동일하게 하여 구한 각 점의 높이를 평균하고, 평균치보다 높은 점의 모임, 즉 본 발명에서 말하는 볼록의 영역을 백색으로, 또한 평균치보다 낮은 점의 모임, 즉 본 발명에서 말하는 오목의 영역을 흑색으로, 각각 도시한 이차원 등고선도이다. 그리고 예를 들면 도 3에 있어서 백색으로 표시한 볼록의 영역에 이어 개개의 면적을 구한다. 여기서, 볼록과 오목은 각각 높이 방향에 거의 대칭으로 나타난다고 생각되기 때문에, 볼록 또는 오목의 한편에 대하여 이와 같이 개개의 면적을 구할 수 있다. 볼록의 영역에 대해서도 오목의 영역에 대해서도 본 발명에서 규정하는 요건을 만족시키도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한 면적은 볼록 또는 오목이 이루는 표면적이 아니라 투영 면적으로서 구한다. 또한 도 2 및 도 3에서는 알기 쉽게 하기 위해서 수개의 요철에 대해서만 나타내고 있지만 실제로는 다수의 요철을 포함하는 영역에서 표면의 높이를 구하고, 그 영역 전면에서의 높이의 평균치를 구하여 다수의 볼록 또는 오목의 면적을 구한다.
도 4는 이와 같이 하여 구한 개개의 볼록 또는 오목의 갯수를 소정의 면적별로 도시한 돗수 분포의 그래프 (막대 그래프)의 예이다. 또한 겉보기 면적을 산출하기 위하여 얻어진 소정의 면적별 빈도값으로부터, 면적의 구간과 빈도의 곱을 취하고, 겉보기 면적의 빈도로 한다. 도 5는, 이렇게 하여 도 4의 그래프로부터 구한 겉보기 면적의 빈도를, 상기한 소정의 면적별로 도시한 돗수 분포의 그래프 (막대 그래프)의 예이다.
도 4에 나타낸 바와 같은, 면적에 대하여 볼록 또는 오목의 갯수 (빈도)를 도시한 막대 그래프로서는, 면적이 작은 볼록 또는 오목이 다수이고, 면적이 큰 볼록 또는 오목이 적게 보이지만, 광학 특성에는 면적이 큰 볼록 또는 오목에 의한 기여가 크다. 그래서 본 발명에서는 면적에 빈도를 곱하여 겉보기 면적의 빈도를 구하고, 또한 그것을 도시한 막대 그래프로부터, 겉보기 면적의 분포를 구한다. 본 명세서에서는 이와 같이 하여 얻어진 겉보기 면적의 막대 그래프에 있어서의 피크의 반치폭 (full width at half maximum: 반치 전폭이라고도 함)을 겉보기 면적의 분포라 부르기로 한다. 이러한 겉보기 면적의 분포를 구하는 방법을 이하에 더욱 자세히 설명한다.
요철이 형성된 필름 표면의 높이는, 비접촉 3 차원 표면 형상ㆍ거칠기 측정기, 원자력 현미경 (Atomic Force Microscope: AFM), 레이저 공촛점 현미경 등을 사용하여 측정되는 표면 거칠기의 3 차원 형상으로부터 구할 수 있다. 측정기에 요구되는 수평 분해능은, 적어도 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 2 ㎛ 이하이고, 또한 수직 분해능은 0.1 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이하이다. 이 측정에 바람직한 비접촉 3 차원 표면 형상ㆍ거칠기 측정기로서, 미국 회사(Zygo Corporation)의 제품으로 일본에서는 자이고(주)로부터 입수할 수 있는 「New View 5000」시리즈 등을 들 수 있다. 측정 면적은 넓은 쪽이 바람직하지만 적어도 100 ㎛×100 ㎛ 이상, 바람직하게는 400 ㎛×400 ㎛ 이상이다.
구체적으로는, 상술한 측정기 등을 사용하는 것으로, 도 2에 나타낸 바와 같이 측정기의 수평 분해능으로 결정되는 격자상의 각 x, y 좌표에 대응한 높이의 데이터를 구할 수 있다. 모든 높이 테이터의 평균치를 취하여, 평균치보다 높이가 높은 영역을 볼록, 평균치보다 높이가 낮은 영역을 오목으로 간주한다. 이와 같이 하여 얻어진 요철을 두가지로 수치화한 화상으로 변환하고, 화상 처리 소프트웨어를 이용하여 볼록 또는 오목의 면적을 계산한다. 화상 처리 소프트웨어로서는, 볼록 또는 오목 각각의 픽셀의 수를 카운트할 수 있는 것이면 특별히 한정은 없지만, 도 4 및 도 5에 나타내는 예나 후술하는 실시예에서는 화상 처리 소프트웨어로서 NIH image를 사용하고, 두가지로 수치화한 화상의 볼록 또는 오목 각각에 해당하는 부분의 픽셀수를 카운트하여 면적을 구하였다. NIH image란 미국의 NIH (National Institute of Health)에서 개발한 화상 처리 소프트웨어이고, 개발 기관의 이름을 이용하여 NIH image라 명명되었다.
다음으로, 화상 처리에 의해 얻어진 최대 면적과 최소 면적의 사이를 10 내지 100 등분할 수 있을 정도로 면적 등분으로 분할하고, 분할된 인접하는 각 면적 사이의 면적에 해당하는 볼록 또는 오목의 갯수를 계산하여 빈도를 구한다. 면적의 분할이 지나치게 가늘면 빈도가 지나치게 이산적이 되어 분포를 구하기 어려워지고, 반대로 면적의 분할이 지나치게 크면 빈도가 대강으로 밖에 보이지 않기 때문에 바람직하지 않다. 도 4 및 도 5에 나타내는 예나 후술하는 실시예에서는 면적을 10 ㎛2 간격으로 분할하였다. 즉, 도 4 및 도 5에 있어서는 횡축의 면적을 10 ㎛2 간격으로 나타내고 있고, 최초의 분할 부분에 「O」이라고 쓰여 있는 것은 O ㎛2 이하를 의미하고, 그 다음 분할 부분은 O ㎛2으로부터 10 ㎛2까지의 면적이고, 그 후의 예를 들면 「50」이라고 있는 부분의 분할 부분은 40 ㎛2으로부터 50 ㎛2까지의 면적을 의미한다. 막대 그래프를 나타내는 이하의 도 6, 도 10 및 도 11에 있어서도 동일하다.
또한, 겉보기 면적의 분포를 얻기 위해서 인접하는 각 면적의 평균치와 그 구간에 속하는 볼록 또는 오목의 갯수 (빈도)의 곱을 취하여 겉보기 면적의 빈도로 한다. 예를 들면 10 ㎛2 간격으로 면적을 분할한 경우, 20 ㎛2로부터 30 ㎛2 의 사이 (중간치 25 ㎛2)에 있는 볼록 또는 오목의 수가 5 개였다고 하면, 겉보기 면적의 빈도는 25 ㎛2×5 개=125 ㎛2가 된다. 얻어진 겉보기 면적의 빈도를 면적치에 대하여 도시하여 겉보기 면적의 막대 그래프를 작성한다. 이 막대 그래프의 피크의 반치폭을 요철의 겉보기 면적의 분포라고 정의하였다. 면적에 대한 「면적×빈도」의 막대 그래프에 있어서의 피크치란 상기한 바와 같이 하여 얻어진 막대 그래프에 있어서의 「면적×빈도」의 최대치, 즉, 도 5의 예로 말하면 20 ㎛2 × 30 ㎛2의 사이의 면적 분할 부분에 나타나는 값을 말한다.
여기서, 막대 그래프에 있어서의 피크의 반치폭을 구하는 방법을, 도 6에 기초하여 설명한다. 도 6은, 도 5의 막대 그래프를 횡축이 0 내지 200 ㎛2의 사이에 대하여 확대한 것이다. 그리고, 측정 범위 전체 중 종축 (면적×빈도)가 가장 큰 값을 나타내는 점을, 피크치를 나타내는 점 P라 한다. 이 점 P에서 횡축에 대하여 수선 A를 긋고, 그것이 횡축의 면적×빈도=0의 직선과 교차하는 점을 베이스 점 B라 하여, 피크 선분 PB를 이등분하는 점 C를 거쳐 횡축에 평행한 직선 (반치선)을 긋고, 그것이 막대 그래프와 교차하는 최소치와 최대치의 사이의 면적 간격을 반치폭 WH라 한다. 또한 도 6와 같이, 피크치를 나타내는 점 P에서 하강하는 막대 그래프가 피크치의 반값에 이르기 전에 다시 상승하는 경우나, 막대 그래프가 피크치의 반값 이하가 된 후, 다시 상승하여 피크치의 반값을 초과할 경우에는 막대 그래프가 다시 피크치의 반값을 초과하는 일이 없고, 마지막으로 반값을 초과하고 있는 점 U, V를 정하고, 그 UV 사이의 폭을 가지고 반치폭 WH라고 정한다. 반치폭 WH를 정하는 데 있어서, 반치선이 막대 그래프와 교차하는 최소치는 그 막대 기둥이 나타내는 면 분할 부분의 최소치, 또한 반치선이 막대 그래프와 교차하는 최대치는 그 막대 기둥이 나타내는 면적 분할 부분의 최대치로 한다. 즉, 도 6에 나타낸 예에 있어서는, 면적이 작은 측에서 반치선이 10 ㎛2와 20 ㎛2의 사이의 면적을 나타내는 막대 기둥과 마지막으로 교차하여 있기 때문에 점 U의 값은 1O ㎛2로 하고, 또한 면적이 큰 측에서 반치선이 140 ㎛2과 150 ㎛2의 사이의 면적을 나타내는 막대 기둥과 마지막으로 교차하고 있기 때문에 점 V의 값은 150 ㎛2으로 하고, 따라서 이 예의 반치폭 WH는 140 ㎛2 (=150-10)이 된다.
