KR20090058482A - 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법 - Google Patents

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KR20090058482A
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히또시 와따나베
유우미 하가
쯔또무 나가하마
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법은 기판에 적어도 수지, 용제 및 미세 입자를 포함하는 코팅 조성물을 도포하는 단계와; 버나드 셀 구조가 용제의 휘발 중에 유발되는 대류로 인해 코팅 층의 표면 내에 형성되도록 기판에 도포된 코팅 조성물을 건조하는 단계와; 적절한 표면 파상도를 갖는 미세 불규칙부를 갖는 눈부심-방지 층을 형성하기 위해 버나드 셀 구조가 그 내에 형성된 코팅 조성물 내에 함유된 수지를 경화시키는 단계를 포함한다. 눈부심-방지 층은 그 표면 상에 입사되는 확산된 광의 확산 반사 성분을 정량적으로 결정함으로써 측정될 때에 1.7 이하의 백색 탁도를 갖는다.
눈부심-방지 필름, 기판, 코팅 조성물, 수지, 용제, 미세 입자, 버나드 셀 구조

Description

눈부심-방지 필름을 제조하는 방법{METHOD FOR PRODUCING ANTI-GLARE FILM}
본 발명은 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 액정 디스플레이 장치 등의 디스플레이 장치의 디스플레이 표면에서 사용하는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
[관련된 출원의 상호-참조]
본 출원은 2007년 3월 14일자로 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2007-064553호 그리고 2008년 1월 10일자로 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2008-3463호의 우선권의 이익을 향유하며, 이들의 전체 내용은 참조로 여기에 합체되어 있다.
액정 디스플레이 장치 등의 디스플레이 장치에서, 눈부심-방지 필름이 디스플레이 측면 상에 형성되고 광이 필름에 의해 확산되어 디스플레이 장치에 눈부심-방지 성질을 부여하거나 디스플레이 장치의 표면에서의 반사를 감소시키는 기술이 채용된다. 공지된 눈부심-방지 필름이 이 필름의 표면 내에 형성되는 미세 불규칙부 덕분에 디스플레이 장치에 눈부심-방지 성질을 부여한다.
도8은 공지된 눈부심-방지 필름(101)의 구성을 도시하고 있다. 눈부심-방지 필름(101)은 기판(111) 그리고 기판(111) 상에 형성되는 눈부심-방지 층(112)을 갖는다. 눈부심-방지 층(112)은 비정질 실리카 또는 수지 비드로 구성되는 미세 입자(113)를 함유하는 수지를 포함하고, 미세 입자(113)는 표면 내에 미세 불규칙부를 형성하기 위해 눈부심-방지 층(112)의 표면으로부터 돌출한다. 눈부심-방지 필름(101)은 기판(111)에 미세 입자(113), 수지, 용제 등을 포함하는 코팅 조성물을 도포하고 도포된 코팅 조성물을 건조함으로써 형성된다.
미세 입자(113)를 함유하는 코팅 조성물이 눈부심-방지 필름을 제조하기 위해 기판에 도포되는 방법은 비싸지 않고 양호한 생산성을 제공하며, 그에 의해 이 제조 방법이 널리 사용된다. 그러나, 그 결과로서 생긴 눈부심-방지 필름(101)은 눈부심-방지 성질을 갖지만, 필름의 표면 불규칙부를 형성하는 개별의 미세 입자(113)의 돌출부 형상은 표면의 헤이즈 수치(haze value)를 증가시켜 화상이 백화 현상을 겪게 하며, 그에 의해 명암비(contrast)가 저하되고, 화상 선명도(definition)가 또한 저하된다.
눈부심-방지 필름은 액정 디스플레이 장치의 디스플레이 측면 상의 최상부 층으로서 형성되므로, 하드 코트를 위해 적절한 경도를 가질 것이 요구된다. 결과적으로, 기판(111)의 영향이 미치지 않도록 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 정도로 큰 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 두께를 갖는 눈부심-방지 층(112)의 표면 내에 미세 입자(113)의 돌출부를 형성하기 위해, 층의 두께 정도로 큰 입자 직경을 갖는 미세 입자가 첨가될 것이 필요하다. 이러한 큰 입자 직경을 갖는 미세 입자의 사용은 눈부심-방지 층(112)의 표면 상에서의 눈부심(번쩍임)의 출현의 증가를 유발 시키며, 그에 의해 디스플레이 표면의 가시성이 저하된다.
이러한 상황 하에서, 도9에 도시된 것과 같이, 눈부심-방지 층(112) 내에서의 미세 입자(113)의 충전 비율은 눈부심-방지 층(112)의 표면 불규칙부의 주기를 증가시키도록 감소되며, 그에 의해 명암비를 개선시킨다. 그러나, 적절한 불규칙성을 갖는 연장된 주기의 표면 불규칙부를 갖는 눈부심-방지 층(112)에서, 평탄 부분이 미세 입자(113)의 개별의 돌출부들 사이에 형성되며, 그 결과 필름의 눈부심-방지 성질이 불량해진다.
눈부심-방지 성질 그리고 높은 명암비는 서로에 상반되고, 이들 성질의 양쪽 모두를 성취하기 어렵다. 눈부심-방지 성질 그리고 높은 명암비의 양쪽 모두를 성취하고 번쩍임을 방지하기 위해, 눈부심-방지 층의 표면 불규칙부가 형상 전사에 의해 제어되는 방법이 제안되었다.
예컨대, 일본 미심사 특허 출원 공개 제2003-107205호(이후, "특허 문서 1")는 엑시머 레이저 빔 처리 장치를 사용하여 원하는 불규칙부를 갖는 형상 성형 필름을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 일본 미심사 특허 출원 공개 제2006-154838호(이후, "특허 문서 2")는 매트형 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)에 수지를 코팅함으로써 원하는 표면 불규칙부를 갖는 형상 성형 필름을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 눈부심-방지 필름이 위의 방법에 의해 형성된 형상 성형 필름을 사용하여 기판 상으로 도포되는 자외선-경화성 수지에 원하는 불규칙부를 전사하고 형상 성형 필름을 분리하고 그 다음에 자외선 조사에 의해 수지를 경화시킴으로써 제조된다.
그러나, 특허 문서 1에서 설명된 레이저 빔 처리에 의해 형상 성형 필름을 형성하는 방법에서, 장치의 비용은 특히 큰 면적 예컨대 텔레비전을 위한 처리에서 높고, 전체 면적에 대한 처리의 높은 정확성을 유지하기 어렵다. 나아가, 형상 전사 공정에 의한 눈부심-방지 필름의 제조는 다이 내에 자외선-경화성 수지를 위치시키는 단계, 수지를 경화시키는 단계 그리고 경화된 수지를 분리하는 단계를 포함하므로, 라인 속도는 용이하게 증가되지 않고, 대량-생산은 열악하다.
반면에, 미세 입자를 함유하는 코팅 조성물이 기판에 도포되는 방법은 위에서 설명된 것과 같이 비싸지 않고 양호한 생산성을 제공하지만, 눈부심-방지 성질 그리고 높은 명암비의 양쪽 모두를 갖는 눈부심-방지 필름이 얻어지기 어렵다. 명암비 또는 번쩍임의 문제점을 해결하기 위해, 미세 입자의 돌출부에는 눈부심-방지 층이 평탄 표면을 갖도록 수지가 덮이지만, 이 경우에, 눈부심-방지 층의 표면 내에서의 반사를 방지하기 어려우며, 그에 의해 눈부심-반사 성질을 감소시키다. 바꿔 말하면, 눈부심-방지 층의 표면 내의 미세 불규칙부를 제어함으로써 눈부심-방지 성질 그리고 높은 명암비의 양쪽 모두를 성취하기 어렵다.
