KR20070011422A

KR20070011422A - 광학 필름 및 그 제조 방법 및 고분자 액정 미립자

Info

Publication number: KR20070011422A
Application number: KR1020067022689A
Authority: KR
Inventors: 마코토 무라타; 겐사쿠 히가시; 노부히로 가와츠키
Original assignee: 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2007-01-24
Also published as: WO2005098484A1; TW200600836A; CN1973217A; KR100909326B1; TWI277773B; US20070183052A1; CN100478713C

Abstract

본 발명은, 화상의 흐릿함이나 콘트라스트의 저하를 억제한, 방현 처리를 실시하기 위해 바람직한 광학 필름 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 광학 필름은, 투명 기체와, 그 적어도 한쪽의 면 상에 설치된, 투명 수지상 중에 평균 입경 0.5∼10㎛ 의 투명 미립자가 분산하여 이루어진 코팅층을 갖고, 투명 수지상 및 투명 미립자 중 적어도 한쪽이, 분자 배향한 고분자 액정 화합물인 광학 이방성 폴리머로 이루어지고, 다른 쪽이 광학 등방성 수지로 이루어진 것을 특징으로 한다.

광학 필름, 고분자 액정 미립자

Description

광학 필름 및 그 제조 방법 및 고분자 액정 미립자{OPTICAL FILM, METHOD FOR PRODUCING SAME, AND POLYMER LIQUID CRYSTAL PARTICLE}

기술분야

본 발명은, 산란 이방성을 갖는, 액정 디스플레이 (LCD), 플라스마 디스플레이 (PDP), CRT, EL 등의 화상 표시체 등에 바람직하게 사용되는 광학 필름, 및 그 제조 방법에 관한 것이고, 또, 그 광학 필름에 이용하기 위한, 액정성 메소겐을 갖는 고분자 재료로 이루어진 고분자 액정 미립자에 관한 것이다.

배경기술

상기 LCD, PDP, CRT, EL 등으로 대표되는 화상 표시 장치 (이하, 이것을 「디스플레이」라고 칭한다) 는, 텔레비젼이나 컴퓨터를 비롯하여 여러가지 분야에서 사용되어 있어, 눈부신 발전을 이루고 있다. 특히 LCD 는, 얇고, 경량이며, 또한 범용성이 풍부한 디스플레이로서, 퍼스널 컴퓨터나 휴대전화, 텔레비젼, 디지털 카메라, PDA, 그 밖에 각종 디바이스용으로서의 보급이 현저하다.

이들의 디스플레이를 옥외나 형광등 밑 등의 비교적 밝은 장소에서 사용하는 경우, 태양광이나 형광등 등의 외부광에 의한 디스플레이로의 반사가 문제가 되고, 이것을 방지하기 위해 디스플레이 표면에 요철을 형성하는 방현 처리를 실시하여, 반사되는 외부광을 난반사시키는 것이 일반적으로 되어 있다.

이 방현 처리는, 샌드 블라스트 등에 의해 디스플레이 표면에 대해서 조면 형성을 실시하거나, 디스플레이 표면에 투명 수지를 코팅한 후, 요철을 갖는 부형 필름으로 부형 처리를 실시하거나, 수지 바인더 중에 무기 또는 유기의 투명 미립자를 분산시킨 도료를 코팅함으로써 디스플레이 표면에 방현층을 설치하는 등의 처리에 의해 행해진다.

이들의 기술 중, 마지막에 든 수지 바인더와 유기 투명 미립자를 이용하는 방현 처리가, 미립자에 의해 형성되는 요철이나 수지 바인더와 미립자와의 굴절률차에 의해 외부광을 산란시킬 수 있고, 또한, 일반적으로 그 기구상에서 시야각이 제한되어 있는 액정 디스플레이에 사용했을 경우에는, 디스플레이로부터의 화상 정보를 출사 산란시킴으로써, 시야각의 확대 효과도 기대할 수 있기 때문에, 현재 가장 일반적인 방법으로 되어 있으며, 예를 들어, 특허 문헌 1∼3 등에 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같이 방현 처리를 실시한 디스플레이에서는, 표면의 반사를 억제하는 반면, 디스플레이 내부로부터의 화상 정보도 갑작스럽게 산란시키기 때문에, 화상이 흐릿해지거나 콘트라스트가 저하한다는 문제가 발생하고 있다.

본 발명자들은, 상기의 문제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 화상의 흐릿함이나 콘트라스트의 저하가, 디스플레이로부터 방현층에 수직으로 입사하는 광선과, 비스듬하게 입사하는 광선이 방현층 상에서 산란 출사함으로써, 각각의 광선의 색이 혼색하기 때문에 생기는 것을 발견하였다. 그리고, 광학 등방성 폴리머상(相) 중에 광학 이방성상을 분산시켜, 양상의 굴절률차를 컨트롤함으로써, 화상의 콘트라스트 저하를 방지한 방현 필름을 제안하였다.

그러나, 이 방법에서는 표면의 요철의 형성이 곤란하고, 외부광의 반사 방지 성능이 부족하였다. 또, 분산하고 있는 광학 이방성상의 형상이나 사이즈의 편차가 크기 때문에, 화상에 흐릿함을 발생하는 경우도 있었다.