상기한 바와 같이 하여 얻어지는 「면적×빈도」의 면적에 대한 막대 그래프에 있어서, 피크의 반치폭이 0이면 볼록 또는 오목의 면적이 한점에 집중하고 있는 것이 된다. 한편, 이 반치폭이 커지면 요철 각각의 겉보기 면적의 분포가 넓다는 것을 의미한다. 이 반치폭이 작을수록 요철 각각의 겉보기 면적의 분포가 좁은 것이 된다.
겉보기 면적의 분포가 넓은 경우는, 겉보기가 큰 볼록 또는 오목과, 겉보기가 작은 볼록 또는 오목이 혼재하고 있는 것에 대응하여, 원인은 분명하지 않지만, 반짝임이 커진다는 것을 알 수 있었다. 또한, 겉보기 면적의 분포가 좁은 경우, 볼록 또는 오목의 면적이 비교적 일치하는 것에 대응하여 고정밀 패널과 조합한 경우 반짝임이 적어진다는 것이 분명해졌다. 겉보기 면적의 분포, 즉, 상기한 겉보기 면적의 빈도를 나타내는 막대 그래프에 있어서의 피크의 반치폭이 100 ㎛2를 초과하면, 반짝임이 커지고, 시인성이 현저히 저하된다. 한편, 겉보기 면적의 분포 (피크의 반치폭)이 60 ㎛2 이하이면 반짝임은 거의 관찰되지 않고, 양호한 시인성을 얻을 수가 있다. 그래서, 특히 고정밀의 표시 장치에 있어서의 시인성을 높이기 위해서는, 이 겉보기 면적의 분포 (피크의 반치폭)를 100 ㎛2 이하로 하는 것이 중요하고, 바람직하게는 이 반치폭이 6O ㎛2 이하가 되도록 한다. 겉보기 면적의 빈도를 나타내는 막대 그래프에 있어서의 피크의 반치폭은, 보다 바람직하게는 50 ㎛2 이하이다. 다만, 요철이 규칙적으로 병렬하여 반치폭이 0이 되면 간섭줄이 눈에 띄게 되고, 이 반치폭이 10 ㎛2 이하가 되면, 이 경향이 나타나기 시작한다. 그래서, 볼록 또는 오목의 겉보기 면적은 어느 정도의 분포를 가지고 있는 것이 바람직하고, 상기한 반치폭이 10 ㎛2 보다 커지도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 특정하는 표면 형상을 갖는 필름은, 임의의 방법으로 제조 가능하지만, 예를 들면 적절한 표면 형상을 갖는 엠보싱 주형에 가열 형태로 열가소성의 투명 수지 필름을 눌러서 맞춰 부형하는 방법, 상기한 엠보싱 주형에 자외선 경화형 수지가 도포된 투명 기재를 그 자외선 경화형 수지 도포면에서 밀착시켜 그 상태로 자외선을 조사하여 경화시키는 방법 등에 의해 제조할 수가 있다.
엠보싱 주형의 제조 방법으로서는, 예를 들면 포트리소그래피에 의한 요철의 형성과 거기에 금속의 전주 (전기 도금)을 조합한 방법을 바람직한 것으로 들 수 있다. 구체적으로는 기재 상에 포토레지스트 막을 형성하고, 거기에 계조 노광을 실시하고 이어서 현상함으로써 상기 포토레지스트막 상에 요철을 형성하고, 그 요철이 형성된 포토레지스트막 상에 금속을 전주한 후, 이 금속을 포토레지스트막으로부터 박리함으로써, 요철 형상이 전사된 금속판, 즉 엠보싱 주형을 제조하는 것이다. 이 엠보싱 주형을 사용하고, 열가소성의 투명 수지 필름을 가열 상태에서 이 엠보싱 주형으로 밀어 맞추는 방법이나 자외선 경화형 수지가 도포된 투명 기재를 그 자외선 경화형 수지 도포면에서 엠보싱 주형에 밀착시켜 그 상태에서 자외선을 조사하여 자외선 경화형 수지를 경화시키는 방법 등에 의해 소정의 표면 형상이 부형된 방현 필름을 얻을 수 있다.
이와 같이, 포트리소그래피와 전주의 조합에 의해 엠보싱 주형을 제조하고, 그것을 사용하여 방현 필름을 제조하는 방법의 예를, 도 7에 의하여 설명한다. 우선 도 7(A)에 나타낸 바와 같이, 포토레지스트막 형성용 기재 (11)의 표면에 포토레지스트막 (12)를 형성한다. 여기에서 사용하는 기재 (11)은 표면이 평탄한 것으로써 포토레지스트막이 적절히 접착하는 것일 수 있고, 예를 들면 유리, 석영, 알루미나와 같은 무기 투명 기재나, 구리, 스테인레스 구리와 같은 금속 기재 등을 들 수 있다. 또한, 이 기재 (11) 상에 도포되는 포토레지스트는 감광성을 가지고, 적절한 해상도를 갖는 것일 수 있고, 노광 부분이 현상액에 가용성이 되어 현상 후에 제거되는 포지티브형 포토레지스트, 또는 노광 부분이 경화하여 현상액에 불용이 되고, 현상에 의해 미노광 부분이 제거되는 네가티브형 포토레지스트를 모두 사용할 수 있다. 예를 들면 노볼락 수지, 아크릴계 수지, 스티렌과 아크릴산과의 공중합체, 폴리비닐페놀, 폴리(o-메틸비닐페놀)같은 알칼리 가용성 수지와, 퀴논디아지드기 함유 화합물과 같은 감광성 화합물을 유기 용제에 용해하여 이루어지는 포지티브형 포토레지스트 조성물이나, 알칼리 가용성 수지, 광산 발생제, 가교제 등을 함유하는 감광성 수지를 유기 용제에 용해하여 이루어지는 네가티브형 포토레지스트 조성물 등을 들 수 있다. 단, 추후의 노광 공정에서 프록시미티 노광에 의해 엣지부에 광의 회절을 일으키고, 그 후의 현상에 의해 동그란 오목부를 형성시키기 위해서는 포지티브형 포토레지스트가 바람직하다. 도 7을 참조하여 이하에 나타내는 예는 포지티브형 포토레지스트를 사용한 경우의 것이다.
기재 (11) 상에 형성되는 포토레지스트막 (12)의 두께는 방현 필름의 표면에 형성하고자 하는 요철의 깊이나 형상 등에 따라서 적절하게 조정할 수 있고 목적으로 하는 요철의 깊이와 동등하거나 또는 그 보다 약간 두껍게 형성하는 것이 바람직하다. 구체적인 막 두께의 범위로서는 목적으로 하는 요철의 깊이 이상, 목적으로 하는 요철의 깊이 +5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
기재 (11) 상에 포토레지스트막 (12)를 형성하기 위해서는, 예를 들면 스핀코팅법, 딥 코팅법, 롤 코팅법 등, 공지된 적절한 도포법을 사용할 수 있다. 막 형성 후에는 포토레지스트 중에 포함되는 용제를 제거하기 위해서 통상은 프리베이킹을 실시한다. 프리베이킹은, 예를 들면 핫 플레이트나 오븐 등을 사용하여 60 내지 120 ℃ 정도의 온도에서 0.5 내지 10 분 정도의 시간 동안 수행한다. 프리베이킹의 온도 및 시간은 포토레지스트의 종류나 포토레지스트에 요구되는 감도 등에 의해서 적절하게 조정할 수가 있다.
이렇게 하여 기재 (11) 상에 형성된 포토레지스트막 (12)에 대하여 계속해서 도 7(B)에 나타낸 바와 같이, 계조 노광이 실시된다. 도 7(B)에는 이계조의 포토마스크 (14)를 통하여 계조 노광을 행하는 예가 개시되어 있다. 이계조의 포토마스크란 노광 광원에 대하여 투명한 유리나 석영 등을 포함하는 기판 상에, 노광 광원으로부터의 광을 투과하는 부분으로써 투과율이 100 % 또는 그에 가까운 투과부와, 노광 광원으로부터의 광을 차폐하는 부분으로서 투과율이 O % 또는 그에 가까운 차광부가 형성된 것이다. 구체적으로는 예를 들면 노광 광원에 대하여 투명한 기판 상에 크롬 등의 금속이 차광부로서 형성된 메탈마스크나, 유제 등을 감광시킴으로써 차광부가 형성된 에멀젼 마스크 등을 들 수 있다.
이러한 이계조의 포토마스크 (14)를 도 7(B)에 나타낸 바와 같이 포토레지스트막 (12)의 표면에서 약간 간격을 두어 배치하고, 프록시미티 노광을 행한다. 프록시미티 노광이란 이와 같이, 포토마스크 (14)를 포토레지스트막 (12)에 근접은 시키지만 밀착은 시키지 않고 약간 간격을 두고 배치하여, 노광하는 것을 말한다. 이러한 이계조의 포토마스크 (14)를 사용한 프록시미티 노광을 행함으로써 포토마스크 (14)의 마스크 패턴의 엣지부에서 광의 회절이 발생하고 포토마스크 (14)의 상이 흐려져, 그 투과부를 통과한 광속 (15)이 차광부 배면에 걸쳐 확대를 보이고, 연속적인 광량의 분포가 발생한다. 그리고, 프록시미티 노광된 광량의 분포에 따라서 포토레지스트막 (12)가 감광하기 때문에 그 후의 현상에 의해 조사 광량에 따라서 포토레지스트 잔막이 변화하고, 현상 후의 포토레지스트막 (12)의 표면에는 마스크 패턴, 노광량, 포토마스크와 포토레지스트막의 사이의 거리 (노광 갭」또는「프록시미티 갭」이라 불린다) 등에 따른 요철이 형성된다. 이 때, 포토마스크의 개구경은 1 종류만일 수도 있지만, 복수종, 예를 들면 2 종류 또는 3 종류의 개구경을 조합하여 포토마스크를 형성하는 것도 유효하다.