따라서, 낮은 비용으로 높은 생산성으로 우수한 눈부심-방지 그리고 우수한 명암비의 양쪽 모두를 갖는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발명자들은 미세 입자를 함유하는 코팅 조성물이 기판에 도포되는 공정을 사용하여 눈부심-방지 성질 그리고 높은 명암비의 양쪽 모두를 갖는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법에 대해 광범위하고 집중적인 연구를 하였다. 결과적으로, 눈부심-방지 층의 표면으로부터 돌출하는 개별의 미세 입자의 돌출부에 의한 광 산란이 제어되는 방법이 아니라, 코팅 조성물 내에 함유된 용제의 휘발 중에 유발되는 표면 장력의 불균일 분포(표면 장력 면에서의 불균일성)로 인한 마란고니 대류(Marangoni convection)를 이용하여 버나드 셀 구조(Benard cell structure)가 코팅 조성물 내에서의 대류에 의해 형성되고 버나드 셀 내에 형성되는 액체 수지의 메니스커스가 적절한 파상도 불균일부가 눈부심-방지 층의 표면 내에 형성되게 하는 방법에 의해, 눈부심-방지 성질 그리고 높은 명암비의 양쪽 모두를 갖는 눈부심-방지 필름이 얻어질 수 있다는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법에 있어서, 기판에 코팅 조성물을 도포하는 단계에서, 코팅 조성물은 적어도 수지, 용제 및 미세 입자를 포함하는 단계와; 용제의 휘발 중에 유발되는 대류에 의해 코팅 층의 표면 내에 버나드 셀 구조를 형성하기 위해 기판에 도포된 코팅 조성물을 건조하는 단계와; 적절한 표면 파상도를 갖는 미세 불규칙부를 갖는 눈부심-방지 층을 형성하기 위해 형성된 버나드 셀 구조를 포함한 코팅 조성물 내에 함유된 수지를 경화시키는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 눈부심-방지 층은 그 표면 상에 입사되는 확산된 광의 확산 반사 성분을 정량적으로 결정함으로써 측정될 때에 1.7 이하의 백색 탁도를 갖는다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 버나드 셀이 눈부심-방지 층의 표면 내에 적절한 파상도를 갖는 미세 불규칙부를 형성하기 위해 평면 상에 수집된 미세 입자에 의해 형성되며, 그 결과로서 생긴 눈부심-방지 필름 내에서의 백색 탁도의 출현이 광을 확산시키면서 감소될 수 있다.
미세 입자의 표면 에너지와 용제의 표면 장력 사이의 차이가 작으면, 미세 입자가 표면 내에 큰 불규칙부를 형성하기 위해 건조 중에 현저하게 3-차원적으로 응집되고, 그 결과로서 생긴 필름이 번쩍임을 동반한 높은 눈부심-방지 성질 그리고 낮은 명암비를 갖는다. 이 차이가 크면, 버나드 셀이 적절한 파상도를 형성하기 위해 건조 후에도 평면 상에 배열된 미세 입자에 의해 형성되고, 그 결과로서 생긴 필름이 낮은 눈부심-방지 성질 그리고 높은 명암비를 갖는다. 차이가 더욱 크면, 버나드 셀이 건조 후에 표면 내에 형성되기 어렵고, 그 결과로서 생긴 필름이 많은 평탄 부분을 가지므로, 낮은 눈부심-방지 성질을 갖는다. 이와 같이, 위의 관계를 가지면서 눈부심-방지 성질을 성취하기 위해, 코팅 조성물은 미세 입자의 입자 직경보다 작은 두께로 코팅될 것이 필요하고, 평탄 부분을 제거하기 위해, 미세 입자는 대량으로 첨가될 것이 필요하다. 결과적으로, 그 결과로서 생긴 필름은 큰 백색 탁도 그리고 낮은 명암비를 갖게 된다. 미세 입자의 표면 에너지와 용제의 표면 장력 사이의 차이가 특정 범위 내에 있도록 미세 입자 및 용제의 조합을 적절하게 선택함으로써, 미세 입자가 평면 상에서 적절하게 응집될 수 있으며, 그에 의해 적절한 표면 파상도의 형성을 가능케 한다.
본 발명의 위의 요약은 본 발명의 각각의 설명된 실시예 또는 모든 실행예를 설명하고자 의도되지 않는다. 후속하는 도면 및 상세한 설명은 이들 실시예를 더 구체적으로 예시하고 있다.
본 발명에 따르면, 낮은 비용으로 높은 생산성으로 우수한 눈부심-방지 그리고 우수한 명암비의 양쪽 모두를 갖는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법이 제공된다.
이하, 본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다. 다음의 실시예에서, 모든 도면에서, 동일한 부품 또는 부분이 동일한 도면 부호에 의해 표시되어 있다.
(1) 제1 실시예
(1-1) 액정 디스플레이 장치의 구성
도1은 본 발명의 제1 실시예에서의 액정 디스플레이 장치의 구성의 예를 도시하고 있다. 액정 디스플레이 장치는 도1에 도시된 것과 같이 액정 패널(2) 그리고 액정 패널(2) 아래에 직접적으로 제공되는 광원(3)을 포함하고, 액정 패널(2)은 그 디스플레이 측면 상에 눈부심-방지 필름(1)을 갖는다.
광원(3)은 액정 패널(2)에 광을 공급하고, 예컨대, 형광 램프(FL: fluorescent lamp), 전계 발광부(EL: electroluminescence) 또는 발광 다이오드(LED: light emitting diode)를 갖는다. 액정 패널(2)은 정보를 표시하기 위해 광원(3)에 의해 공급된 광을 공간적으로 조정한다. 액정 패널(2)의 양쪽 표면 상 에는 편광 시트(2a, 2b)가 제공된다. 편광 시트(2a, 2b)는 입사 광에 대해 서로에 직각인 편광된 광 성분들 중 하나가 시트를 통과하게 하고 흡수에 의해 서로를 차단하게 한다. 편광 시트(2a, 2b)는 예컨대 이들의 투과 축이 서로에 직각이도록 배열된다.
(1-2) 눈부심-방지 필름의 구성
도2는 본 발명의 제1 실시예에서의 눈부심-방지 필름(1)의 구성의 예를 도시하고 있다. 눈부심-방지 필름(1)은 도2에 도시된 것과 같이 기판(11) 그리고 기판(11) 상에 형성되는 눈부심-방지 층(12)을 포함한다. 눈부심 방지 층(12)은 미세 입자(13)를 포함하고, 버나드 셀이 코팅 조성물의 건조 중에 코팅 조성물 내에서 유발되는 대류에 의해 눈부심-방지 층의 표면 내에 형성되고, 미세 입자(13)의 적절한 응집이 미세 불규칙부를 형성한다.
눈부심-방지 필름(1)은 그 후방 표면에 결합되는 흑색 유리를 갖는 눈부심-방지 필름(1)의 눈부심-방지 층(12)의 표면 상에 입사되는 확산된 광의 확산 반사 성분을 정량적으로 결정함으로써 측정될 때에 2.0 이하의 백색 탁도를 갖는다. 이것은 2.0 이하의 백색 탁도가 명암비의 저하를 억제할 수 있기 때문이다.
주로 스티렌으로 구성되는 무극성 스티렌 미세 입자가 미세 입자(13)로서 사용될 때, 23 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는 용제가 사용되는 것이 양호하다. 이 경우에, 눈부심-방지 성질을 유지하면서 작은 백색 탁도를 갖는 표면 성질이 얻어질 수 있다. 스티렌에 첨가되는 아크릴 성분을 포함하는 아크릴-스티렌 공중합체로 주로 구성되는 아크릴-스티렌 미세 입자가 사용될 때, 위의 원하는 표면 성질이 위의 표면 장력(23 mN/m)보다 높은 표면 장착을 갖는 일반적으로 사용되는 방향족, 케톤 또는 에스테르 용제를 사용하여도 얻어질 수 있다.
눈부심-방지 필름(1)은 그 후방 표면에 결합되는 흑색 아크릴 시트를 갖는 눈부심-방지 필름(1)의 눈부심-방지 층(12)의 표면 상에 입사되는 확산된 광의 확산 반사 성분을 정량적으로 결정함으로써 측정될 때에 1.7 이하의 백색 탁도를 갖는다. 이것은 1.7 이하의 백색 탁도가 명암비의 저하를 억제할 수 있기 때문이다.
백색 탁도의 출현은 눈부심-방지 층의 표면에 의해 확산되는 반사된 광을 검출함으로써 지각된다. 여기에서 사용된 용어 "백색 탁도"는 분광 비색계 예컨대 (X-라이트, 인코포레이티드에 의해 제조 및 판매되는) 일체형 구형 분광 비색계 SP64를 사용하여 위의 현상을 시뮬레이션함으로써 정량적으로 결정되는 수치를 의미한다.
기판
기판(11)을 위한 재료로서, 예컨대 투명 플라스틱 필름이 사용된다. 투명 플라스틱 필름 예컨대 공지된 폴리머 필름이 사용될 수 있다. 공지된 폴리머 필름의 특정예는 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에스테르(TPEE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리아미드(PA), 아라미드, 폴리에틸렌(PE), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리에테르 술폰, 폴리술폰, 디아세틸셀룰로오스, 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드, 아크릴 수지(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 에폭시 수지, 요소 수지, 우레탄 수지 및 멜라민 수지를 포함하고, 투명 플라스틱 필름이 이들 공지된 폴리머 필름으로부터 적절하게 선택될 수 있다. 기판(11)은 우수한 생 산성을 성취하는 관점으로부터 38 내지 100 ㎛의 두께를 갖지만, 기판의 두께는 이 범위에 특정하게 제한되지 않는다.