특허 문헌 1 : 일본특허 제3314965호 명세서

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평5-162261호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 평7-181306호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은, 상기의 문제점을 해결하는 것을 목적으로하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 화상의 흐릿함이나 콘트라스트의 저하를 억제하면서, 외부광의 반사 방지에도 충분히 효과를 나타내는 방현 처리를 실시하기 위하여 바람직한 광학 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 그러한 광학 필름을 제작하기 위해 사용하는 고분자 액정 미립자를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은, 이상의 문제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 화상의 흐릿함이나 콘트라스트의 저하가, 디스플레이로부터 방현층에 수직으로 입사하는 광선과, 비스듬하게 입사하는 광선이 방현층 상에서 산란 출사함으로써, 각각의 광선의 색이 혼색하기 때문인 것을 발견하였다. 광의 산란은 굴절률이 상이한 2개의 상(相)의 계면에서 발생하고, 산란의 강도는 그 굴절률차에 의존한다. 그로 인해, 수지 바인더와 유기 투명 미립자로 이루어진 방현층에 있어서는, 각각 굴 절률이 상이한 수지 바인더와 유기 투명 미립자와의 계면의 존재가 산란의 원인이 되고 있다. 그래서, 본 발명자들은, 방현층에 수직으로 입사하는 광선에 대한 계면에 있어서의 2개의 상의 굴절률차를 유지한 채로, 비스듬하게 입사하는 광선에 대한 계면에 있어서의 굴절률차를 없애거나, 또는 적게 함으로써, 디스플레이의 화상의 흐릿함이나 콘트라스트의 저하를 억제하는 것에 성공하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 광학 필름은, 투명 기체(基體)와, 그 적어도 한쪽의 면 상에 설치된, 투명 수지상 중에 평균 입경 0.5∼10㎛ 의 투명 미립자가 분산하여 이루어진 코팅층을 갖는 것으로서, 그 투명 수지상 및 투명 미립자 중 어느 한쪽이, 분자 배향한 고분자 액정 화합물을 함유하고, 다른 쪽이 광학 등방성 수지로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 광학 필름에 있어서, 상기 코팅층은, 평균 거침도 Ra : 0.1∼1.0㎛ 의 요철 표면을 갖는 것이 바람직하다. 또, 상기 투명 미립자는, 구형상 입자인 것이 바람직하다. 또, 상기 코팅층은 투명 기체 상에 직접 설치되어 있어도 된다.

본 발명의 광학 필름의 제 1 의 양태는, 투명 기체와, 그 적어도 한쪽의 면 상에 설치된, 분자 배향한 고분자 액정 화합물로 이루어진 광학 이방성 폴리머 상 중에 광학 등방성 수지로 이루어진 평균 입경 0.5∼10㎛ 의 투명 미립자가 분산한 코팅층을 갖는 광학 필름으로서, 그 필름면에 대해서 입사각 30˚로 입사하는 파장 550nm 의 광선의 직선 투과율이, 입사각 0˚로 입사하는 광선의 직선 투과율보다 높은 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 광학 필름의 제 2 의 양태는, 투명 기체와 그 적어도 한쪽의 면 상에 설치된, 광학 등방성 수지 중에, 열, 광 또는 그 양자를 부여함으로써 분자 배향한 고분자 액정 화합물로 이루어진 평균 입경 0.5∼10㎛ 의 광학 이방성 폴리머 미립자가 분산된 코팅층을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름이다.

본 발명의 상기 제 1 양태의 광학 필름은, 고분자 액정 화합물과, 광학 등방성 수지로 이루어진 평균 입경 0.5∼10㎛ 의 투명 미립자를 용제에 용해, 분산시켜 도료를 조제하는 공정과, 그 도료를 투명 기체 상에 도포하고 용제를 휘발시켜, 고분자 액정 화합물상 중에 투명 미립자가 분산한 코팅층을 형성하는 공정과, 광, 열, 또는 그 양자를 부여하여 고분자 액정 화합물을 분자 배향시키는 공정에 의해 제조할 수 있다.

또, 본 발명의 제 2 양태의 광학 필름은, 광학 등방성 수지와 고분자 액정 화합물로 이루어진 평균 입경이 0.5∼10㎛ 인 투명 미립자와를 용제에 용해·분산하여 도료를 조제하는 공정과, 그 도료를 투명 기체 상에 도포하고, 용제를 휘발시켜, 광학 등방성 수지상 중에 고분자 액정 화합물로 이루어진 미립자를 분산시킨 코팅층을 형성하는 공정과, 광, 열, 또는 그 양자를 부여하여 고분자 액정 화합물을 분자 배향시키는 공정에 의해 제조할 수 있다.