도 7(B)에는, 이계조의 포토마스크 (14)를 사용하여 프록시미티를 노광함으로써 계조 노광을 행하는 예를 나타냈지만 기타, 다계조의 포토마스크를 통하여 계조 노광을 행하는 방법, 장소에 따라서 노광 광원의 광 강도를 변화시킬 수 있는 공간 광 변조 소자를 통하여 계조 노광을 행하는 방법 등에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
다계조의 포토마스크란 상술한 이계조의 포토마스크와는 달리, 장소에 따라투과율이 다단계 또는 연속적으로 변화하는 포토마스크이다. 이러한 다계조의 포토마스크로서는, 예를 들면 전자선 묘화(描畵) 장치 등의 고해상도의 포토마스크 묘화 장치를 사용하고 노광광의 파장보다 충분히 작은 크기의 차광부와 투과부를 설치하고, 차광부와 투과부와의 면적비로 계조를 표현한 것, 전자 빔이나 레이저 빔 등의 고에너지에 의해 감광하여 투과율이 변화하는 물질을 투명한 매체에 분산시킨 마스크 블랭크스에, 고에너지 빔을 그 강도가 장소에 따라 변화하도록 조사하는 것으로 투과율을 연속적으로 변화시킨 것, 유제와 같은 감광성을 가지고, 조사하는 광의 양에 따라서 광학 농도가 변화하는 물질을 기재 상에 형성하고, 광량을 바꿔 그 물질을 감광시키고, 장소에 따라 광학 농도를 변화시킨 것 등을 사용할 수 있다.
한편, 장소에 따라서 노광 광원의 광 강도를 변화시킬 수 있는 공간 광 변조 소자란 이 소자를 투과한 광 또는 이 소자로 반사한 광의 강도를 공간적으로 변화시킬 수 있는 것으로서, 예를 들면 액정 소자나 디지탈 마이크로미러 소자(Digital Micro mirror Device: DMD)등을 포함하는 화소가 다수 배치된 광 변조 소자를 들 수 있다. 액정 소자를 공간 광 변조 소자로서 사용한 경우는 복수의 화소를 구성하는 액정 소자의 개개의 화소마다 투과율을 설정할 수 있기 때문에 노광 광원으로부터 공간적으로 균일한 강도 분포를 갖는 광을 이 액정 소자에 통과시킴으로써 액정 소자의 화소의 투과율에 따른 노광의 강도 분포를 얻을 수 있고, 포토레지스트막에 조사되는 노광 광의 공간적인 강도 분포가 생기게 된다. 또한, DMD를 공간 광 변조 소자로서 사용한 경우에는, 마이크로미러의 경사각에 의해 광을 포토레지스트막의 방향으로 반사시키는 것과, 포토레지스트막 이외의 방향으로 반사시키는 것을 적절하게 변화시키게 되지만 포토레지스트막의 방향으로 반사시키는 시간을 화소마다 변화시킴으로써 단위 시간 당의 실질적인 반사율을 화소마다 변화시킬 수 있다. 즉, 노광 광원으로부터 공간적으로 균일한 강도 분포를 갖는 광을 DMD로 반사시킴으로써 마이크로미러가 경사하고 있는 시간에 따른 노광 광의 강도 분포를 얻을 수 있고, 포토레지스트막에 조사되는 노광 광의 공간적인 강도 분포가 발생하게 된다.
노광에 사용하는 광원은 포토레지스트막 (12)를 감광시킬 수 있는 것일 수 있고 포토레지스트의 종류에 따라서 적절한 광원이 사용된다. 예를 들면 고압 수은등이나 초고압 수은등 등을 광원으로서, 거기에서 발하는 g선, h선, i선 등의 근자외선을 사용하거나 이들의 수은의 휘선에 가까운 파장에 발신 파장을 갖는 레이저광을 사용할 수 있다. 노광시에는 본 발명에 의한 작용을 손상시키지 않는 범위에서 노광 광원과 포토레지스트막과의 사이에 렌즈계와 같은 광학 부재나 마스크 얼라이먼트와 같은 기계 부재 등이 개재될 수도 있다.
이렇게 하여 계조 노광이 실시된 포토레지스트막 (12)에는 이어서 현상 처리가 실시되고, 도 7(C)에 나타낸 바와 같이, 요철이 형성된 포토레지스트막 (13)이 얻어진다. 현상 처리는 예를 들면 기판 (11) 상에 형성된 노광 후의 포토레지스트막 (12)를 그 종류에 따른 현상액에 접촉시켜 포지티브형 포토레지스트의 경우에는 노광부를 제거함으로써 포토레지스트막 (12) 상에 요철을 형성시키는 것이다. 현상액은 종래 공지된 것으로부터 포토레지스트의 종류에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 현상 후에는 통상적으로 물에 의한 린스, 또한 포스트베이크가 실시된다. 포스트베이크에 의해, 잔존 포토레지스트막의 강도를 향상시킬 수 있고, 또한 기판 (11)과의 밀착성을 높일 수 있다. 이 포스트베이크가, 미노광 잔막부의 감광성을 실활(失活)시키는 작용도 한다. 포스트베이크는, 예를 들면 오븐이나 핫 플레이트 등을 사용하여 100 내지 200 ℃ 정도의 온도에서 0.5 내지 30 분 정도의 시간 동안 수행된다.
이렇게 해서 요철이 형성된 포토레지스트막 (13)에는 계속해서 도 7(D)에 나타낸 바와 같이, 금속 (17)을 전주하고, 포토레지스트막 (13)의 표면의 요철을 전주된 금속 (17)에 전사한다. 전주에 사용하는 금속은, 종래부터 전기 도금의 분야에서 사용되고 있는 것일 수 있고, 예를 들면 니켈, 니켈-인 합금, 철-니켈 합금, 크롬, 크롬 합금 등을 들 수 있다. 전주에 의해 포토레지스트막 (13) 상에 형성하는 금속 (17)의 두께는 특별히 제한되지 않지만 내구성 등의 관점에서는 0.05 내지 3 mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 포토레지스트막 (13) 상에 직접 전주를 행하는 경우에는, 전주 전에 포토레지스트막 (13)의 표면을 도전화할 필요가 있고, 이 도전화 처리는, 예를 들면 두께 1 ㎛ 이하의 금속막을 증착이나 스퍼터링 등에 의해 형성하는 방법이나 무전해 도금에 의한 방법 등으로 행할 수 있다. 포토레지스트막 (13) 상에 직접 전주를 행하고 싶지 않은 경우, 예를 들면 포토레지스트막 (13) 상의 오목 형상을 금속 (17)에 전사하고 볼록 형상을 형성시키는 것이 아니라 포토레지스트막 (13) 상의 오목 형상과 같은 것을 금속 (17)에 전사하여 오목 형상으로 하고 싶은 경우에는, 예를 들면 포토레지스트막 (13)에 형성된 요철 형상을 수지에 전사한 후, 그 수지의 요철면에 대하여 상술한 바와 같은 방법으로 도전화 처리를 실시하고, 거기에 전주하는 방법을 사용할 수 있다.
요철이 형성된 포토레지스트막 (13)의 요철이 전사된 금속판 (17)은, 그 후, 포토레지스트막 (13)으로부터 박리하거나, 또는 포토레지스트막 (13)의 요철을 수지에 전사한 후 거기에 전주한 경우는 그 수지로부터 박리하여, 도 7(E)에 나타내는 것과 같은, 표면에 요철이 형성된 금속판, 즉 엠보싱 주형 (18)이 된다.
이렇게 하여 얻어지는 엠보싱 주형인 금형 (18)을 사용하고, 그 표면에 형성된 요철을 필름 상에 전사하여 방현 필름을 얻는다. 도 7의 (F) 및 (G)에 나타내는 예에서는 투명 기재 필름 (21)의 위에 자외선 경화형 수지 (22)를 도포하고, 그 자외선 경화형 수지 (22)측에서 엠보싱 주형 (18)에 밀착시켜, 그 상태로 투명 기재 필름 (21) 측에서 자외선을 조사하여, 자외선 경화형 수지 (22)를 경화시켜 투명 기재 필름 (21) 상에 요철을 갖는 자외선 경화 수지 (22)의 층이 형성된 방현 필름 (20)을 얻도록 되어 있다. 이 예에 국한하지 않고, 상술한 바와 같이, 열가소성의 투명 수지 필름을 가열 형태에서 상기한 엠보싱 주형 (18)에 눌러 맞춰 부형하는 방법에 의해서도 동일하게 표면에 요철이 형성된 방현 필름을 얻을 수 있다.
도 7의 (F) 및 (G)에 나타내는 예와 같이, 투명 기재 필름 (21)의 위에 자외선 경화형 수지 (22)를 도포하고, 그 자외선 경화형 수지 (22) 측에 요철을 전사할 경우, 자외선 경화형 수지로서는 시판되고 있는 임의의 것을 사용할 수가 있다. 예를 들면 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 등의 다관능 아크릴레이트를 각각 단독으로, 또는 이들 2 종 이상을 혼합하여 사용하고, 그것과 「이루가큐어 907」, 「이루가큐어 184」 (이상, 치바ㆍ스페셜티ㆍ케미컬즈사제), 「루시린 TPO」(BASF사제) 등의 광 중합 개시제를 혼합한 것을 자외선 경화형 수지로 할 수 있다.
한편, 열가소성의 투명 수지 필름을 사용하고, 거기에 금형 (18)의 요철을 부형하는 방법을 사용할 경우, 열가소성의 투명 수지 필름으로서는 실질적으로 투명한 것이면 어떠한 것도 사용할 수 있고, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 노르보르넨계 화합물을 단량체로 하는 비정질 환상 폴리올레핀 등의 열가소성 수지의 용제 캐스트 필름이나 압출 필름 등을 사용할 수 있다. 이러한 투명 수지 필름은 또한 상기에서 설명한 자외선 경화형 수지를 사용하는 경우의 투명 기재 필름 (21)도 될 수 있다.