눈부심-방지 층
눈부심-방지 층(12)은 미세 입자(13)의 평균 입자 직경 내지 미세 입자(13)의 평균 입자 직경의 3배의 범위 내의 평균 두께를 갖는 것이 양호하다. 구체적으로, 눈부심-방지 층(12)은 바람직하게는 미세 입자(13)의 평균 입자 직경 내지 30 ㎛의 범위 내의 그리고 더 바람직하게는 미세 입자(13)의 평균 입자 직경 내지 15 ㎛의 범위 내의 평균 두께를 갖는다. 평균 두께가 미세 입자(13)의 평균 입자 직경보다 작으면, 백색 탁도가 증가되기 쉽다. 반면에, 평균 두께가 미세 입자(13)의 평균 입자 직경의 3배보다 크면, 그 결과로서 생긴 필름이 필름의 제조에서의 수지의 경화 중에 컬링(curling)을 겪기 쉽다.
눈부심-방지 층(12)은 그 표면 내에 형성되는 미세 불규칙부를 갖는다. 미세 불규칙부는 눈부심-방지 층(12)으로부터 돌출하는 미세 입자(13)로부터 형성되는 종래의 불규칙부와 상이하고, 기판(11)에 미세 입자(13)를 함유하는 코팅 조성물을 도포하고 그 다음에 버나드 셀이 건조 중에 코팅 조성물 내에서 유발되는 대류에 의해 코팅 필름의 표면 내에 형성되도록 이것을 건조함으로써 형성된다. 불규칙부는 바람직하게는 긴 주기의 적절한 파상도를 갖는 불규칙부이다. 예컨대, 코팅 조성물이 건조될 때에 복수개의 미세 입자(13)가 코팅 조성물 내에서 유발되는 대류에 의해 평면-내부 방향으로 적절하게 충돌하고 주로 평면-내부 방향으로 응집되며 그에 의해 눈부심-방지 층의 표면 상에 돌출 부분을 형성하는 것이 양호 하다. 미세 입자(13)가 눈부심-방지 층(12)으로부터 돌출하지 않고 미세 입자(13)의 표면이 노출되지 않는 것이 양호하다. 미세 입자(13)의 표면이 노출되면, 예각을 갖는 성분을 함유하는 미세 불규칙부가 미세 입자(13)의 예각 경사 부분으로 인해 형성되고, 그 결과로서 생긴 표면이 상이한 방향으로 광을 확산시키며, 그에 의해 디스플레이 스크린이 백화 현상을 겪게 한다.
도3은 제곱 평균 경사를 설명하는 도표이다. 표면 거칠기를 표시하는 파라미터인 거칠기 곡선의 제곱 평균 거칠기(RΔq)는 마이크로-범위 내의 경사의 평균을 얻음으로써 결정되는 파라미터이고, 다음의 수학식 (1)에 의해 표현된다.
RΔq(또는 Rdq): 거칠기 곡선의 제곱 평균 경사
*기준 길이에서의 국부 경사의 제곱 평균(dz/dx)
Figure 112009024184316-PAT00001
눈부심-방지 층(12)의 표면 거칠기를 표시하는 파라미터인 제곱 평균 거칠기(RΔq)는 0.003 내지 0.05 ㎛인 것이 양호하다. 제곱 평균 거칠기(RΔq)가 0.003 ㎛보다 작으면, 눈부심-방지 성질이 얻어지지 않는다. 반면에, 제곱 평균 거칠기(RΔq)가 0.05 ㎛보다 크면, 백색 탁도의 출현이 강해지고, 명암비가 저하된다. 제곱 평균 거칠기(RΔq)의 측정 조건은 JIS B0601:2001에 따른다. 제곱 평균 거칠기(RΔq)와 광학 특성{명암비(백색 탁도의 출현) 그리고 눈부심-방지 성질} 사 이에는 상관 관계가 있으므로, 제곱 평균 거칠기(RΔq)가 위의 범위 내에 있을 때, 높은 명암비 그리고 눈부심-방지 성질의 양쪽 모두가 성취될 수 있다.
미세 입자(13)는 예컨대 무기 미세 입자 또는 유기 무세 입자 등의 구형 또는 평탄형 미세 입자이다. 미세 입자(13)는 바람직하게는 약 5 ㎚ 내지 약 15 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는다. 평균 입자 직경이 5 ㎚보다 작으면, 눈부심-방지 층(12)이 과도하게 미세한 표면 거칠기를 가지며, 그 결과 눈부심-방지 성질이 불량하다. 반면에, 평균 입자 직경이 15 ㎛보다 크면, 눈부심-방지 층(12)이 과도하게 큰 두께를 가지므로, 필름의 제조에서의 수지의 경화 중에 컬링을 겪기 쉽다. 미세 입자(13)의 평균 입자 직경은 예컨대 쿨터 멀티사이저(Coulter Multisiser)에 의해 입자 직경을 측정하고 그 결과로서 생긴 데이터의 평균을 얻음으로써 결정된다.
유기 미세 입자로서, 예컨대 스티렌(PS) 또는 아크릴-스티렌 공중합체로 주로 구성되는 미세 입자가 사용될 수 있다. 유기 미세 입자는 교차-결합형 또는 비교차-결합형 중 어느 하나일 수 있고, 특정한 제한이 없고, 플라스틱 등으로 구성되는 임의의 유기 미세 입자가 사용될 수 있다. 예컨대 아크릴 수지로 구성되는 약간 극성의 미세 입자(13)가 미세 입자(13)로서 사용될 때, 코팅 조성물 내에서의 대류 그리고 미세 입자(13)의 응집이 필름의 제조 중에 유발되기 약간 어렵다. 이러한 단점을 제거하기 위해, 더 높은 표면 장력을 갖는 용제의 사용이 요구되지만, 이러한 용제는 높은 비등점을 갖고, 코팅 필름은 용이하게 건조되지 않으므로, 이 용제는 필름의 제조에서 취급하기 어렵다. 그러므로, 예컨대 스티렌으로 구성되는 무극성 미세 입자(13)가 사용되는 것이 더 양호하다. 나아가, 아크릴-스티렌 공중합체로 구성된 미세 입자가 특히 양호한데, 이것은 공중합체의 표면 에너지가 공중합체의 합성에서 아크릴-스티렌 비율을 제어함으로써 변화될 수 있고 용제가 광범위한 사용 가능한 용제들로부터 선택될 수 있기 때문이다.
아크릴-스티렌 공중합체는 60 내지 90 질량%의 스티렌 성분 그리고 10 내지 40 질량%의 아크릴 성분을 포함하는 것이 양호하다. 아크릴 성분의 양이 10 질량%보다 작으면, 미세 입자(13)가 아래에서 설명된 건조 단계에서 3-차원적으로 응집되기 쉬우며, 그 결과로서 생긴 눈부심-방지 필름(1)에서의 백색 탁도가 증가된다. 결과적으로, 종래의 눈부심-방지 필름과 같이 높은 명암비 그리고 눈부심-방지 성질의 양쪽 모두를 성취하기 어렵다. 반면에, 아크릴 성분의 양이 40 질량%보다 크면, 버나드 셀이 아래에서 설명된 건조 단계에서 형성되기 어려우며, 그 결과 불량한 눈부심-방지 성질만이 얻어진다. 결과적으로, 종래의 눈부심-방지 필름과 같이 높은 명암비 그리고 눈부심-방지 성질의 양쪽 모두를 성취하기 어렵다.
무기 미세 입자로서, 예컨대 결정질 실리카 또는 알루미나가 사용될 수 있다. 무기 미세 입자는 유기 물질로의 처리에 의해 극성 표면으로부터 변화되는 무극성 표면을 갖는 것이 양호하다. 제어된 무극성은 미세 입자(13)의 적절한 대류 또는 응집이 원하는 버나드 셀을 형성하게 한다.
눈부심-방지 층은 4 내지 10%의 미세 입자에 대한 충전 비율을 갖는 것이 양호하다. 충전 비율이 4%보다 작으면, 많은 평탄 부분이 눈부심-방지 층의 표면 내에 형성되기 쉽고, 그 결과 눈부심-방지 성질을 얻기 어렵다. 반면에, 충전 비율 의 10%보다 크면, 두께에 대한 눈부심-방지 성질의 의존성이 작아지기 쉬우며, 그에 의해 두께를 변화시킴으로써 눈부심-방지 성질을 제어하기 어렵다. 충전 비율은 눈부심-방지 층 내에서의 수지의 함량(A)에 대한 미세 입자의 함량(B)의 비율(B/A × 100)을 의미한다.