본 발명의 상기 제 2 양태의 광학 필름에 이용하는 고분자 액정 화합물로 이루어진 투명 미립자 (이하, 「고분자 액정 미립자」라고 한다) 는, 액정성 메소겐을 가지고, 열, 광 또는 그 양자를 부여함으로써 배향하는 고분자 액정 화합물로 이루어진 미립자로서, 평균 입경이 0.5㎛∼10㎛ 인 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

일반적으로, 투명 수지상 중에 미립자를 분산한 층을 갖는 필름에 대한 파장 550㎚ 의 광선의 직선 투과율은, 입사각 0˚로부터의 입사가, 입사각 30˚로부터의 입사보다 높다. 이것은, 광선이 필름에 대해서 비스듬하게 입사함으로써 필름 내의 광로 길이가 길어져, 그 결과 광선이 각각 굴절률이 상이한 폴리머상과 투명 미립자에 의해 형성되는 계면을 많이 통과하게 되어, 보다 강하게 광이 산란하기 때문이다.

이것에 대해 본 발명의 광학 필름에서는, 투명 수지상 및 투명 미립자의 한쪽을 광학 이방성 폴리머로 형성하고, 다른 쪽을 광등방성 수지로 형성함으로써, 일반의 필름과는 반대의 특성을 부여시킨 것이다. 보다 상세하게 설명하면, 본 발명에서는, 투명 수지상 및 투명 미립자의 한쪽을 광학 이방성 폴리머로 구성하고, 투명 수지상의 면내 방향의 굴절률 n_x, n_y 와 법선 방향의 굴절률 n_z 를 투명 미립자의 굴절률에 대해서 조정하는 것이며, 그로 인해 광선이 필름에 대해서 30˚로 입사한 경우의 투명 수지상과 투명 미립자와의 굴절률차가, 0˚로 광선이 입사했을 경우보다 작아져, 30˚로 입사한 광선의 산란이 0˚로 입사한 광선의 산란보다 약해지므로, 결과적으로 직선 투과율이 높아지게 된다. 즉, 본 발명의 광학 필름에 있어서는, 정면에서 광선이 입사했을 경우의 투명 수지상과 투명 미립자의 굴절률차를 크게 하고, 비스듬하게 광선이 입사했을 경우의 굴절률차를 작아지도록 함으로써, 비스듬하게 입사하는 광선의 산란을 감소시켜 혼색을 억제하게 된다. 그로 인해, 화상의 흐릿함이나 콘트라스트의 저하를 억제할 수 있다는 효과를 발생한다. 따라서, 본 발명의 광학 필름은, 방현성 부여의 목적으로, 액정 디스플레이 (LCD), 플라스마 디스플레이 (PDP), CRT, EL 등의 화상 표시체 등에 바람직하게 이용할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은, 실시예 4, 5 및 비교예 1, 2 의 광학 필름에 대해, 입사각에 대한 550㎚ 의 광선의 직선 투과율을 나타내는 그래프이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

다음으로, 본 발명의 보다 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 광학 필름에 사용되는 투명 기체로서는, 공지된 투명한 필름, 유리 등을 사용할 수 있다. 그 구체예로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN), 트리아세틸셀룰로오스 (TAC), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리카보네이트 (PC), 폴리이미드 (PI), 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리비닐알코올 (PVA), 폴리염화비닐 (PVC), 시클로올레핀코폴리머 (COC), 함노르보르넨 수지, 폴리에테르술폰, 셀로판, 방향족 폴리아미드, 등의 각종 수지 필름 및 석영 유리, 소다 유리 등의 유리 기재 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명의 투명 기체를 플라즈마 디스플레이나 액정 디스플레이에 이용하는 경우에는, PET, TAC, COC, 함노르보르넨 수지 등으로 이루어진 것이 바람직하다.

상기의 투명 기체 상에는, 직접 또는 다른 층을 통하여, 투명 수지상 중에 투명 미립자가 분산된 코팅층이 설치되는데, 투명 수지상 및 투명 미립자 중 어느 한쪽은, 분자 배향한 고분자 액정 화합물인 광학 이방성 폴리머로 구성되고, 다른 쪽은 광학 등방성 수지로 구성된다. 본 명세서에서 말하는 「광학 이방성」이란, 굴절률이 측정하는 방향에 따라 상이한 것을 의미하고, 구체적으로는 필름 면내 방향의 굴절률 n_x, n_y (필름 면내 방향의 굴절률의 최대치 : n_x, 최소치 : n_y) 와, 법선 방향의 굴절률 n_z 와의 차이가, 0.03 이상인 것을 의미한다.

본 발명의 광학 필름에 있어서, 투명 수지상 또는 투명 미립자에 있어서 사용되는 고분자 액정 화합물로서는, 열, 광 또는 그 양자를 부여함으로써 배향하는 것이라면 특별히 제한은 없는데, 측쇄에 메소겐과 알콕시기를 갖거나, 또는 메소겐과 광반응성기를 갖는 구조의 고분자 액정 화합물이 바람직하게 사용된다. 그리고 측쇄에 메소겐과 신나모일기를 갖는 고분자 액정 화합물이 특히 바람직하다.

그러한 구조의 고분자 액정 화합물에서는, 최초로 광을 조사함으로써, 그 광의 전장 벡터의 방향과 거의 일치하는 방향의 메소겐이 신나모일기의 광이량화 반응에 의해 고정되고, 추가로 가열함으로써, 고정되어 있지 않은 나머지 메소겐이 움직이기 쉬워져, 고정되어 있는 메소겐에 따라 배향되기 때문이다.