그리고 본 발명에서는 리소그래피 공정, 특히 도 7(B)에 나타낸 노광 공정에서, 크기가 다른 2 종류 이상의 패턴을 갖는 포토마스크 (14)를 사용한다. 여기서 말하는 패턴이란 적어도 노광 광의 파장에 비하여 충분히 큰 크기를 갖는 개개의 투과부 (개구) 또는 차광부이다. 즉, 노광 광의 파장과 동일 레벨이나 그것보다 작은 크기로서, 전자선 묘화 장치 등의 고해상도의 포토마스크 묘화 장치를 사용하여 노광 광의 파장보다 충분히 작은 크기의 투과부와 차광부를 설치하여 투과부와 차광부의 면적비로 계조를 표현하여 계조 마스크로 하는 경우의 노광 광의 파장보다 충분히 작은 투과부나 차광부의 것을 가리키지는 않는다. 또한 본 발명에서는 패턴의 면적과 동일 면적을 제공하는 원의 직경을 갖고 패턴의 크기라고 하기로 한다.
이계조의 포토마스크로서 동일한 크기의 패턴을 갖는 것을 사용한 경우, 포토리소그래피에 의해 포토레지스트막 상에 형성되는 요철의 형상은, 거의 동일 크기를 갖는 것이 된다. 상술한 바와 같이, 액정 표시 장치나 플라즈마 디스플레이패널 등의 화상 표시 장치에 있어서의 화소의 크기를 고려하면 포토레지스트막 상에 형성되는 패턴이 거의 동일한 크기인 경우, 그 요철을 전주에 의해 금속판에 전사하고, 또한 그 금속판의 요철을 필름에 전사한 후에도 필름 상의 요철은 거의 동일 크기가 되기 때문에, 반사광끼리의 간섭이나 회절에 의해 표면의 요철에 기초하는 반사광이 무지개색으로 착색하여 보이는 경향이 있다.
본 발명에서는, 크기가 다른 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여 포트리소그래피를 행하기 때문에 포토레지스트막 상에 형성되는 형상은 여러가지 크기가 되고, 상술한 바와 같은 반사광끼리의 간섭이나 광의 회절이 생기기 어렵고 표면의 요철에 의한 반사광의 착색이나 특정한 각도로 특정한 파장의 광의 반사율이 높아지는 것과 같은 현상이 적어진다.
이 포토마스크에 있어서, 패턴의 크기의 차가 지나치게 작으면 포토레지스트막 상에 형성되는 요철이 거의 동일한 크기가 되어 버려서 본 발명에서 의도하는 효과가 충분히 발휘되기 어렵고, 한편 패턴의 크기의 차가 지나치게 크면 포토마스크 상에서 패턴이 있는 부분과 없는 부분의 조밀이 지나치게 커져 균일한 방현성의 발현이 달성되기 어려워지는 경향이 있다. 그래서, 포토마스크 상에 형성되는 패턴의 크기는, 최소 크기 (직경)에 대한 최대 크기 (직경)의 비가, 1.1 배 이상, 또한 2 배 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이 패턴의 크기의 비는, 바람직하게는 1.2 배 이상, 또한 1.5 배 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.3 배 이하이다. 각각의 패턴은, 목적으로 하는 방현 필름이 적용되는 표시 장치에 따라 직경이 대략 1 내지 50 ㎛의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하고, 또한 5 ㎛ 이상, 또한 30 ㎛ 이하가 되도록 하는 것이 보다 바람직하다.
크기가 다른 각 패턴의 포토마스크 상에 있어서의 합계 면적은 각각의 패턴 사이에서 너무 크게 달라지지 않게 하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들면 어떤 크기의 패턴 X와 다른 크기의 패턴 Y를 혼재시킬 경우, 패턴 X의 합계 면적과 패턴 Y의 합계 면적과의 비가, 0.7 내지 1.3 정도의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 크기가 다른 3 종류 이상의 패턴을 혼재시킬 경우에는 이들 사이의 어느 2종류의 사이에서, 이와 같은 관계를 만족하면 되지만 크기가 다른 각각의 패턴의 사이에서 이들의 관계를 만족하는 것이 더 바람직하다.
또한 도 7(B)에 나타낸 바와 같이, 이계조의 포토마스크 (14)를 포토레지스트막 (12)의 표면에서 약간 간격을 두고 배치하여, 프록시미티 노광을 행하는 것이 바람직하다. 프록시미티 노광이란 이와 같이, 포토마스크 (14)를 포토레지스트막 (12)에 근접시키지만 밀착은 시키지 않고, 약간 간격을 두고 배치하여 노광하는 것을 말한다. 이러한 이계조의 포토마스크 (14)를 사용한 프록시미티 노광을 행함으로써 도 7(B)에도 모식적으로 나타내는 바와 같이 포토마스크 (14)의 마스크 패턴의 엣지부에서 광의 회절이 발생하고, 포토마스크 (14)의 상이 흐려져, 그 투과부를 통과한 광속 (15)가 차광부 배면에 걸쳐 확대를 나타내고, 연속적인 광량의 분포가 생긴다. 그리고, 프록시미티 노광된 광량의 분포에 따라서 포토레지스트막 (12)가 감광하기 때문에, 그 후의 현상에 의해, 조사 광량에 따라 포토레지스트 잔막 두께가 변화하여, 현상 후의 포토레지스트막 (12)의 표면에는 마스크 패턴, 노광량, 포토마스크와 포토레지스트막 사이의 간격 (「노광 갭」 또는 「프록시미티 갭」이라 불림) 등에 따른 요철이 형성된다.
상기한 바와 같은 이계조의 포토마스크를 사용하여 프록시미티 노광을 행함에 있어서는 포토마스크와 포토레지스트막과의 간격을 L (㎛), 포토마스크의 패턴의 평균 직경을 D (㎛)라 하였을 때, L/D2의 값이 1.3 이상 2.8 이하가 되는 조건, 즉, 하기 수학식 1을 만족하는 것과 같은 조건으로 노광을 행하는 것이 바람직하다.
1.3≤ L/D2≤2.8
포토마스크와 포토레지스트막과의 간격 L과 포토마스크의 패턴의 평균 직경 D와의 관계를, 도 7(B)의 일부를 확대하여 나타낸 도 8에 기초하여 설명한다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 포토마스크 (14)와 포토레지스트막 (12)의 표면과의 간격을 L이라 한다. 그리고 본 발명에서는 크기가 다른 2 종류 이상의 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하는 것으로부터, 예를 들면 포토마스크 (14)가 3 종류의 패턴을 갖는다고 하고, 각각의 패턴의 직경을 D1, D2 및 D3이라 한다. 패턴의 평균 직경 D는, 이들 다른 종류의 패턴 각각의 크기와 각각의 수를 가미한 가중 평균으로 한다. 도 8에 나타낸 바와 같은 직경이 D1, D2 및 D3인 3 종류의 패턴을 갖는 경우, 포토마스크 전체 또는 단위 면적 중에 있는 각각의 패턴의 갯수를 N1개, N2개 및 N 3개라 하면 평균 직경 D는 다음 수학식 2로 계산된다.
그런데, 미세한 개구를 통과한 광의 상의 확대는, 개구와 포토레지스트막과의 간격 L, 개구부 치수 D, 및 광의 파장을 포함하는 지표 (L/D2ㆍλ)에 따라 변화하지만, 개구와 포토레지스트막과의 간격이 작은 경우에는 포토레지스트막 상에 개구의 형상이 거의 그대로 전사되는 데 대하여, 개구와 포토레지스트막과의 간격이 커짐에 따라 포토레지스트막 상에는 광축을 중심으로 한 확산 광이 조사되게 된다. 그 때문에 L/D2의 값이 너무 작으면 포토레지스트막 상에 형성되는 노광상은 포토마스크 상의 개구부 패턴을 반영한 것이 되고, 에너지 분포도 개구 형상에 대응하여 급격하게 변화하기 때문에, 포토레지스트막에 관통 구멍이 형성되기 쉽고, 그로부터 얻어지는 방현 필름의 광의 산란 기능이 저하되는 경향이 있다. 한편, L/D2의 값이 지나치게 크면, 포토마스크에서 회절한 광이 확산되어 버려, 포토레지스트막 표면으로의 패턴 형성이 곤란해지는 경향이 있다. L/D2의 값이 1.3 이상 2.8 이하의 범위에 있으면, 대략 양호한 노광상을 형성할 수 있다는 것을 실험에 의해 확인하였다.
또한 이상의 설명에서는, 도 7의 (A) 내지 (E)에 따라, 포토레지스트막 (12) 상에 계조 노광을 실시하여 현상하고, 요철을 형성시킨 것을 원판으로 하고, 최종적으로는 필름 상에 연속적으로 요철 형상이 전사된 방현 필름 (20)을 제조하도록 하고 있다. 그 때문에 원판용의 포토마스크 (14)를 만들기 위해서 마스크 패턴을 설계할 필요가 있지만 이 마스크 패턴은, 본 발명에서 규정하는 형상이 얻어지도록 설계하게 된다. 이러한 마스크 패턴을 포토마스크 (14)의 전체 면에 걸쳐 설계하는 것은 매우 번거로운 작업이고 마스크 패턴의 데이터 용량이 커지기 때문에, 마스크 묘화기로의 부담도 커지기 때문에 원리적으로는 가능하지만 반드시 현실적이라고는 말할 수 없다. 그래서, 소정의 면적을 포함하는 유닛 셀을 구성하는 마스크 패턴을 설계하고, 이러한 유닛 셀을 병진 대칭성이 유지되도록 복수매 나열하여, 포토레지스트막 (12)의 전체 면을 덮는 포토마스크로 하는 것이 유리하다. 이러한 방법을 사용함으로써, 포토마스크 (14) 전체로서의 마스크 패턴을 설계하는 시간을 경감할 수 있고, 공업적으로 유리하게 된다. 여기서 병진 대칭성이란 전후 좌우 방향 또는 경사 방향 등, 일정한 방향으로 상기 유닛 셀이 나란하게 되어 있는 것을 의미한다. 마스크 패턴이 병진 대칭성을 유지하도록 배치된 상태의 예로서는, 각 유닛 셀의 중심 좌표가 정방 격자상, 직방 격자상, 사방 격자상, 육방 격자상 등의 격자상으로 배치된 상태를 들 수 있다.