본 발명의 제1 실시예에서의 눈부심-방지 필름(1)은 버나드 셀 구조 덕분에 눈부심-방지 층의 표면 내에 연속적으로 적절한 파상도를 갖는 미세 불규칙부를 가지므로, 눈부심-방지 성질을 유지하면서 상이한 방향으로의 광 확산을 억제할 수 있으며, 그에 의해 디스플레이 스크린이 백화 현상을 겪게 하는 것을 방지한다.
(1-3) 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법
다음에, 위의 구성을 갖는 눈부심-방지 필름(1)을 제조하는 방법의 예가 설명될 것이다. 눈부심-방지 필름(1)을 제조하는 방법에서, 미세 입자(13), 수지 및 용제를 포함하는 코팅 조성물이 기판(11)에 도포되고, 대류가 코팅 필름의 표면 내에 버나드 셀을 형성하기 위해 용제의 건조 중에 유발되고, 경화가 후속된다.
코팅 조성물의 준비
우선, 예컨대, 수지, 미세 입자(13) 및 용제가 그 내에 분산된 미세 입자(13)를 갖는 코팅 조성물을 얻기 위해 디스퍼(disper) 등의 교반기 또는 비드 밀(bead mill) 등의 분산 혼합기에 의해 함께 혼합된다. 이 예에서, 광 안정제, 자외선 광 흡수제, 정전기 방지제, 내연제, 산화 방지제 등이 요구에 따라 추가로 첨가될 수 있다. 실리카 미세 입자 등이 점도 개질제로서 첨가될 수 있다.
용제로서, 예컨대 사용된 수지 원료를 용해하고 미세 입자(13)와 우수한 침 윤성을 갖고 기판이 백화 현상을 겪게 하지 않는 유기 용제가 사용될 수 있다. 위에서 설명된 것과 같이 평면 상에 배열된 미세 입자(13)에 의해 버나드 셀을 형성하기 위해, 사용될 미세 입자(13)의 표면 에너지에 대해 적절한 표면 장력을 갖는 용제가 선택된다. 유기 미세 입자의 표면 에너지와 용제의 표면 장력 사이의 차이는 8 내지 13 mN/m인 것이 양호하다. 표면 장력 면에서의 차이가 8 mN/m보다 작으면, 미세 입자(13)가 현저하게 3-차원적으로 응집되기 쉬우며, 그에 의해 표면이 눈부심 및 백화 현상을 겪게 한다. 반면에, 표면 장력 면에서의 차이가 13 mN/m보다 크면, 미세 입자(13)가 응집되기 어려우며, 그 결과로서 생긴 표면이 불량한 눈부심-방지 성질을 갖는다. 예컨대, 스티렌 미세 입자가 유기 미세 입자로서 사용될 때, 도포 온도에서 23 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는 용제가 사용되는 것이 양호하다. 이 경우에, 적절한 버나드 셀이 코팅 조성물의 건조 중에 형성되며, 그에 의해 눈부심-방지 층(12)의 적절한 파상도 표면을 얻는 것을 가능케 한다. 표면 장력이 위의 범위의 외부측에 있으면, 미세 입자(13)가 눈부심-방지 층(12)의 표면 불규칙부를 현저하게 형성하도록 현저하게 응집되므로, 그 결과로서 생긴 필름이 우수한 눈부심-방지 성질을 갖지만, 표면이 불리하게 백화 및 눈부심 현상을 겪게 한다. 유기 용제의 예는 20℃의 분위기 온도에서 20.0 mN/m의 표면 장력을 갖는 t-부탄올 그리고 22℃에서의 분위기 조건 하에서 22.1 mN/m의 표면 장력을 갖는 이소프로필 아세테이트를 포함한다. 스티렌 미세 입자보다 큰 표면 에너지를 갖는 아크릴-스티렌 공중합체로 구성되는 미세 입자가 사용될 때, 더 높은 표면 장력을 갖는 일반적으로 사용되는 유기 용제 예컨대 부틸 아세테이트 등의 에스테르 용제 (표면 장력: 24.8 mN/m), 메틸 이소부틸 케톤 등의 케톤 용제(표면 장력: 25.4 mN/m) 또는 톨루엔 등의 방향족 용제(표면 장력: 27.9 mN/m)가 사용될 수 있다. 미세 입자 및 용제는 위의 요건이 충족되기만 하면 특정하게 제한되지 않는다.
용제의 표면 장력이 예컨대 빌헬미 판 및 액체 샘플이 스트레인을 인가하기 위해 서로와 접촉되고 액체 내로 빌헬미 판을 끌어당기는 힘이 측정되는 빌헬미 방법(wilhelmy method)에 의해 결정된다. 측정 장치로서, 예컨대, 동적 표면 장력 측정 기계인 UBM 코포레이션에 의해 제조 및 판매되는 레오-서프가 사용될 수 있다.
수지로서, 제조를 용이하게 하는 관점으로부터, 예컨대 자외선 광 또는 전자 빔으로의 조사에 의해 경화 가능한 이온화 복사선-경화성 수지 또는 열에 의해 경화 가능한 열경화성 수지가 양호하고, 자외선 광으로의 조사에 의해 경화 가능한 감광 수지가 가장 양호하다. 감광 수지로서, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리올 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 또는 멜라민 아크릴레이트 등의 아크릴레이트 수지가 사용될 수 있다. 경화된 수지의 성질에 대해, 화상 투과성을 성취하는 관점으로부터 광에 대한 우수한 투과성을 갖는 경화 수지를 제조할 수 있는 수지 또는 결함 저항성을 얻는 관점으로부터 높은 경도를 갖는 경화 수지를 제조할 수 있는 수지가 특히 양호하고, 수지가 적절하게 선택될 수 있다. 이온화 복사선-경화성 수지는 자외선 경화 수지에 제한되지 않고 광에 대한 투과성을 갖기만 하면 임의의 이온화 복사선-경화성 수지가 사용될 수 있지만, 배색 및 헤이즈로 인해 투과된 광 또는 투과된 광량의 색조 면 에서 현저하게 변화하지 않는 이온화 복사선-경화성 수지가 양호하다. 이온화 복사선-경화성 수지 및 열경화성 수지는 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
감광 수지는 모노머, 올리고머 또는 폴리머 등의 수지를 형성할 수 있는 유기 재료 내로 광중합 개시제를 합체함으로써 얻어진다. 예컨대, 우레탄 아크릴레이트 수지가 폴리에스테르 폴리올과 이소시아네이트 모노머 또는 부분 폴리머(prepolymer)를 반응시키고 그 결과로서 생긴 생성물과 히드록실 작용기를 갖는 메타크릴레이트 모노머를 반응시킴으로써 얻어진다.
본 발명의 제1 실시예에서, 수지를 형성할 수 있는 모노머, 올리고머 또는 중합체로서, 코팅 조성물을 건조한 후에 액체 상태로 남아 있는 모노머, 올리고머 또는 폴리머 중 적어도 1개를 사용하는 것이 양호하다. 코팅 조성물을 건조한 후에 액체 상태로 남아 있는 모노머, 올리고머 또는 폴리머로서, 건조된 코팅 조성물의 표면 내에서 버나드 셀 구조를 유지하고 버나드 셀 내에 액체 수지의 메니스커스를 형성하도록 비교적 높은 점도를 갖는 것이 양호하다. 이러한 모노머, 올리고머 또는 폴리머를 사용할 때, 표면이 도포된 코팅 조성물을 건조한 후에 적절한 파상도를 갖는 미세 불규칙부를 유지한다.
감광 수지 내에 함유된 광중합 개시제로서, 예컨대 벤조페논 유도체, 아세토페논 유도체, 안트라퀴논 유도체 등이 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 감광 수지에서, 아크릴 수지 등의 필름 형성을 용이하게 하는 성분이 적절하게 선택 및 합체될 수 있다.