다음으로, 본 발명에 있어서 바람직하게 사용되는 고분자 액정 화합물을 예시한다. 이들의 고분자 액정 화합물은, 메소겐의 말단에 아크릴기, 비닐기 등의 반응성 관능기를 갖는 모노머 화합물 (이하, 「액정성 저분자 화합물」이라고 한다) 을 중합시킴으로써 얻을 수 있다. 또한, 하기 구조식 중의 n 은 중합도를 의미하고 있고, 바람직한 고분자 액정 화합물의 중량 평균 분자량은, 5000∼1000000 의 범위이다.

또, 예시한 고분자 액정 화합물 이외에도, 2종 이상의 액정성 저분자 화합물을 공중합한 것, 메틸메타크릴레이트 (MMA) 나 스티렌 등의 메소겐을 갖지 않는 모 노머 화합물과 공중합한 것 등을 사용해도 된다.

본 발명에 있어서, 투명 미립자가 고분자 액정 미립자인 경우, 그 고분자 액정 미립자를 제조하기 위한 하나의 방법으로서는, 메소겐을 갖는 1종 또는 복수종의 중합성 단량체 및 중합 개시제로 이루어진 유상을 수상에 첨가·교반하여, 액적을 형성시키는 공정과, 이것을 교반하면서 중합성 단량체의 중합 고화를 실시하는 공정으로 이루어진 것을 들 수 있다.

또, 본 발명의 고분자 액정 미립자를 제조하기 위한 별도의 방법으로서는, 적어도 그 1종이 메소겐을 갖는 1종 또는 복수종의 중합성 단량체를 중합시켜 고분자 액정 화합물을 제조하는 공정과, 얻어진 고분자 액정 화합물을 용제 중에 용해시켜 용액으로 하는 공정과, 얻어진 용액을 냉각하여 고분자 액정 미립자를 석출시키는 공정으로 이루어진 것을 들 수 있다.

또, 본 발명의 고분자 액정 미립자를 제조하기 위한 다른 방법으로서는, 적어도 그 1종이 메소겐을 갖는 1종 또는 복수종의 중합성 단량체를 중합시켜 고분자 액정 화합물을 제조하는 공정과, 얻어진 고분자 액정 화합물을 용제 속에 용해시켜 용액으로 하는 공정과, 얻어진 용액을 분무에 의해 미립화하고, 열풍에 의해 건조하여 고분자 액정 미립자를 회수하는 공정으로 이루어진 것을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 고분자 액정 미립자의 제조 방법은, 상기 방법 이외라도, 최종적으로 그 평균 입경이 0.5㎛∼10㎛ 인 고분자 액정 미립자를 얻을 수 있으면, 어떠한 방법이어도 된다.

또, 투명 수지상 또는 투명 미립자에는, 원하는 특성을 얻기 위해서, 고분자 액정 화합물의 배향 특성을 잃지 않는 범위에서 다른 성분을 첨가해도 된다. 예를 들어, 배향 제어나 열특성 개선을 위해서 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌 등의 화합물을 첨가해도 된다.

본 발명의 광학 필름의 투명 수지상에 사용하는 광학 등방성 수지로서는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 방사선 경화형 수지 등을 적절하게 이용할 수 있는데, 취급이 용이한 면에서 방사선 경화형 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

방사선 경화형 수지로서는, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 에폭시기, 비닐에테르기, 옥세탄기 등, 중합성 불포화 결합이나 그것과 비슷한 관능기를 갖는 모노머, 올리고머, 프리폴리머를 적절하게 혼합한 조성물이 사용된다. 모노머의 예로서는, 아크릴산메틸, 메틸메타크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페녹시에틸메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 올리고머 및 프리폴리머로서는, 폴리에스테르아크릴레이트, 폴리우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트, 알키드아크릴레이트, 멜라민아크릴레이트, 실리콘아크릴레이트 등의 아크릴레이트 화합물, 불포화 폴리에스테르, 테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 비스페놀A디글리시딜에테르나 각종 지환식 에폭시 등의 에폭시계 화합물, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 1,4―비스{[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시]메틸}벤젠, 디[1-에틸(3-옥세타닐)]메틸에테르 등의 옥세탄 화합물을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 복수의 것을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 광학 필름에 이용하는 투명 미립자가 광학 등방성 수지로 이루어진 경우, 형상이나 굴절률의 제어가 용이한 수지 미립자를 사용하는 것이 바람직하다. 광학 등방성 수지 미립자를 구성하는 재료로서는, 예를 들어, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 스티렌 수지, 멜라민 수지, 스티렌·아크릴 공중합체 수지 등을 들 수 있고, 광학 이방성 폴리머상에 대한 굴절률이나 친화성 등에 의해 자유롭게 선택하는 것이 가능하다. 또, 분산성의 향상이나, 보다 나은 굴절률의 컨트롤을 목적으로써, 수지 미립자에는, 유지류, 실란커플링제, 금속 산화물 등의 유기·무기 재료에 의한 표면 처리를 실시해도 된다.