크기가 다른 2 종류 이상의 패턴을 갖는 포토마스크에 있어서, 패턴의 종류는 2 종류 이상일 수 있고, 그 종류의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 단, 패턴의 종류가 많아질수록 역시 마스크 패턴을 설계할 때의 데이터 용량이 커져 버린다. 그래서 실용적으로 패턴의 종류는 2 종류, 3 종류, 4 종류 및 5 종류 정도의 범위에서, 목적으로 하는 성능에 따라 적절하게 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 바와 같이 요철이 형성된 금속판, 즉 엠보싱 주형 (18)을 롤에 감고, 또는 필요에 따라 이러한 엠보싱 주형 (18)을 복수매 롤 표면에 나열한 상태로 감아 표면에 요철을 갖는 엠보싱 롤을 제조하고, 이 엠보싱 롤을 사용하여 요철 형상을 필름 표면에 연속적으로 전사하는 방법도 바람직하다. 이러한 방법을 사용하면 넓은 면적의 필름에 대하여 요철 형상을 연속적으로 효율적으로 전사할 수 있어서 높은 생산성을 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 크기가 다른 2 종류 이상의 패턴을 갖는 포토마스크를 통하여 노광하고 현상하는 포토리소그래피에 의해 요철을 형성하고, 거기에 금속을 전주함으로써 금형을 제조하고, 그 금형을 사용하여 필름 표면에 요철을 전사하는 방법에 의해서 표면에 미세한 요철이 형성되어, 방현 성능이 양호하고 광학 특성도 우수한 방현 필름을 제조할 수가 있다. 이때, 포토마스크의 패턴, 노광량, 노광 갭 등의 조건을 적절하게 선택함으로써 방현 성능이나 광학 특성을 제어할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 포토리소그래피에 의한 요철의 형성과 그것으로의 금속의 전주를 조합하여 미세한 요철을 갖는 금형을 제조하고, 그 금형을 사용하여 필름의 표면에 요철을 전사하는 방법을 사용하였기 때문에 방현성에 영향을 주는 요철의 분포가 균일하고, 높은 성능을 나타내는 방현 필름을, 양호한 생산성으로 제조할 수 있다. 구체적으로는 예를 들면 방현 필름의 법선 방향에서 5 내지 30°중 임의의 각도에서 입사한 입사광에 대한 정반사 방향으로의 반사율 (정반사율)을 R(0)로 하고, 정반사 방향에서 방현 필름측에 경사한 각도 θ로의, 입사광에 대한 반사율을 R(θ)라 하였을 때, R(θ)의 θ의존성을 도시한 반사 프로파일이 단조 감소하고 있는 것이 용이하게 얻어진다.
이 반사 프로파일 측정의 개념을 도 9에 나타낸다. 즉, 정반사 방향이란 방현 필름 (20)의 법선 방향 (25)에 대하여 각도 ψ에서 광선 (30)이 입사할 때, 그 법선 (25)와 입사 광선 방향 (30)을 포함하는 평면 (26) 내에서 입사 광선 방향 (30)과는 반대 방향으로 각도 ψ로 반사하는 광 (32)의 방향을 말한다. ψ는 입사 각도이고, 정반사 각도도 되지만 엄밀하게는 그 부호가 정부 (正負) 반대가 된다. 입사광 방향 (30)으로부터의 입사광에 대한 정반사 방향 (32)로의 반사율이, 정반사율 R(0)가 된다. 그리고, 입사 각도 ψ를 5°로부터 30°사이에서 임의로 설정하였을 때, 필름 법선 방향 (25)와 입사 광선 방향 (30)을 포함하는 평면 (26) 내에서, 정반사 방향 (32)로부터 방현막 (20)측으로 각도 θ만 경사한 방향 (34)로, 입사광에 대한 반사율을 측정하고, 이것을 R(θ)라 한다. 경사 각도 θ를 0°(즉 정반사 방향)으로부터 90°-ψ (즉 필름면과 평행한 방향)의 사이에서 변화시켜 경사 각도 θ 마다 반사율 R(θ)를 측정하여 도시하면 일반적으로 θ=0°일 때의 R(θ), 즉 R(0)이 최대가 된다. 이러한 경사 각도 θ에 대한 반사율 R(θ)의 그래프에 있어서. 도 10에 모식적으로 나타내는 바와 같은, R(θ)의 θ 의존성이 단조 감소하고 있는 프로파일을 제공하는 것이, 본 발명의 방법에 의해 용이하게 얻어진다.
방현 필름의 반짝임은 고정밀의 액정 패널 상에 방현 필름을 두고, 액정 패널과 방현 필름을 백라이트로부터의 광으로 조명하여 패널 표면을 육안으로 검사함으로써 평가할 수 있다. 반짝임을 평가하기 위해서 사용하는 액정 패널은 고정밀한 것일수록 반짝임이 보이기 쉽기 때문에 바람직하다. 패널의 정밀도로서는 150 ppi (pixel per inch) 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 170 ppi 이상이다.
본 발명의 방현 필름은, 정반사 각도로부터 20°틀어진 방향으로의 반사율이 0.001 % 이하인 것이 바람직하다. 정반사 각도로부터 20°틀어진 방향이란, 도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 도 9에서 경사 각도 θ가 20°에 상당하고, 정반사 방향 (8)로부터 20°틀어진 방향 (9)를 말한다. 정반사 각도로부터 20°틀어진 방향 (9)는 정반사 방향 (8)을 중심으로 원추상으로 나타나지만 여기서 말하는 정반사 각도로부터 20°틀어진 방향으로의 반사율은 상기한 법선 (5)와 입사 광선 방향 (6)을 포함하는 평면 (7) 내에서 필름측으로 20°틀어진 방향으로의 반사율을 의미한다.
또한, 이 방현 필름은 암부와 명부의 폭이 1.0 mm의 광학체를 사용하여 측정되는 45°반사 선명도가 50 % 이하인 것이 바람직하다. 45°반사 선명도는 JIS K 7105에 규정되는 반사법에 의한 상 선명도의 측정 방법에 따라 구할 수가 있다. 측정 시의 시험편으로의 광의 입사 방향 및 반사 방향은, 이 JIS의 규정에 따라서 45°로 한다. 이 JIS에는 광학체로서 암부와 명부의 폭의 비가 1:1이고, 그 폭이 0.125 mm, O.5 mm, 1.0 mm 및 2.0 mm인 4 종류가 규정되어 있지만 본 명세서 및 특허 청구의 범위에서 규정하는 45°반사 선명도는 암부와 명부의 폭이 1.0 mm의 광학체를 사용하였을 때에 얻어지는 값이다.
또한, 이 방현 필름은, 암부와 명부의 폭이 0.125 mm, 0.5 mm, 1.0 mm 및 2.0 mm인 4 종류의 광학체를 사용하여 측정되는 투과 선명도의 합계치가 200 % 이상인 것이 바람직하다. 투과 선명도도 동일하게 JIS K 7105에 규정되는 투과법에 의한 상 선명도의 측정 방법에 따라서 구할 수 있다. 시험편으로의 광의 입사 방향은, 이 JIS의 규정에 따라서 수직 방향으로 한다. 그리고 이 경우는, 상기 4 종류의 광학체를 사용한 각각에 대하여 투과법에 의한 상 선명도를 측정하여, 그들의 합계치를 상기한 투과 선명도의 합계치로 정의한다.
또한, 본 발명의 방현 필름은 그 불투명도가 15 % 이하인 것이 바람직하다. 불투명도치는 JIS K 7105에 규정되어 있는 방법에 의해서 구할 수 있다. 불투명도치는 (확산 투과율/전체 광선 투과율)×100 (%)로 표시되는 값이다. 본 발명의 방현 필름으로서는 이 방법에 의해 측정되는 불투명도치가 일반적으로 20 % 이하가 되지만 불투명도치가 15 % 이하가 되도록 하는 것이 바람직하고, 또한 10 % 이하가 되도록 하는 것이 한층 바람직하다. 불투명도치가 지나치게 높으면 이 방현 필름을 표시 장치, 특히 액정 표시 장치에 적용한 경우에, 액정 표시 장치의 시야각 특성 상, 그 법선으로부터 경사한 방향, 특히 60°이상 경사한 방향으로 출사하는 콘트라스트가 낮은 광이 정면 방향으로 산란되어 관측되기 때문에 정면에서 관측한 경우의 콘트라스트의 저하를 초래한다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 방현 필름은, 방현 효과가 우수하고, 고정밀 표시 패널과 조합하였을 때의 반짝임이 양호하게 개선되어 있기 때문에, 화상 표시 장치에 장착하였을 때에 시인성이 우수한 것이 된다. 화상 표시 장치가 액정 디스플레이인 경우에는, 이 방현 필름을 편광 필름으로 할 수 있다. 즉, 편광 필름은 일반적으로 요오드 또는 2 색성 염료가 흡착 배향된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 포함하는 편광자의 적어도 한면에 보호 필름이 적층된 모양의 것이 많지만 이러한 편광 필름의 한면에, 상기한 것과 같은 요철이 부여된 방현 필름을 접합하면, 방현성의 편광 필름이 된다. 또한, 상기한 것과 같은 방현성의 요철이 부여된 광학 필름을, 보호 필름겸 방현층으로서 사용하고, 그 요철면이 외측이 되도록 편광자의 한면에 접합함으로써도, 방현성의 편광 필름으로 할 수 있다. 또한, 보호 필름이 적층된 편광 필름에 있어서, 그 편면 보호 필름의 표면에 상기한 것과 같은 방현성의 요철을 부여함으로써 방현성의 편광막으로 할 수도 있다.