코팅(코팅 조성물의 도포)
위의 공정에 의해 얻어진 코팅 조성물에는 그 다음에 미세 입자의 평균 입자 직경의 약 2배의 공극을 갖는 필터에 의해 여과가 적용되고, 코팅 조성물이 기판(11)에 도포된다. 코팅 조성물은 건조된 후의 평균 코팅 두께가 3 내지 30 ㎛ 그리고 더 바람직하게는 4 내지 15 ㎛이도록 도포된다. 두께가 위의 범위의 하한보다 작으면, 원하는 경도를 얻기 어렵다. 반면에, 두께가 위의 범위의 상한보다 크면, 그 결과로서 생긴 필름이 수지의 경화 중에 현저한 컬링을 겪기 쉽다. 코팅 조성물을 도포하는 방법에 대해, 어떠한 특정한 제한도 없고, 공지된 코팅 방법이 사용된다. 공지된 코팅 방법의 예는 그라비어 코터, 바 코터, 다이 코터, 나이프 코터, 콤마 코터, 스프레이 코터 또는 커튼 코터를 사용하는 방법을 포함한다. 코팅 방법은 이들에 제한되지 않고, 소정 두께로 코팅 조성물을 균일하게 도포하는 임의의 방법이 사용될 수 있다.
건조 그리고 버나드 셀의 형성
도포된 코팅 조성물은 용제가 휘발되도록 건조된다. 본 발명의 제1 실시예에서, 용제의 휘발 중에 유발되는 표면 장력의 불균일 분포에 의한 마란고니 대류를 이용하여, 미세 입자(13)의 적절한 충돌 및 응집이 코팅 층의 표면 내에 버나드 셀 구조를 형성하기 위해 코팅 조성물 내에서의 대류에 의해 유발된다. 버나드 셀 내에 형성되는 액체 수지의 메니스커스는 적절한 파상도를 갖는 미세 불규칙부가 코팅 층의 표면 내에 형성되게 한다.
코팅 조성물을 건조할 때, 미세 입자(13)가 2-차원 응집물을 형성하기 위해 주로 눈부심-방지 층(12)의 평면-내부 방향으로 응집되고 응집물이 수집 없이 눈부 심-방지 층의 표면 내에 존재하는 것이 양호하다. 이 경우에, 연속적으로 적절한 파상도를 갖는 미세 불규칙부가 눈부심-방지 층의 표면 내에 형성되며, 그에 의해 눈부심-방지 성질 그리고 높은 명암비의 양쪽 모두를 성취한다. 여기에서 사용된 어구 "미세 입자(13)가 주로 눈부심-방지 층(12)의 평면-내부 방향으로 응집된다"는 (1) 모든 미세 입자(13)가 두께 방향으로 서로 상에 적층되지 않고 눈부심-방지 층(12)의 평면-내부 방향으로만 응집된다는 것; 또는 (2) 거의 모든 미세 입자(13)가 평면-내부 방향으로 응집되고 잔여 미세 입자가 백색 탁도가 [후방 표면에 부착되는 흑색 아크릴 시트를 갖는 눈부심-방지 필름(1)에 대해 측정될 때에 1.7 초과까지] 증가되지 않도록 두께 방향으로 서로 상에 적층된다는 것을 의미한다. 모든 미세 입자(13)는 이상적으로 2-차원 응집물을 형성하지만, 미세 입자(13)들 중 일부가 백색 탁도가 증가되지 않도록 응집물을 형성하지 않고 서로로부터 분리될 수 있다.
미세 입자(13)의 응집물에는 눈부심-방지 층(12)의 표면에서 코팅 조성물이 덮이는 것이 양호하다. 응집물이 덮일 때, 미세 입자(13)가 눈부심-방지 층(12)으로부터 돌출하고, 미세 입자 자체의 곡률로 인한 큰 각도 성분이 표면 내에 형성되며, 그 결과 백색 탁도의 증가가 방지될 수 있다. 여기에서 사용된 어구 "응집물에는 코팅 조성물이 덮인다"는 (1) 응집물에는 코팅 조성물이 완전히 덮인다는 것; 또는 (2) 응집물을 형성하는 미세 입자(13)들 중 일부에는 코팅 조성물이 덮이지만 백색 탁도가 [후방 표면에 결합되는 흑색 아크릴 시트를 갖는 눈부심-방지 필름(1)에 대해 측정될 때에 1.7 초과까지] 증가되지 않도록 노출된다는 것을 의미한 다.
버나드 셀 구조의 형성은 미세 입자(13)의 표면 에너지와 용제의 표면 장력 사이의 관계에 의해 영향을 받는 것으로 생각된다. 버나드 셀 구조를 제어하기 위해, 용제의 표면 장력은 미세 입자(13)의 표면 에너지에 따라 선택되는 것이 양호하다. 예컨대, 무극성 표면을 갖는 스티렌 미세 입자(13)가 적절한 양으로 첨가될 때, 23 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는 용제가 선택되는 것이 양호하다. 용제의 표면 장력이 23 mN/m보다 크면, 미세 입자(13)가 눈부심-방지 층(12)의 표면 불규칙부를 현저하게 형성하도록 현저하게 응집되며, 그 결과 표면이 백화 현상 및 눈부심 현상을 겪게 한다. 스티렌 미세 입자(13)를 사용하는 경우에, 사용 가능한 용제가 제한되므로, 케톤 용제 또는 톨루엔 등의 방향족 용제가 사용되는 것이 허용되지 않는다. 이와 같이, 스티렌에 첨가된 아크릴 성분을 갖고 증가된 표면 에너지를 갖는 아크릴-스티렌 공중합체 미세 입자의 사용은 톨루엔 등의 용제의 사용을 가능케 한다. 구체적으로, 60 내지 90 질량%의 스티렌 성분 그리고 10 내지 40 질량%의 아크릴 성분으로 주로 구성되는 아크릴-스티렌 공중합체 미세 입자가 사용될 때, 27.9 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는 용제가 선택되는 것이 양호하다. 이러한 표면 장력을 갖는 용제의 예는 t-부탄올, 이소프로필 아세테이트, 톨루엔, 메틸 에틸 케톤(MEK), 이소프로필 알코올(IPA), 메틸 이소부틸 케톤(MIBK), 부틸 아세테이트 및 디메틸 아세테이트를 포함한다. 이들 용제는 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
건조 후에 버나드 셀 구조 그리고 버나드 셀 구조 내에 형성되는 메니스커스 를 유지하기 위해, 건조 단계 후에 그리고 경화되기 전에 액체 상태로 남아 있는 수지를 사용하는 것이 양호하다. 이것은 코팅 층을 위한 이러한 수지가 건조된 후에도 적절한 표면 파상도를 유지하기 때문이다. 코팅 조성물이 건조된 후에 고체 상태로 변화되는 건조 경화 수지를 함유하면 평탄한 기판(11) 상에 형성된 눈부심-방지 층(12)의 표면이 건조의 초기 단계에서 평탄하고 층의 내부측이 건조 단계에서 완전히 건조된 후에 기판(11)에 따라 평탄하게 남아 있는 것으로 생각된다.
건조를 위한 조건에 대해, 어떠한 특정한 제한도 없고, 공기 건조, 또는 건조 온도 또는 건조 시간이 제어되는 인공 건조 중 어느 하나가 채용될 수 있다. 공기의 스트림이 건조 중에 코팅 조성물의 표면에 보내지면 코팅 층의 표면 내에 바람형 패턴을 형성하는 것을 피하기 위한 주의가 요구된다는 것이 주목되어야 한다. 바람형 패턴이 형성되면, 원하는 적절한 파상도를 갖는 불규칙부가 눈부심-방지 층(12)의 표면 내에 형성되지 않으며, 그에 의해 눈부심-방지 성질 그리고 높은 명암비의 양쪽 모두의 성취를 어렵게 한다. 건조 온도 및 건조 시간은 코팅 조성물 내에 함유된 용제의 비등점에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 이 경우에, 기판(11)의 내열성을 고려하면서 기판이 열 수축으로 인한 변형을 겪지 않도록 건조 온도 및 건조 시간을 선택하는 것이 양호하다.
경화
건조 후, 이온화 복사선-경화성 수지가 눈부심-방지 필름(12)을 형성하도록 경화된다. 경화 에너지원의 예는 전자 빔, 자외선 광, 가시 광 및 감마선을 포함하지만, 제조 용이성의 관점으로부터, 자외선 광이 바람직하다. 자외선 광원에 대 해, 어떠한 특정한 제한도 없고, 고압 수은 램프, 금속 할라이드 램프 등이 적절하게 선택된다. 조사량에 대해, 사용된 수지가 경화되고 수지 및 기판(11)이 황화 현상을 겪지 않도록 조사량이 적절하게 선택될 수 있다. 조사를 위한 분위기는 수지의 경화에 따라 적절하게 선택될 수 있고, 조사는 공기 중에서 또는 질소 가스, 아르곤 가스 등의 불활성 가스 분위기 중에서 수행될 수 있다. 열경화성 수지가 수지로서 사용될 때, 열경화성 수지가 눈부심-방지 층(12)을 형성하도록 가열된다.