투명 미립자의 형상은 특별히 한정되는 것은 아닌데, 그 형상이 구형상인 것이 바람직하다. 또, 평균 입경은 0.5∼10㎛ 의 범위인 것이 필요하고, 특히 1∼5㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 평균 입경이 0.5㎛ 미만인 경우에는, 양호한 광확산성을 얻지 않고, 한편, 10㎛ 를 초과하면, 광학 필름에 투명 미립자의 입상감 (粒狀感) 이 나타나므로 바람직하지 않다. 본 발명에 있어서의 상기 투명 미립자의 평균 입경은 체적 평균 입경을 의미하고, 콜터카운터법에 의해 얻을 수 있는 값이다.

본 발명에 있어서, 투명 미립자의 투명 수지상에 있어서의 함유량은, 일반적으로 0.5∼20중량% 의 범위가 바람직하다. 또, 투명 수지상에 투명 미립자를 분산한 층의 막두께는, 일반적으로 0.5∼50㎛, 특히 1∼10㎛ 의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 광학 필름을 외광의 반사를 방지하는 방현 필름으로서 사용하는 경우, 표면에 요철을 가지고 있고, 또한 그 요철의 평균 거침도 Ra 가, 0.1㎛∼1.0㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, Ra 가 0.1㎛∼0.5㎛ 의 범위인 것이다. Ra 가 0.1㎛ 보다 작으면, 외광의 반사 방지 효과가 불충분해지고, 또 1.0㎛ 보다 크면 반사 방지 효과는 충분하지만, 화상이 흐릿해지기 때문에, 바람직하지 않다.

본 발명의 제 1 양태의 광학 필름은, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 우선, 상기의 고분자 액정 화합물과 광학 등방성 수지로 이루어진 투명 미립자를 클로로포름 등의 적당한 용제에 용해, 분산시켜 도료를 조제한다. 얻어진 도료를 상기의 투명 기체 상에 도포하고, 용제를 휘발시켜, 고분자 액정 화합물에 투명 미립자가 분산한 코팅층을 형성한다. 다음으로, 형성된 코팅층에, 자외선 등의 광조사, 핫플레이트 등에 의한 가열 처리, 또는 그들 양쪽 처리를 실시하고, 고분자 액정 화합물을 분자 배향시켜 광학 이방성 폴리머상을 형성하여, 본 발명의 광학 필름을 제작한다.

또, 제 2 양태의 광학 필름은, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 우선, 광학 등방성 수지와 상기의 고분자 액정 미립자를 용제에 용해·분산하여 도료를 조제하고, 그 도료를 투명 기체 상에 도포하고, 용제를 휘발시켜, 광학 등방성 수지상 중에 고분자 액정 미립자를 분산시킨 코팅층을 형성한다. 다음으로, 형성된 코팅층에, 광, 열, 또는 그 양자를 부여하여 고분자 액정 화합물을 분자 배향시켜, 광학 이방성 폴리머 미립자를 형성하고, 본 발명의 광학 필름을 제작한다.

형성되는 상기 제 1 및 제 2 양태의 광학 필름의 표면에, 평균 거침도 Ra 가 0.1∼1.0㎛ 인 요철을 형성하기 위해서는, 고분자 액정 화합물과 투명 미립자와의 배합 비율, 또는 광학 등방성 수지와 고분자 액정 미립자와의 배합 비율이나 코팅층의 두께를, 투명 미립자의 입경과의 관계를 고려하여 조정하면 된다. 특히 코팅층의 두께가 투명 미립자의 입경의 100 내지 120% 의 범위인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예를 이용하여 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 실시예 1∼3 은 고분자 액정 미립자의 제조예이며, 실시예 4∼8 은 광학 필름의 제조예이다. 또한, 「부」는 중량부를 의미한다.

(실시예 1)

중합성 단량체로서 하기 식 (1) 로 표시되는 화합물 3.0g, 하기 식 (2) 로 표시되는 화합물 2.0g, 중합 개시제로서 2.2'-아조비스(이소부티로니트릴) 0.02부를 폴리비닐알코올의 0.10% 수용액 200㎖ 속에 5℃ 에서 혼합하여, 중합성 단량체의 반응액을 얻었다.

상기 중합성 단량체의 반응액을 호모 믹서에 의해 5000rpm 으로 교반하여, 중합성 단량체의 에멀젼을 조제하였다. 또한 이 에멀젼을 질소 분위기 하에 있어서 호모 믹서에 의해 5000rpm 으로 교반하면서 80℃ 에서 5시간 가열·중합을 실시한 후, 여과하여, 고분자 액정 미립자 4.3부를 얻었다. 얻어진 고분자 액정 미립자의 형상을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 결과, 구형을 하고 있었다. 콜터카운터법으로 입자 직경을 측정한 결과 5.1㎛ 이며, GPC 로 체적 평균 분자량 을 측정한 결과 약 100000 이었다.