본 발명의 화상 표시 장치는, 이상에서 설명한 바와 같은 특정한 표면 형상을 갖는 방현 필름을 화상 표시 수단에 배치한 것이다. 여기서 화상 표시 수단은 상하 기판 사이에 액정이 봉입된 액정 셀을 구비하고, 전압 인가에 의해 액정의 배향 상태를 변화시켜 화상의 표시를 행하는 액정 패널이 대표적이지만 그 밖의 플라즈마 디스플레이패널, 유기 발광 (EL) 또는 유기 발광 다이오드 (O-LED) 표시체, 음극 선관 (CRT) 표시체 등도 들 수 있다. 그리고 상기 방현 필름을 화상 표시 수단보다도 시인측에 배치함으로써 화상 표시 장치가 구성된다. 이때, 방현 필름의 요철면이 외측 (시인측)이 되도록 배치된다. 방현 필름은, 화상 표시 수단의 표면에 직접 접합할 수도 있고, 액정 패널을 화상 표시 수단으로 할 경우는, 예를 들면 상술한 바와 같이, 편광 필름을 통해 액정 패널의 표면에 접합할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 방현 필름을 구비한 화상 표시 장치는 방현 필름이 갖는 표면의 요철에 의해서 입사광을 산란하여 투영상을 흐리게 할 수 있어, 우수한 시인성을 제공하게 된다.
<실시예>
이하, 실시예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들예에 의해 한정되는 것이 아니다. 예 중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 %는 특기가 없는 한 중량 기준이다. 또한, 이하의 예에 있어서의 방현 필름의 평가 및 측정 방법은 다음과 같다.
(표면 형상의 측정과 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 산출)
비접촉 3차원 표면 형상ㆍ거칠기 측정기 「New View 5010」 (Zygo Corporation제)를 사용하고, 방현 필름의 약 480 ㎛×640 ㎛의 영역에 대하여 표면 형상을 측정하였다. 이 측정기는 수평 분해능이 1.18 ㎛, 수직 분해능이 0.1 nm의 것이다. 얻어진 모든 높이 데이터의 평균치를 취하여, 평균 높이보다 높은 영역 (볼록)과 평균 높이보다 낮은 영역 (오목)을 화상 처리 소프트웨어 「NIH image」에 의해 두개로 수치화한 화상으로 변환하고, 또한 개개의 볼록 또는 오목의 면적을 구하였다. 얻어진 개개의 면적 데이터를 10 ㎛2 별로 분할하고, 각 10 ㎛2 마다의 빈도 (갯수)를 구하였다. 다음으로, 각 10 ㎛2 별 평균 면적에 상기한 빈도를 곱하여 각 10 ㎛2 마다의 겉보기 면적의 빈도를 구하였다. 얻어진 외관의 면적의 빈도를 면적치에 대하여 도시하여 외관의 면적의 돗수 분포의 그래프 (막대 그래프)를 작성하였다. 이 막대 그래프로부터 피크의 반치폭, 즉 외관의 면적의 분포를 구하였다.
(방현 필름의 반사율의 측정)
방현 필름의 요철면에, 필름 주법선에 대하여 30°경사한 방향에서, 평행화한 할로겐 램프 광원의 광을 3.4°의 입체각이 되도록 집광하여 조사하고, 필름 주법선과 조사 방향을 포함하는 평면 내에 있어서의 반사율의 각도 변화의 측정을 행하였다. 반사율의 측정에는 모두 요꼬가와 덴끼(주)제의 「3292 03 옵티컬 파워 센서」와 「3292 옵티컬 파워 미터」를 사용하였다.
(불투명도의 측정)
JIS K 7105에 따라서 측정하였다. 샘플은, 휘어짐을 방지하기 위해 광학적으로 투명한 점착제를 사용하고 요철면이 되도록 유리 기판에 접합한 후 측정에 제공하였다.
(반사 선명도 및 투과 선명도의 측정)
JIS R 7105에 따라서 측정하였다. 투과 선명도를 측정할 때는 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해 광학적으로 투명한 점착제를 사용하여 유리 기판에 접합한 후 측정에 제공하였다. 반사 선명도를 측정할 때도 투과 선명도의 측정에 사용한 것과 동일한 유리 접합 샘플을 사용하였지만, 유리면에서의 반사를 방지하기 위해서 방현 필름을 붙인 유리판의 유리면에 2 mm 두께의 흑색 폴리메틸메타크릴레이트판을 물로 밀착시켜 접착하고, 이 상태에서 샘플 (방현 필름)측으로부터 광을 입사하여 측정을 행하였다.
<실시예 1>
10 mm×10 mm의 영역에, 직경이 8 ㎛, 9 ㎛ 및 10 ㎛의 3 종류인 원형의 개구가 랜덤하게 합계 512,820 개, 각 개구부의 중심 좌표 사이의 최단 거리의 평균치가 12.0 ㎛가 되도록 배치된 유닛 셀을 설계하였다. 이 유닛 셀이, 6 인치 각 (약 152 mm 각)의 석영 기판 상의 100 mm×100 mm의 영역 전체 면에 10 mm 주기로 배치된 이계조의 포토마스크를 준비하였다.
한편, 100 mm ×1OO mm의 유리 기판 상에, 포지티브형으로 흑색 안료가 혼합된 포토레지스트인 도쿄 오까 고교(주)제의 「P70BK」를 프리베이킹 후의 두께가 약 1.1 ㎛가 되도록 스핀 코팅하였다. 이렇게 해서 얻어진 포토레지스트막 부착 유리 기판을 85 ℃로 설정한 핫 플레이트 상에 120 초간 두고, 프리베이킹을 행하였다. 이 포토레지스트막 상에, 위에서 제조한 포토마스크를 노광 갭이 120 ㎛가 되도록 유지하여, 그 포토마스크를 통하여 노광 광원인 초고압 수은등으로부터의 g선, h선 및 i선의 멀티 라인광을, g선 환산으로 240 mJ/cm2이 되도록 조사하여 프록시미티 노광을 행하였다. 노광 후의 포토레지스트막 부착 유리 기판을 23 ℃의 0.5 % 수산화칼륨 수용액으로 현상하고, 이어서 순수한 물로 린스하였다. 그 후, 180 ℃로 가열한 오븐 중에서 20 분간 가열 (포스트베이크)함으로써 표면에 다수의 오목부가 형성된 수지층을 얻었다.
이렇게 해서 얻어진 오목부 부착 수지층 위에, 증착법에 의해 니켈막을 형성하여 수지층 표면의 도전화 처리를 행하였다. 다음으로 이 도전화 처리 면에, 전주에 의해 약 0.3 mm의 두께가 되도록 니켈막을 형성시켰다. 오목부 부착 수지층의 위에 니켈막이 부착한 상태대로, 니켈막의 이면을 연삭 및 연마하여 그 막 두께를 0.15 mm으로 하였다. 연마 후의 니켈막을 오목부 부착 수지층으로부터 박리하여 표면에 다수의 돌기를 갖는 니켈판을 제조하였다.
또한, 다이닛본 잉크 가가꾸 고교(주)제의 자외선 경화형 수지 「GRANDIC PC 806T2」를 아세트산에틸에 50 % 농도가 되도록 용해하여 도포액을 제조하였다. 이 도포액을 건조 후의 막 두께가 약 5 ㎛가 되도록 트리아세틸셀룰로오스 필름 상에 도포하고, 60 ℃의 오븐 중에서 3 분간 건조시켰다. 또한, 앞서 제작한 돌기 부착 니켈판의 볼록면에, 자외선 경화형 수지의 도포면이 접하도록 고무 롤로 압박한 후, 트리아세틸셀룰로오스 필름 측에서 무전해 유형의 자외선 램프의 광을 h선환산 광량으로 1OO mJ/cm2이 되도록 조사하여 상기한 자외선 경화형 수지를 경화시켰다. 트리아세틸셀룰로오스 필름을 경화 수지마다 니켈판으로부터 박리하고, 표면에 요철을 갖는 경화 수지와 트리아세틸셀룰로오스 필름과의 적층체를 포함하는 투명한 방현 필름을 얻었다.
이 방현 필름의 표면 형상을 상기한 Zygo Corporation제의 비접촉 3 차원 표면 형상ㆍ거칠기 측정기 「New View 5010」에 의해 약 480 ㎛×640 ㎛의 영역에서 측정하였다. 그리고, 이 방현 필름의 높이 정보를 계조로 변환하여 표시하여 도 12에 나타낸 데이터를 얻었다. 또한, 이 높이 정보로부터 상기한 방법에 의해 개개의 오목의 면적을 구하여 도 13에 나타내는 오목 면적의 막대 그래프를 얻었다. 이 때 관측된 오목 면적의 최대치는 약 584 ㎛2, 최소치는 약 5 ㎛2이고, 막대 그래프 작성시의 면적의 간격은 10 ㎛2로 하였다. 다음으로, 상기한 방법에 의해 빈도×면적의 계산을 행하여 도 14에 나타내는 겉보기 면적의 막대그래프를 얻었다. 이 막대 그래프에서는 40 ㎛2과 50 ㎛2의 사이의 분할 부분에 피크 (최대치)가 관측되었다. 도 14에 나타내는 겉보기 면적의 막대 그래프에 의해 피크 반치폭을 구하면 30 ㎛2가 되어 100 ㎛2 보다도 작았다. 따라서, 이 필름은 요철의 겉보기의 면적의 분포가 작은 것이다.