경화 단계에서, 그 내에 형성된 버나드 셀을 갖는 수지가 고체 상태로 변화되고, 그 다음에 그 표면 내에 적절한 파상도를 갖는 미세 불규칙부를 갖는 눈부심-방지 층(12)이 형성된다.
이와 같이, 원하는 눈부심-방지 필름(1)이 얻어진다.
본 발명의 제1 실시예에서, 버나드 셀이 코팅 조성물 내에 함유된 용제의 휘발 중에 유발된 미세 입자(13)의 대류 및 응집으로 인해 형성되며, 그 결과 눈부심-방지 층(12)이 그 표면 내에 적절한 파상도를 갖는 미세 불규칙부를 가지며, 그에 의해 높은 명암비 그리고 우수한 눈부심-방지 성질의 양쪽 모두를 갖는 눈부심-방지 필름(1)을 성취한다. 액정 디스플레이 장치에서 눈부심-방지 필름(1)을 사용함으로써, 액정 디스플레이 장치 상에 표시된 화상은 가시성 면에서 개선될 수 있다.
(2) 제2 실시예
(2-1) 눈부심-방지 필름의 구성
도4는 본 발명의 제2 실시예에서의 눈부심-방지 필름(10)의 구성의 예를 도시하고 있다. 눈부심-방지 필름(10)은 기판(11) 상에 형성되는 미세 입자(13)를 갖는 눈부심-방지 층(12) 그리고 눈부심-방지 층(12) 상에 형성되는 건조 경화 투명 수지를 포함하는 투명 수지 층(14)을 포함한다. 기판(11), 눈부심 방지 층(12) 및 미세 입자는 제1 실시예에서와 유사하고, 미세 불규칙부가 미세 입자(13)의 대류 및 응집에 의해 눈부심-방지 층(12)의 표면 내에 형성된다.
투명 수지 층(14)은 그 표면 내에 형성되는 미세 불규칙부를 갖는다. 건조 및 경화 수지를 함유한 투명 수지 층(14) 덕분에, 하부의 눈부심-방지 층(12)의 표면 내에서 불규칙부를 유지하면서, 눈부심-방지 층(12) 내의 미세 입자 근처에서의 경사만이 감소되므로, 그 결과로서 생긴 눈부심-방지 필름은 제1 실시예에서의 눈부심-방지 필름(1)과 동일하거나 제1 실시예에서의 눈부심-방지 필름(1)보다 더 감소된 백색 탁도를 가지며, 그에 의해 우수한 명암비를 성취한다.
(2-2) 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 눈부심-방지 필름(10)을 제조하는 방법의 예가 설명될 것이다. 눈부심-방지 필름(1)을 제조하는 방법에서, 수지 및 용제를 포함하는 코팅 조성물이 제1 실시예에서의 눈부심-방지 필름(1)의 눈부심-방지 층(12)에 도포되고, 투명 수지 층(14)을 형성하도록 건조 및 경화된다. 투명 수지 층(14)을 형성하는 방법이 상세하게 아래에서 설명될 것이다.
코팅 조성물의 준비
우선, 예컨대, 수지 및 용제가 코팅 조성물을 얻도록 함께 혼합된다. 이 예에서, 광 안정제, 자외선 광 흡수제, 정전기 방지제, 내연제, 산화 방지제 등이 요구에 따라 추가로 첨가될 수 있다.
용제에 대해, 사용된 수지 원료를 용해하고 하부의 눈부심-방지 층(12)을 용해하지 않기만 하면 어떠한 특정한 제한도 없다. 용제로서, t-부탄올, 톨루엔, 이소프로필 아세테이트, 톨루엔, 메틸 에틸 케톤(MEK), 이소프로필 알코올(IPA) 또는 메틸 이소부틸 케톤(MIBK) 등의 유기 용제가 사용될 수 있다.
수지로서, 예컨대, 적어도 건조에 의해 고체 상태로 변화되는 수지가 사용된다. 건조에 의해 고체 상태로 변화되는 수지는 건조에 의해 경화 가능한 수지를 의미하고(이후, 건조에 의해 고체 상태로 변화되는 수지는 자주 "건조 경화 수지"로서 호칭되고), 각각이 예컨대 30,000 이상의 분자량을 갖는 모노머, 올리고머 또는 폴리머 중 적어도 1개를 포함하는 수지가 양호하다. 코팅 조성물이 건조 경화 수지를 함유할 때, 눈부심-방지 층의 표면에 도포된 코팅 조성물이 코팅 조성물의 건조 중에 눈부심-방지 층의 표면 내의 오목형 부분 내로 유동하기 어려우며, 그에 의해 오목형 부분에 코팅 조성물이 충전되는 것이 방지되며, 그에 의해 표면의 평탄화를 피하는 것을 가능케 한다. 건조 경화 수지의 예는 우레탄 수지, 아크릴 수지, 스티렌 수지, 멜라민 수지 및 셀룰로오스 수지를 포함한다. 이온화 방사선-경화성 수지 또는 열경화성 수지를 형성할 수 있는 모노머, 올리고머 또는 폴리머가 사용될 수 있지만, 건조 경화 수지는 이들에 제한되지 않는다. 이온화 복사선-경화성 수지로서, 아크릴 이중 결합 등의 반응성 작용기를 갖는 것이 바람직하게 사용된다. 열경화성 수지로서, 히드록실 작용기 등의 열경화성 작용기를 갖는 것이 바람직하게 사용된다. 이러한 수지를 사용할 때, 반응성이 이온화 복사선-경화성 처리 또는 열경화 처리 면에서 개선된다.
수지 재료로서, 전술된 건조 경화 수지에 첨가되는 제1 실시예에서 사용된 이온화 복사선-경화성 또는 열경화성 모노머, 올리고머 및 폴리머 중 적어도 1개의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 건조 경화 수지로서 사용된 재료와의 경화 반응을 겪는 것이 사용된다.
코팅(코팅 조성물의 도포)
위의 공정에 의해 얻어진 코팅 조성물이 눈부심-방지 층(12)에 도포된다. 코팅 조성물은 건조된 평균 코팅 두께가 바람직하게는 눈부심-방지 층 내의 미세 입자(13)의 입자 직경의 1/2 내지 2배이도록 도포되고, 코팅 조성물은 눈부심-방지 층(12)의 표면 내의 돌출 부분을 덮는 것이 양호하다. 코팅 조성물을 도포하는 방법에 대해, 어떠한 특정한 제한도 없고, 제1 실시예에서와 유사한 공지된 코팅 방법이 사용된다. 균일하게 소정 두께로 눈부심-방지 층(12)에 코팅 조성물을 도포함으로써, 눈부심-방지 층(12)의 표면 내에 형성된 미세 불규칙부와 동등한 미세 불규칙부가 코팅 층의 표면 내에 형성된다.
건조 및 경화
도포된 코팅 조성물은 그 표면 내에 적절한 파상도를 갖는 미세 불규칙부를 갖는 투명 수지 층(14)을 얻도록 건조 및 경화된다. 투명 수지 층(14)의 표면 내에 적절한 파상도를 갖는 미세 불규칙부를 형성하기 위해, 코팅 조성물은 적어도 위에서 설명된 것과 같은 건조 경화 수지를 함유하는 것이 양호하다. 어떠한 건조 경화 수지 재료도 함유하지 않은 코팅 조성물 즉 건조된 후에 액체 상태로 남아 있는 모노머, 올리고머 또는 폴리머만을 포함한 코팅 조성물이 눈부심-방지 층(12)에 도포될 때, 수재 재료가 눈부심-방지 층(12)의 표면 내의 오목형 부분을 충전하기 위해 도포 후에 그리고 건조의 완료 전에 평탄화를 겪으며, 그에 의해 표면을 평탄화하며, 그 결과로서 생긴 필름이 불량한 눈부심-방지 성질을 갖는다. 나아가, 눈부심-방지 층(12)의 표면 내의 돌출 부분은 표면이 현저하게 거칠어지게 하는 돌출부로서 남아 있다. 코팅 조성물이 건조 경화 수지를 함유할 때에 코팅 조성물의 건조의 초기 단계에서 형성된 건조된 표면이 평탄화를 방지하기 위해 적절한 표면 파상도의 눈부심-방지 층(12)을 덮으며 그에 의해 더욱 적절한 파상도 성분을 형성하는 것으로 생각된다.
이온화 복사선-경화성 수지가 수지로서 함유될 때, 수지가 투명 수지 층을 형성하기 위해 이온화 복사선에 의해 경화된다. 열경화성 수지가 함유될 때, 수지가 투명 수지 층(14)을 형성하기 위해 가열에 의해 경화된다.