(실시예 2)

중합성 단량체로서, 상기 식 1 로 표시되는 화합물 3.0g, 상기 식 2 로 표시되는 화합물 2.0g, 중합 개시제로서 2.2'-아조비스(이소부티로니트릴) 0.02g 을 THF 200㎖ 속에 5℃ 에서 혼합하여, 중합성 단량체의 반응액을 얻었다. 이 중합성 단량체의 반응액을 질소 분위기 하에서 마그네틱스터러에서 교반하면서 54℃ 에서 24시간 가열·중합을 실시한 후, 냉각·여과하여, 백색의 고분자 액정 화합물 4.1g 을 얻었다. 이 고분자 액정 화합물의 체적 평균 분자량을 GPC 로 측정한 결과, 약 80000 이었다.

다음으로, 상기 고분자 액정 화합물 2.0g 을 아니솔 20g 에 혼합하고, 80℃ 에서 가열·용해하여, 용액을 얻었다. 추가로 얻어진 용액을 5℃ 로 냉각한 후, 여과하여, 고분자 액정 미립자 1.9g 을 얻었다. 얻어진 고분자 액정 미립자의 형상을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 결과, 부정형을 하고 있고, 콜터카운터법으로 입자 직경을 측정한 결과 2.3㎛ 였다.

(실시예 3)

실시예 2 에서 얻은 고분자 액정 화합물 2.0g 을 클로로포름 40g 에 용해하고, 용액을 얻었다. 다음으로, 이 용액을 스프레이드라이어에 의해, 입경 10㎛의 액적으로서 분무하고, 1OO℃ 의 열풍으로 건조를 실시하고, 고분자 액정 미립자 0.6g 을 얻었다. 얻어진 고분자 액정 미립자의 형상을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 결과, 구형을 하고 있고, 콜터카운터법으로 입자 직경을 측정한 결과 4.0㎛ 였다.

(실시예 4)

고분자 액정 화합물로서, [폴리(4-메톡시비페닐옥시헥실메타크릴레이트)]

(중량 평균 분자량 : 100000), 투명 미립자로서 평균 입경 3.5㎛ 의 스티렌 수지제의 구형상 투명 미립자, 용제로서 클로로포름을 사용하고, 이하의 배합비로 배합하여, 샌드밀로 30분간 분산함으로써, 도료를 조제하였다.

(배합비)

고분자 액정 화합물 : 5부

투명 미립자 : 0.5부

클로로포름 : 100부

얻어진 도료를, 막두께 74㎛, 투과율 92% 의 PET 로 이루어진 투명 기체 상에, 스핀코팅 방식에 의해 도포하고 건조하여, 투명 기체 상에 층두께 3.7㎛ 의 코팅층을 형성하였다.

다음으로 코팅층이 형성된 필름을, 핫플레이트에서 가열 (가열 조건 : 110℃, 10min) 하고 고분자 액정 화합물의 배향 처리를 실시하여, 광학 필름을 제작하 였다. 또한, Ra 는, 0.5㎛ 였다.

(실시예 5)

고분자 액정 화합물로서, [폴리(4'-(4-메톡시신나모일)-4-비페닐옥시헥실메타크릴레이트)](중량 평균 분자량 : 80000), 투명 미립자로서 평균 입경 3.0㎛ 의 아크릴 수지제의 투명 구형상 미립자, 용제로서 클로로포름을 사용하고, 이하의 배합비로 배합하여, 샌드밀로 30분간 분산함으로써, 도료를 조제하였다.

(배합비)

고분자 액정 화합물 : 5부

투명 미립자 : 0.5부

클로로포름 : 100부

얻어진 도료를, 막두께 75㎛, 투과율 92% 의 PET 로 이루어진 투명 기체 상에, 스핀코팅 방식에 의해 도포하고 건조하여, 투명 기체 상에 층두께 3.2㎛ 의 코팅층을 형성하였다.

다음으로 코팅층이 형성된 필름에, 그 바로 위에서 UV 스팟 광원으로 무편광의 자외선을 조사 (조사 조건 : 150mW/㎠, 10sec) 하고, 다시 핫플레이트로 필름을 가열 (가열 조건 : 130℃, 5min) 하고 고분자 액정 화합물의 배향 처리를 실시하여, 광학 필름을 제작하였다. 또한, Ra 는, 0.3㎛ 였다.

[비교예 1]

고분자 액정 화합물 대신에 PMMA (중량 평균 분자량 : 40000) 을 이용하고, 또, 투명 미립자로서 평균 입경 3.5㎛ 의 스티렌 수지제의 투명 구형상 미립자, 용 제로서 클로로포름을 이용하고, 이하의 배합비로 배합하여, 샌드밀로 30분간 분산 함으로써, 도료를 조제하였다.

(배합비)

MMA : 5부

투명 미립자 : 0.5부

클로로포름 : 100부

얻어진 도료를, 막두께 75㎛, 투과율 92% 의 PET 로 이루어진 투명 기체 상에, 스핀코팅 방식으로 도포하고 건조하여, 투명 기체 상에 층두께 3.7㎛ 의 코팅층을 형성하여, 비교용의 광학 필름을 제작하였다.