얻어진 방현 필름을 200 ppi의 고정밀 액정 패널 위에 두고, 후방에서 백라이트로 조명하여 반짝임을 눈으로 확인 평가하였더니 반짝임은 관찰되지 않았다. 또한, 이 방현 필름의 정반사 방향의 반사율은 0.92 %, 정반사 각도로부터 필름측으로 20°틀어진 방향의 반사율은 0.00025 %였다.
이 방현 필름의 트리아세틸셀룰로오스면을 유리에 접합하고, 불투명도를 측정함과 동시에 암부와 명부의 폭이 1.0 mm인 광학체를 사용한 45°입사 시의 반사 선명도를 측정하였다. 그 결과, 불투명도가 8.0 %, 반사 선명도가 44.5 %이고, 저불투명도로 높은 투영 방지능을 갖고 있다는 것이 확인되었다. 또한, 동일하게 유리에 접합한 상태의 방현 필름에 대해서 암부와 명부의 폭이 0.125 mm, 0.5 mm, 1.0 mm 및 2.0 mm의 광학체를 사용한 투과 선명도를 측정하였더니 각각 이하의 값으로써 이들 4 종의 투과 선명도의 합계치는 297.4 %가 되고, 높은 선명성을 갖는다는 것이 확인되었다.
0.125 mm 광학체: 투과 선명도 70.5 %
0.5 mm 광학체: 투과 선명도 75.0 %
1.0 mm 광학체: 투과 선명도 75.6 %
2.0 mm 광학체: 투과 선명도 76.3 %
----------------------------------
합계 297.4 %
실시예 1에 있어서의 이상의 평가 및 측정 데이터를 표 1에 정리하였다.
<실시예 2>
10 mm×10 mm의 영역에, 직경이 8 ㎛, 9 ㎛ 및 10 ㎛의 3 종류인 원형의 개구가 랜덤하게 합계 588,069 개, 각 개구부의 중심 좌표 사이의 최단 거리의 평균치가 11.6 ㎛가 되도록 배치된 유닛 셀이, 1OO mm×1OO mm의 영역 전체 면에 10 mm 주기로 배치된 이계조의 포토마스크를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 방현 필름을 제조하였다. 얻어진 필름의 표면에 형성된 오목의 겉보기 면적의 분포를 평가하였더니 「면적×빈도」의 피크 (최대치)는 60 ㎛2 70 ㎛2 사이의 분할 부분에서 관측되고, 그 피크의 반치폭은 3O ㎛2이었다. 또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 반짝임을 육안으로 확인하였더니 반짝임은 관찰되지 않았다. 또한,이 방현 필름의 그 밖의 광학 특성은 표 1에 나타내는 바와 같다.
<비교예 1>
스미또모 가가꾸 고교(주)로부터 판매되고 있는 방현 필름 「AG6」에 관하여 실시예 1과 동일한 방법으로, 표면에 형성된 볼록의 겉보기 면적의 분포를 평가하였더니 피크는 20 ㎛2와 3O ㎛2의 사이의 분할 부분에서 관측되고, 그 피크의 반치폭은 140 ㎛2이었다. 또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 반짝임을 육안으로 평가하였더니 반짝임이 관찰되고 보기 어려웠다. 이 방현 필름의 그 밖의 광학 특성은 표 1에 나타내는 바와 같다.
<비교예 2>
스미또모 가가꾸 고교(주)로부터 판매되고 있는 방현 필름 「GH5」에 관하여 실시예 1과 동일한 방법으로, 표면에 형성된 볼록의 겉보기 면적의 분포를 평가하였더니 피크는 10 ㎛2와 2O ㎛2의 사이의 분할 부분에 관측되고, 그 피크의 반치폭은 300 ㎛2보다 컸다. 또한, 육안으로 반짝임을 평가하였더니, 반짝임이 관찰되고 보기 어려웠다. 이 방현 필름의 그 밖의 광학 특성은 표 1에 나타내는 바와 같다.
겉보기 면적 분포 광학 특성 육안평가
피크 반치폭 20°틀어진 방향의반사율 불투명도 반사선명도 투과선명도 반짝임
실시예 1 40~50 ㎛2 30 ㎛2 0.00025 % 8.0 % 44.5 % 297.4 %
실시예 2 60~70 ㎛2 30 ㎛2 0.00019 % 5.9 % 21.8 % 311.0 %
비교예 1 20~30 ㎛2 140 ㎛2 0.00670 % 32.4 % 4.7 % 31.7 % ×
비교예 2 10~20 ㎛2 >300 ㎛2 0.00046 % 49.4 % 4.4 % 57.4 % ×
비고: 투과선명도는 4종류의 합계치.
<실시예 3>
10 mm×10 mm 각의 영역에 직경이 8 ㎛, 9 ㎛ 및 10 ㎛인 원형의 개구부가, 각각 233,624 개, 196,085 개 및 158,627 개 배치되고, 가장 근접한 개구의 중심 좌표 사이 거리의 평균치가 15 ㎛가 되도록 유닛 셀을 설계하였다. 이 유닛 셀이, 6 인치 각 (약 152 mm2)의 석영 기판 상의 100 mm×100 mm의 영역 전면에 10 mm 주기로 정방 격자상으로 배치된 이계조의 포토마스크를 준비하였다. 이 포토마스크에 있어서의 개구부의 평균 직경은, 상기 식 (2)에 의해 8.9 ㎛로 계산된다.
한편, 100 mm×1OO mm 각의 유리 기판 상에, 포지티브형으로 흑색 안료가 혼합된 포토레지스트인 도쿄 오까 고교(주)제의 「P70BK」(상품명)을, 프리베이킹 후의 막 두께가 약 1.1 ㎛가 되도록 스핀 코팅하였다. 얻어진 포토레지스트막 부착 유리 기판을 85 ℃로 가열한 핫 플레이트 상에 120 초간 두고, 프리베이킹을 행하였다. 이 포토레지스트막 상에 상기한 포토마스크를 노광 갭이 120 ㎛가 되도록 유지하고, 그 포토마스크를 통하여 노광 광원인 초고압 수은등으로부터의 g선, h선 및 i선의 멀티 라인광을, g선 환산으로 240 mJ/cm2의 노광 광량이 되도록 조사하여 프록시미티 노광을 행하였다. 이 때의 노광갭 L과 개구부의 평균 직경 D와의 관계 L/D2는 1.51로 계산된다. 노광 후의 포토레지스트막 부착 유리 기판을 23 ℃의 0.5% 수산화칼륨 수용액에 80 초간 침지하고 현상하고 이어서 순수한 물로 린스하였다. 그 후, 180 ℃로 가열한 오븐 중에서 20 분간 가열하여 포스트베이크함으로써 표면에 요철이 형성된 포토레지스트층을 얻었다.
이렇게 해서 얻어진 요철 부착 포토레지스트층의 요철면에, 증착법에 의해 니켈막을 형성하고 포토레지스트층 표면의 도전화 처리를 행하였다. 다음으로 이 도전화 처리면에, 전주에 의해 약 0.3 mm의 두께가 되도록 니켈막을 형성시켰다. 포토레지스트층의 요철면에 니켈막이 부착한 상태대로, 니켈막의 표면을 연삭 및 연마하여 그 막 두께가 0.2 mm가 되도록 하였다. 연마 후의 니켈막을 포토레지스트층으로부터 박리하여, 표면에 다수의 요철을 갖는 니켈판을 제조하였다.
별도로 다이닛본 잉크 가가꾸 고교(주)제의 광경화성 수지 조성물 「Grandic 806T」 (상품명)을 아세트산에틸에 용해하여, 50 % 농도의 도포액을 제조하였다. 이 도포액을 두께 80 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 필름 상에, 건조 후의 도포 두께가 5 ㎛가 되도록 도포하고, 60 ℃로 설정한 건조기 중에서 3 분간 건조하였다. 건조 후의 필름을 위에서 제조한 표면에 요철을 갖는 니켈판의 요철면에, 광경화성 수지 조성물층이 니켈판측이 되도록 고무 롤로 압박하여 밀착시켰다. 이 상태에서 TAC 필름측에서, 강도 20 mW/cm2의 고압 수은등으로부터의 광을 h선 환산 광량으로 200 mJ/cm2이 되도록 조사하여 광경화성 수지 조성물층을 경화시켰다. 그 후, TAC 필름을 경화 수지마다 니켈판으로부터 박리하고, 표면에 요철을 갖는 경화수지와 TAC 필름과의 적층체를 포함하는 투명한 방현막을 얻었다.
얻어진 방현 필름에 의한 반사광을 육안으로 관측하였더니 반사광의 착색은 확인되지 않았다.
<산업상의 이용가능성>
본 발명의 방현 필름은 액정 표시 장치를 비롯한 화상 표시 장치의 시인성을 높이는 데 특히 유용하다.
상기 방법으로 제조되는 방현 필름은 포토리소그래피에 사용하는 포토마스크에 있어서의 패턴의 크기나 형상을 임의로 제어하고, 또한 그 때의 노광 조건을 제어하는 것으로, 대면적이어도 품질이 균일하고 방현 성능 및 광학 특성이 우수한 것이 된다. 따라서 이 방현 필름은 액정 표시 장치를 비롯한 각종 표시 장치의 방현 성능을 높이는 데 유용하다.
본 발명의 방현 필름은, 표면의 요철을 적절하게 제어한 것으로서, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치, 특히 정밀도가 높은 화상 표시 장치에 사용한 경우에, 반짝임 등의 시인성을 방해하는 현상의 발생을 유효하게 방지할 수 있기 때문에, 방현 효과가 우수하고, 시인성이 높은 화상을 제공할 수 있다. 특히, 필름의 광학 특성도 더불어 제어함으로써 이러한 효과가 한층 현저한 것이 된다.