이와 같이, 원하는 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
본 발명의 제2 실시예에서, 눈부심-방지 층(12)의 표면과 동등한 적절한 파상도를 갖는 미세 불규칙부 또는 눈부심-방지 층(12)의 표면 내에 형성되는 적절한 파상도를 갖는 더욱 미세한 불규칙부가 투명 수지 층(14)의 표면 내에 형성된다. 따라서, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전계 발광 디스플레이 또는 음극선관(CRT) 디스플레이 등의 디스플레이 장치에서 눈부심-방지 필름(10)을 사용함으로써, 제1 실시예에서 얻어진 것보다 우수한 명암비가 우수한 눈부심-방지 성질을 유지하면서 성취될 수 있으므로, 가시성이 더욱 개선될 수 있다.
예
이하에서, 본 발명의 실시예가 다음의 예들을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이며, 이들 예는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
예 1
100 m의 연속 눈부심-방지 필름이 다음과 같이 그라비어 코터를 사용하여 연속 코팅에 의해 준비된다.
우선, 5 내지 7 ㎛의 입자 직경 그리고 6 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는 200 g의 스티렌 미세 입자, 수지 재료로서의 4,000 g의 초음파 경화, 액체 4-기능기 우레탄 아크릴 올리고머 그리고 광반응 개시제로서의 200 g의 (시바-가이기에 의해 제조 및 판매되는) 이르가큐어 184가 용제로서의 20℃의 도포 온도에서 20.0 Nm/m의 표면 장력을 갖는 6,000 g의 t-부탄올에 첨가되고, 코팅 조성물을 준비하도록 교반되고, 그 다음에 준비된 코팅 조성물이 10-㎛ 메시 필터를 사용하여 여과된다.
그 다음에, 여과된 코팅 조성물이 20 m/분의 도포 속도로 그라비어 코터에 의해 80 ㎛의 두께를 갖는 트리아세틸셀룰로오스(TAC)에 도포된다. 그 결과로서 생긴 필름은 80℃의 건조 온도에서 30 m의 길이를 갖는 건조 오븐 내에서 건조된다. 이 경우에, 용제의 휘발 중에 유발된 표면 장력의 불균일 분포로 인한 마란고니 대류를 이용하여, 미세 입자의 적절한 충돌 및 응집이 코팅 층의 표면 내에 버나드 셀 구조를 형성하기 위해 코팅 조성물 내에서의 대류에 의해 유발된다. 버나드 셀 내에 형성되는 액체 수지의 메니스커스는 적절한 표면 파상도를 갖는 미세 불규칙부가 코팅 층의 표면 내에 형성되게 한다. 후속적으로, 필름은 초음파 경화 오븐 내로 연속적으로 이송되고, 필름에는 6 ㎛의 건조된 평균 코팅 두께를 갖는 눈부심-방지 층을 형성하기 위해 160 W에서 그리고 300 mJ/㎠의 조사량에서의 조건 하에서 자외선 광이 조사된다.
예 2
건조된 코팅 두께가 8 ㎛인 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 3
건조된 코팅 두께가 12 ㎛인 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 4
건조된 코팅 두께가 15 ㎛인 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 5
건조된 코팅 두께가 18 ㎛인 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 6
22℃의 도포 온도에서 22.1 Nm/m의 표면 장력을 갖는 이소프로필 아세테이트가 용제로서 사용된 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 7
수지 재료로서의 50,000의 분자량을 갖는 1,000 g의 건조 경화 아크릴 폴리 머가 코팅 조성물을 준비하기 위해 용제로서의 25℃의 도포 온도에서 25.4 Nm/m의 표면 장력을 갖는 5,000 g의 메틸 이소부틸 케톤(MIBK) 내에서 용해되고, 그 다음에 코팅 조성물이 그라비어 코터에 의해 예 1에서의 눈부심-방지 필름의 눈부심-방지 층에 도포되고, 수지가 6 ㎛의 건조된 평균 코팅 두께를 갖는 투명 수지를 형성하도록 경화되며 그에 의해 눈부심-방지 필름을 얻도록 80℃에서의 건조 오븐 내에서 건조된다.
예 8
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 10 질량%; 스티렌: 90 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 톨루엔으로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 9
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 30 질량%; 스티렌: 70 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 메틸 에틸 케톤(MEK)으로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 10
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 30 질량%; 스티렌: 70 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 부틸 아세테이트로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 11
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 30 질량%; 스티렌: 70 질량%) 로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 MIBK로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 12
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 30 질량%; 스티렌: 70 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 27.9 mN/m의 표면 장력을 갖는 톨루엔으로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 13
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 30 질량%; 스티렌: 70 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 디메틸 카보네이트로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 14
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 30 질량%; 스티렌: 70 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 40 중량부의 톨루엔 그리고 60 중량부의 디메틸 카보네이트를 포함하는 혼합된 용제로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 15
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 30 질량%; 스티렌: 70 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 60 중량부의 톨루엔 그리고 40 중량부의 디메틸 카보네이트를 포함하는 혼합된 용제로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질 적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 16
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 30 질량%; 스티렌: 70 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 80 중량부의 톨루엔 그리고 20 중량부의 MEK를 포함하는 혼합된 용제로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 17
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 30 질량%; 스티렌: 70 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 60 중량부의 부틸 아세테이트 그리고 40 중량부의 디메틸 카보네이트를 포함하는 혼합된 용제로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 18
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 30 질량%; 스티렌: 70 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 60 중량부의 MIBK 그리고 40 중량부의 디메틸 카보네이트를 포함하는 혼합된 용제로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 19
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 40 질량%; 스티렌: 60 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 MIBK로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 20
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 40 질량%; 스티렌: 60 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 27.9 Nm/m의 표면 장력을 갖는 톨루엔으로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 21
스티렌 미세 입자의 양이 160 g으로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 22
스티렌 미세 입자의 양이 400 g으로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 23
스티렌 미세 입자의 양이 600 g으로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 24
4 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는 스티렌 미세 입자가 사용되고 건조된 후의 평균 코팅 두께가 4 ㎛인 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 25
8 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는 스티렌 미세 입자가 사용되고 건조된 후의 평 균 코팅 두께가 8 ㎛인 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
예 26
10 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는 스티렌 미세 입자가 사용되고 건조된 후의 평균 코팅 두께가 10 ㎛인 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 1
건조된 두께가 4 ㎛인 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 2
스티렌 미세 입자의 양이 120 g인 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 3
건조된 후의 코팅 두께가 5 ㎛인 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 4
MIBK가 용제로서 사용된 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 5
톨루엔이 용제로서 사용된 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방 식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 6
6 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는 아크릴 미세 입자가 미세 입자로서 사용된 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 7
미세 입자가 아크릴로 구성되는 미세 입자로 바뀌고 용제가 MIBK로 바뀐 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 8
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 75 질량%; 스티렌: 25 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀐 점을 제외하면 예 6에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 9
미세 입자가 아크릴-스티렌 공중합체(아크릴: 55 질량%; 스티렌: 45 질량%)로 구성되는 미세 입자로 바뀐 점을 제외하면 예 6에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 10
두께가 4 ㎛로 바뀐 점을 제외하면 비교예 5에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 11
미세 입자의 양이 800 g으로 바뀌고 두께가 4 ㎛로 바뀐 점을 제외하면 비교예 5에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 12
50,000의 분자량을 갖는 건조 경화 아크릴 중합체가 수지 재료로서 사용되고, 80℃에서 건조된 점을 제외하면 예 1에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 얻어진다.
비교예 13
수지 재료로서의 1,000 g의 액체 4-작용기 우레탄 아크릴 올리고머가 코팅 조성물을 준비하기 위해 용제로서의 5,000 g의 메틸 이소부틸 케톤(MIBK) 내에서 용해되고, 그 다음에 코팅 조성물이 그라비어 코터에 의해 예 1에서의 눈부심-방지 필름의 눈부심-방지 층에 도포되고, 용제가 휘발되도록 80℃에서의 건조 오븐 내에서 건조되고, 그 다음에 6 ㎛의 건조된 후의 평균 코팅 두께를 갖는 투명 수지 층을 형성하기 위해 160 W에서 그리고 300 mJ/㎠의 조사량에서의 조건 하에서 자외선 경화 오븐 내에서 자외선 광이 조사되며, 그에 의해 눈부심-방지 필름을 얻는다.