[비교예 2]

고분자 액정 화합물 대신에 PMMA (중량 평균 분자량 : 40000) 를 이용하고 또, 투명 미립자로서 평균 입경 3.0㎛ 의 아크릴 수지제의 투명 구형상 미립자, 용제로서 클로로포름을 사용하고, 이하의 배합비로 배합하여, 샌드밀로 30분간 분산함으로써, 도료를 조제하였다.

(배합비)

PMMA : 5부

투명 미립자 : 0.5부

클로로포름 : 100부

얻어진 도료를, 막두께 75㎛, 투과율 92% 의 PET 로 이루어진 투명 기체 상에, 스핀코팅 방식으로 도포하고 건조하여, 투명 기체 상에 층두께 3.2㎛ 의 코팅 층을 형성하여, 비교용의 광학 필름을 제작하였다.

다음으로, 실시예 4, 5 및 비교예 1, 2 의 평가를, 이하의 방법으로 실시하였다.

(직선 광 투과율의 입사각 의존성 측정)

분광 광도계로, 광학 필름에, 입사각 0˚∼60˚의 범위에서 광선을 입사했을 때의 550㎚ 의 광선의 직선 투과율을 측정하였다. 그 결과를 도 1 에 나타낸다.

도 1 로부터 분명한 것과 같이, 입사각 0˚와 30˚의 직선 광투과율을 비교하면, 실시예 4 및 실시예 5 의 광학 필름은 입사각 30˚쪽이 직선 광투과율이 높아져 있는 데에 비해, 비교예 1 및 비교예 2 의 광학 필름은 입사각 0˚쪽이 직선 광투과율이 높아져 있다.

상기 실시예의 광학 필름과 비교예 1 및 2 의 광학 필름을, LCD 의 표면에 부착하고, LCD 로부터 반사되는 영상을 관찰한 결과, 실시예 4 및 실시예 5 의 광학 필름을 부착한 LCD 에서는, 흐릿함이 없는 콘트라스트가 선명한 영상을 확인할 수가 있었지만, 비교예 1 의 광학 필름을 부착한 LCD 에서는, 확실히 영상이 흐릿해지고 있는 데다가 색이 바래져, 흐릿함과 콘트라스트가 개선되지 않았다.

또, 비교예 2 의 광학 필름을 부착한 LCD 에서는 확실히 영상이 희미해지고 있어, 흐릿함이 개선되어 있지 않았다.

(실시예 6)

광학 등방성 수지로서 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 고분자 액정 미립자 로서 실시예 1 의 고분자 액정 미립자, 광개시제로서 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, 용제로서 MIBK 를 사용하고, 이하의 배합비로 배합하여 샌드밀로 15분간 분산함으로써 도료를 조제하였다.

(배합비)

광학 등방성 수지 : 100부

고분자 액정 미립자 : 8부

광개시제 : 3부

클로로포름 : 140부

얻어진 도료를, 막두께 75㎛, 투과율 92% 의 PET 로 이루어진 투명 기체 상에, 리버스코팅 방식으로 도포하고, 100℃ 에서 2분간 건조 후, 120W/cm 집광형 고압 수은등 1개로 자외선 조사를 실시하여 (조사 거리 10cm, 조사 시간 30초), 도포막을 경화시켰다. 이와 같이 하여, PET 기체 상에 층두께 5.2㎛ 의 코팅층을 형성하였다.

다음으로 코팅층을 형성한 필름의 바로 위에서 UV 스팟 광원으로 무편광의 자외선을 조사하고 (조사 조건 : 150mW/㎠, 10sec), 다시 핫플레이트로 필름을 가열 (가열 조건 : 130℃, 5min) 하고 고분자 액정 화합물의 배향 처리를 실시하여, 광학 필름을 제작하였다.

(실시예 7)

고분자 액정 미립자로서 실시예 2 의 고분자 액정 미립자를 사용하고, 층두께 3.1㎛ 의 코팅층을 형성한 것 이외에는, 실시예 6 과 동일한 방법에 의해, 광학 필름을 제작하였다.

(실시예 8)

고분자 액정 미립자로서 실시예 3 의 고분자 액정 미립자를 사용하고, 층두께 4.3㎛ 의 코팅층을 형성한 것 이외에는, 실시예 6 과 동일한 방법에 의해, 광학 필름을 제작하였다.

[비교예 3]

광학 등방성 수지로서 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 고분자 액정 미립자 대신에 평균 입경 3.0㎛ 의 아크릴 수지제의 구형상 투명 미립자, 광개시제로서 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, 용제로서 메틸이소부틸케톤을 이용하고, 이하의 배합비로 배합하여 샌드밀로 15분간 분산함으로써 도료를 조제하였다.

(배합비)

광학 등방성 수지 : 100부

구형상 투명 미립자 : 8부

광개시제 : 3부

클로로포름 : 140부

얻어진 도료를, 막두께 75㎛, 투과율 92% 의 PET 로 이루어진 투명 기체 상에, 리버스코팅 방식으로 도포하여, 100℃ 에서 2분간 건조 후, 120W/cm 집광형 고압 수은등 1개로 자외선 조사를 실시하여 (조사 거리 10cm, 조사 시간 30초), 도포막을 경화시켜, PET 기체 상에 층두께 3.4㎛ 의 코팅층을 형성하여, 비교용의 광학 필름을 얻었다.