또한 본 발명에 의하면 광학 특성이 우수한 방현 필름이, 생산성 및 재현성 있게 제조할 수 있다.
도 1은 방현 필름의 표면 형상의 개략을 나타내는 사시도이다.
도 2는 방현 필름이 있는 부분의 표면에 대하여 각점의 높이를 도시한 삼차원 등고선도이다.
도 3은 방현 필름이 있는 부분의 표면에 대하여 평균 높이보다도 높은 영역 (볼록)을 백색으로, 평균 높이보다도 낮은 영역을 흑색으로 각각 나타낸 이차원 등고선도이다.
도 4는 방현 필름 표면에서 관측되는 개개의 볼록 또는 오목이 나타나는 빈도를 면적에 대하여 도시한 막대 그래프의 예로서, 횡축은 면적 (단위는 ㎛2)을, 종축은 그 면적의 볼록 또는 오목이 나타나는 빈도 (단위는 갯수)를 나타낸다.
도 5는 도 4의 데이터로부터 종축을 면적×빈도 (단위는 ㎛2)로 나타낸 막대 그래프의 예이다.
도 6은 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 막대 그래프에 있어서의 피크의 반치폭을 구하는 방법을 나타낸 도면으로서, 도 5의 횡축이 0 내지 200 ㎛2인 구간을 확대하여 나타낸 막대 그래프이다.
도 7은 본 발명에 대한 방현 필름의 제조 방법의 일례를 공정마다 종단면 모식도로 나타낸 것이다.
도 8은 도 7(B)의 일부를 확대하여 나타낸 단면 모식도이다.
도 9는 정반사율과, 정반사 방향에서 필름측에 경사한 각도 θ로의 반사율의 관계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 10은 입사광에 대한 정반사율을 R(0)이라 하고, 정반사 방향에서 필름측에 경사한 각도 θ로의 반사율을 R(θ)하 하였을 때, R(θ)가 R(0)를 최대로 하고, θ의 증가에 따라 단조 감소하고 있는 형태를 나타내는 모식적인 그래프이다.
도 11은 정반사 각도와 거기에서 20°틀어진 방향으로의 반사율을 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는 실시예 1에서 얻어진 방현 필름의 세로 약 480 ㎛×가로 약 640 ㎛의 범위에 대하여 높이 정보를 계조(階調)로 변환하여 표시한 확대도로서, 우측에 나타낸 것은, 높이를 나타내는 스케일이다.
도 13은 실시예 1에서 얻어진 방현 필름에 대하여 표면에서 관측되는 개개의 볼록 또는 오목이 나타나는 빈도를 면적에 대하여 도시한 막대 그래프이다.
도 14는 도 13의 데이터로부터, 종축을 면적×빈도 (단위는 ㎛2)로 나타낸 막대 그래프이다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 방현 필름의 주 평면,
2 필름의 투영면,
3 필름 표면의 볼록 (평균 높이보다 높은 영역),
4 필름 표면의 오목 (평균 높이보다 낮은 영역),
5 필름의 주법선(主法線),
6 입사 광선 방향,
7 필름의 주법선과 입사 광선 방향을 포함하는 면,
8 정반사 방향,
9 정반사 각도로부터 20°틀어진 방향,
ψ 입사 각도 (=정반사 각도),
11 포토레지스트막 형성용의 기판,
12 포토레지스트막,
13 요철이 형성된 포토레지스트막,
14 포토마스크,
15 포토마스크 통과 후의 노광 광속,
17 전주된 금속,
18 엠보싱 주형,
20 방현 필름,
21 투명 기재 필름,
22 자외선 경화형 수지 또는 그 경화물,
25 방현 필름의 법선 방향,
26 방현 필름의 법선과 입사광 방향을 포함하는 면,
30 입사 광선 방향,
32 정반사 방향,
34 정반사 방향에서 방현 필름측으로 각도 θ만큼 경사한 방향,
ψ 입사 각도 (=정반사 각도),
θ 정반사 방향에서 방현 필름측으로의 경사 각도.

Claims (15)

  1. 표면에 미세한 요철이 형성되어 있는 방현 필름으로서, 요철의 평균 높이보다 높은 영역을 볼록, 요철의 평균 높이보다 낮은 영역을 오목으로 하고, 개개의 볼록의 투영 면적 또는 오목의 투영 면적을 구하고, 소정의 면적별로 이 볼록 또는 오목의 빈도를 구하여 면적×빈도에 의해 상기 소정의 면적별로 겉보기 면적의 빈도를 계산하고, 얻어지는 볼록 또는 오목의 겉보기 면적의 빈도를 막대 그래프로 나타내었을 때, 피크치가 300 ㎛2 이하의 위치에 나타내고, 또한 그 피크의 반치폭이 60 ㎛2 이하인 것을 특징으로 하는 방현 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피크치가 150 ㎛2 이하의 위치에 나타나는 방현 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피크의 반치폭이 10 ㎛2 피크보다 큰 방현 필름.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 정반사 각도로부터 20°틀어진 방향으로의 반사율이 0.001 % 이하인 방현 필름.
  5. 제1항에 있어서, 암부와 명부의 폭이 1.0 mm의 광학체를 사용하여 측정되는 45° 반사 선명도가 50 % 이하인 방현 필름.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 암부와 명부의 폭이 0.125 mm, 0.5 mm, 1.0 mm 및 2.0 mm인 4 종류의 광학체를 사용하여 측정되는 투과 선명도의 합계치가 200 % 이상인 방현 필름.
  7. 제1항, 제2항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 불투명도가 15 % 이하인 방현 필름.
  8. 제1항에 기재된 방현 필름과 화상 표시 수단을 구비하고, 이 방현 필름이 화상 표시 수단의 시인(視認)측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
  9. 기재 상에 형성된 포토레지스트막에 포트리소그래피에 의해 요철을 형성하는 리소그래피 공정과,
    얻어진 포토레지스트막의 요철면 상에 금속을 전주(電鑄)하여 이 요철 형상을 금속에 전사한 후, 요철 형상이 전사된 금속판을 포토레지스트층으로부터 박리하여 금형을 제조하는 전주 금형 제조 공정과,
    이렇게 해서 요철 형상이 전사된 금속판을 금형으로서 사용하고, 그 표면의 요철 형상을 필름의 표면에 전사하는 요철 필름 제조 공정을 포함하는, 표면에 요철을 갖는 방현 필름의 제조 방법으로서,
    상기 리소그래피 공정은 크기가 다른 2 종류 이상의 패턴을 갖는 포토마스크를 통해 포토레지스트막을 노광하고, 이어서 현상함으로써 수행하는 것을 특징으로 하는 방현 필름의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 포토마스크는, 가장 작은 패턴의 직경에 대한 가장 큰 패턴의 직경의 비가 1.1 배 이상 2 배 이하가 되도록 패턴이 형성되어 있는 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 포토마스크는, 크기가 다른 2 종류 이상의 패턴 각각이 차지하는 합계 면적의 비가 0.7 내지 1.3의 범위가 되도록 패턴이 형성되어 있는 방법.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 포토마스크를 통한 노광을 포토마스크를 포토레지스트막 표면으로부터 간격을 두고 배치하는 프록시미티 노광에 의해서 수행하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 포토마스크와 포토레지스트막 표면과의 간격을 L (㎛), 포토마스크의 패턴의 평균 직경을 D (㎛)라 하고, L/D2의 값이 1.3 이상 2.8 이하가 되는 조건으로 노광을 수행하는 방법.
  14. 제9항, 제10항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 포토마스크는, 소정의 면적으로 이루어지는 유닛 셀을 병진 대칭성이 유지되도록 복수매 나열하여 구성되는 방법.
  15. 제9항에 있어서, 요철 형상이 전사된 금속판을 롤의 표면에 권취하여, 요철 필름 제조 공정으로 보내는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007156132A (ja) * 2005-12-06 2007-06-21 Sumitomo Chemical Co Ltd 防眩フィルム及び画像表示装置
JP4513921B2 (ja) * 2008-12-09 2010-07-28 ソニー株式会社 光学体およびその製造方法、窓材、ブラインド、ロールカーテン、ならびに障子
JP2012003026A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Sony Corp 光学体、窓材、建具および日射遮蔽装置
CN109270620B (zh) * 2018-11-16 2022-07-19 京东方科技集团股份有限公司 金属线栅偏振片的制作方法及显示面板
TWI817475B (zh) * 2022-04-29 2023-10-01 元太科技工業股份有限公司 防眩層及其製作方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0583765U (ja) * 1992-04-10 1993-11-12 旭光学工業株式会社 パターン分割露光装置
JPH1144805A (ja) * 1997-07-28 1999-02-16 Denso Corp 防眩透明樹脂成形体
JP3931408B2 (ja) * 1997-12-25 2007-06-13 凸版印刷株式会社 防眩性ハードコートフィルム
JP2002040215A (ja) 2000-07-26 2002-02-06 Optrex Corp 光拡散膜の製造方法
JP2002196115A (ja) 2000-12-22 2002-07-10 Andes Intekku:Kk 反射体及び液晶表示装置
JP2003004916A (ja) 2001-06-20 2003-01-08 Dainippon Printing Co Ltd 表示装置の窓材、その製造方法、及び表示装置
JP2003075604A (ja) * 2001-09-03 2003-03-12 Nitto Denko Corp 反射防止防眩フィルムおよびその製造方法、光学素子、画像表示装置
JP4059710B2 (ja) * 2001-10-23 2008-03-12 シャープ株式会社 防眩性フィルム及び偏光素子及び表示装置の製造方法
JP4001320B2 (ja) * 2001-10-26 2007-10-31 大日本印刷株式会社 防眩フィルム、偏光フィルム及び透過型表示装置

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