[비교예 4]

고분자 액정 미립자 대신에 평균 입경 3.5㎛ 의 스티렌 수지제의 구형상 투명 미립자를 사용한 것 이외에는 비교예 3 과 동일한 방법에 의해, 비교용의 광학 필름을 얻었다.

다음으로, 실시예 6∼8 및 비교예 3, 4 의 평가를, 이하의 방법에 의해 실시하였다.

(정면 콘트라스트의 측정)

실시예 6∼8 및 비교예 3, 4 의 광학 필름을, 액정 모니터의 표면에 부착하고, 컬러 휘도계 (BM-7 : 토프콘 제조) 로 콘트라스트를 측정하였다. 또한, 수치가 클수록 콘트라스트는 양호하다.

(화상의 흐릿함 평가)

실시예 6∼8 및 비교예 3, 4 의 광학 필름을, 액정 모니터의 표면에 부착하고, 액정 모니터에 정지 화상을 표시한 상태에서 정면에서 화상의 흐릿함을 관찰하였다. 평가 기준은 다음과 같다. A : 흐릿함이 인정되지 않는다. B : 흐릿함이 인정된다.

그 평가 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

	정면 콘트라스트의 측정	화상의 흐릿함 평가
실시예 6	518	A
실시예 7	495	A
실시예 8	525	A
비교예 3	361	A
비교예 4	520	B

표 1 로 부터 분명한 것과 같이, 고분자 액정 미립자를 사용한 실시예 6∼8 의 광학 필름은, 정면 콘트라스트가 높고, 또한 화상의 흐릿함도 적은 것에 비해, 비교예 3, 4 의 광학 필름에서는, 정면 콘트라스트와 화상의 흐릿함 중 한쪽 밖에 양호한 결과를 얻을 수 없었다.

Claims

투명 기체(基體)와, 그 적어도 한쪽의 면 상에 설치된, 투명 수지상(相) 중에 평균 입경 0.5∼10㎛ 의 투명 미립자가 분산하여 이루어진 코팅층을 갖는 광학 필름으로서,

상기 투명 수지상 및 투명 미립자 중 어느 한쪽이, 분자 배향한 고분자 액정 화합물을 함유하고, 다른 쪽이 광학 등방성 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 코팅층이, 평균 거침도 Ra : 0.1∼1.0㎛ 의 요철 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 투명 미립자가, 구형상 입자인 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 코팅층이, 투명 기체 상에 직접 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

투명 기체와, 그 적어도 한쪽의 면 상에 설치된, 분자 배향한 고분자 액정 화합물로 이루어진 광학 이방성 폴리머상(相) 중에 광학 등방성 수지로 이루어진 평균 입경 0.5∼10㎛ 의 투명 미립자가 분산된 코팅층을 갖는 광학 필름으로서, 그 필름면에 대해서 입사각 30˚로 입사하는 파장 550㎚ 의 광선의 직선 투과율이, 입사각 0˚로 입사하는 광선의 직선 투과율보다 높은 것을 특징으로 하는 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

투명 기체와, 그 적어도 한쪽의 면 상에 설치된, 광학 등방성 수지 중에 투명 미립자로서, 열, 광 또는 그 양자를 부여함으로써 분자 배향한 고분자 액정 화합물로 이루어진 평균 입경이 0.5∼10㎛ 인 광학 이방성 폴리머 미립자가 분산된 코팅층을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
고분자 액정 화합물과, 광학 등방성 수지로 이루어진 평균 입경 0.5∼10㎛ 의 투명 미립자를 용제에 용해, 분산시켜 도료를 조제하는 공정,

그 도료를 투명 기체 상에 도포하고 용제를 휘발시켜, 고분자 액정 화합물상 중에 투명 미립자가 분산된 코팅층을 형성하는 공정, 및

광, 열, 또는 그 양자를 부여하고 고분자 액정 화합물을 분자 배향시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 제 5 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
광학 등방성 수지와 고분자 액정 화합물로 이루어진 평균 입경이 0.5∼10㎛ 인 투명 미립자를 용제에 용해·분산하여 도료를 조제하는 공정,

그 도료를 투명 기체 상에 도포하고, 용제를 휘발시켜, 광학 등방성 수지상 중에 고분자 액정 화합물로 이루어진 투명 미립자를 분산시킨 코팅층을 형성하는 공정, 및

광, 열, 또는 그 양자를 부여하여 고분자 액정 화합물을 분자 배향시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 제 6 항에 기재된 광학 필름의 제조 방법.
액정성 메소겐을 갖고, 열, 광 또는 그 양자를 부여함으로써 분자 배향하는 고분자 액정 화합물로 이루어진 투명 미립자로서, 평균 입경이 0.5㎛∼10㎛ 인 것을 특징으로 하는 제 6 항에 기재된 광학 필름에 사용하기 위한 고분자 액정 미립자.
제 9 항에 있어서,

상기 미립자의 형상이 구형상인 것을 특징으로 하는 고분자 액정 미립자.