거칠기의 평가
예 1 내지 예 26 그리고 비교예 1 내지 비교예 13에서 위에서 설명된 것과 같이 얻어진 각각의 눈부심-방지 필름에 대해, 표면 거칠기가 측정되고, 거칠기 곡선이 그 결과로서 생긴 2-차원 단면 곡선으로부터 얻어지고, 거칠기 곡선의 제곱 평균 거칠기(RΔq)가 계산을 함으로써 거칠기 파라미터로서 결정된다. 그 결과가 표1에 기록되어 있다. 측정을 위한 조건은 JIS B0601:2001에 따른다. 측정 장치 그리고 측정을 위한 조건이 아래에 도시되어 있다.
*측정 장치: (코사카 래버러토리 리미티드에 의해 제조 및 판매되는) 자동 마이크로피겨 측정 기구 서프코더 ET4000A
λc = 0.8; 평가 길이: 4 ㎜; 컷 오프: ?
눈부심-방지 성질
예 1 내지 예 26 그리고 비교예 1 내지 비교예 13에서의 각각의 눈부심-방지 필름에 대해, 눈부심-방지 성질의 평가가 수행된다. 구체적으로, 차양이 없는 형광 램프를 갖는 형광 조명이 눈부심-방지 필름으로부터 반사되고, 반사가 다음의 기준에 따라 평가된다. 그 결과가 표1에 기록되어 있다.
◎: 형광 램프의 윤곽이 관찰될 수 없다. (2개의 형광 램프가 단일의 램프로서 관찰된다.)
○: 형광 램프가 어느 정도까지 관찰될 수 있지만, 그 윤곽이 분명하지 않다.
×: 형광 램프가 있는 그대로 반사된다.
백색 탁도
예 1 내지 예 26 그리고 비교예 1 내지 비교예 13에서의 각각의 눈부심-방지 필름에 대해, 백색 탁도가 측정된다. 백색 탁도를 측정하는 구체적인 방법이 아래에서 설명될 것이다. 우선, 눈부심-방지 필름 자체의 확산 반사를 평가하기 위해 후방 표면으로부터의 반사의 효과를 제거하기 위해, 눈부심-방지 필름의 후방 표면이 접착제를 통해 흑색 유리에 결합된다. 그 다음에, (X-라이트, 인코포레이티드에 의해 제조 및 판매되는) 일체형 구형 분광 비색계 SP64를 사용하여, 샘플의 표면에 확산된 광이 조사되고 반사된 광이 샘플에 대한 법선과 8ㅀ의 방향으로 위치되는 검출기에 의해 측정되는 d/8ㅀ 광학 시스템에 의해 측정이 수행된다. 측정된 수치에 대해, 정반사성 성분을 제외한 확산 반사 성분만이 검출되는 SPEX 모드가 채용되고, 측정이 2ㅀ의 검출 관찰 각도에서 수행된다. 이 실험은 위의 방법에 의해 측정되는 백색 탁도와 시각적으로 지각되는 백색 탁도 사이에 상관 관계가 있다는 것을 확인하였다. 그 결과가 표1에 기록되어 있다.
예 1 내지 예 26 그리고 비교예 1 내지 비교예 13에서의 각각의 눈부심-방지 필름에 대해, 접착제를 통해 후방 표면에 결합되는 흑색 아크릴 시트(아크릴라이트 L 502, 미쓰비시 레이온 컴퍼니, 리미티드에 의해 제조 및 판매됨)를 갖는 눈부심-방지 필름의 백색 탁도가 아래의 수학식 (2)에 의해 계산을 함으로써 결정된다. 그 결과가 표1에 기록되어 있다. 어떠한 눈부심-방지 필름도 부착되지 않은 흑색 아크릴 시트에 대해 측정되는 백색 탁도가 0.2이다.
y = 1.1039x - 0.4735 (2)
위에서 언급된 것과 같이, 위의 방법에 의해 측정되는 백색 탁도와 시각적으로 지각된 백색 탁도 사이에는 상관 관계가 있고, 그 상관 관계는 위에서-결정된 수치(Y 수치)가 1.7%보다 클 때에 백색 탁도가 지각되고 이 수치가 1.7% 이하일 때에 백색 탁도가 감소되고 이 수치가 0.8% 이하일 때에 거의 어떠한 백색 탁도도 지 각되지 않는다는 것을 확인하였다. 위의 수학식 (2)의 도입이 나중에 설명될 것이다.
평면-내부 방향으로의 응집
유기 미세 입자의 응집물의 상태가 광학 현미경 하에서 검사된다. 유기 미세 입자가 평면-내부 방향으로 응집되는 샘플은 "○"로서 평가되고, 유기 미세 입자가 응집되지 않거나 3-차원적으로 응집되는 샘플은 "×"로서 평가된다. 예 1 내지 예 26 그리고 비교예 1 내지 비교예 13에서의 눈부심-방지 필름들 중에서, 대표적으로, 예 1 및 비교예 5에서의 눈부심-방지 필름에 대해, 표면 사진이 도5 및 도6에 도시되어 있다.
메니스커스의 형성
표면 형상은 셀들 사이의 부분이 평탄형인지 경사형인지를 조사하기 위해 미분 간섭 모드에서 광학 현미경 하에서 검사된다. 대체예에서, 표면은 셀들 사이의 부분이 평탄형인지 경사형인지를 조사하기 위해 (레이저텍 코포레이션에 의해 제조 및 판매되는) 레이저 현미경에 의해 얻어지는 코포컬 사진(cofocal image)을 통해 검사된다.
Figure 112009024184316-PAT00002
Figure 112009024184316-PAT00003
표1에서, 백색 탁도 A 및 백색 탁도 B는 각각 다음과 같이 측정되는 수치를 표시한다.
백색 탁도 A: 후방 표면에 결합되는 흑색 유리를 갖는 눈부심-방지 필름에 대해 측정되는 백색 탁도.
백색 탁도 B: 후방 표면에 결합된 흑색 아크릴 시트를 갖는 눈부심-방지 필름에 대해 측정되는 백색 탁도.
표1에서, 수지를 위한 건조 경화에 대해, 기호 "×"는 도포된 코팅 조성물이 건조 단계 후에 경화되지 않고 액체 상태로 남아 있는 것을 표시하고, 기호 "○"는 도포된 코팅 조성물이 건조 단계 후에 경화되는 것을 표시하고, 기호 "-"는 어떠한 투명 수지 층도 없는 것을 표시한다.
표1에서, 충전 비율은 눈부심-방지 층 내에서의 수지의 함량(A)에 대한 미세 입자의 함량(B)의 비율을 의미한다(B/A × 100).
예 1 내지 예 26 그리고 비교예 1 내지 비교예 13에서의 수치는 다음과 같이 개별적으로 결정된다.
눈부심-방지 층의 평균 두께
눈부심-방지 층의 평균 두께는 (테사 코포레이션에 의해 제조 및 판매되는) 접촉형 두께 미터를 사용하여 측정된다.
미세 입자의 평균 입자 직경
미세 입자의 평균 입자 직경은 쿨터 멀티사이저에 의해 입자 직경을 측정하고 그 결과로서 생긴 데이터의 평균을 얻음으로써 결정된다.
용제의 표면 장력
용제의 표면 장력은 예컨대 빌헬미 판 및 액체 샘플이 스트레인을 인가하기 위해 서로와 접촉되고 액체 내로 빌헬미 판을 끌어당기는 힘이 측정되는 빌헬미 방법에 의해 결정된다. 측정 장치로서, 동적 표면 장력 측정 기계인 UBM 코포레이션에 의해 제조 및 판매되는 레오-서프가 사용된다. 측정은 용제 온도 및 분위기 온도가 동일하도록 된 조건 하에서 수행된다. 구체적으로, 용제는 25℃의 분위기 온도에서의 분위기 내에 방치되고, 용제 온도가 25℃에 도달하고, 그 다음에 용제의 표면 장력이 측정된다.
미세 입자의 표면 에너지
미세 입자는 가압 기계에 의해 판 형태로 가압되고, 그 다음에 액체가 임계 표면 장력을 결정하기 위해 그 결과로서 생긴 판의 표면 상에 위치되고, 결정된 수치가 미세 입자의 표면 에너지로서 사용된다. 측정은 용제의 표면 장력의 위의 측정과 같이 25℃에서의 분위기에서 수행된다.
표1로부터, 다음의 연구 결과가 얻어진다.
스티렌으로 구성되는 미세 입자가 눈부심-방지 층에서 사용되고 23 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는 용제가 사용되는 예 1 내지 예 7 그리고 예 21 내지 예 26에서의 눈부심-방지 필름 그리고 아크릴(10 질량%)-스티렌(90 질량%) 공중합체, 아크릴(30 질량%)-스티렌(70 질량%) 공중합체 또는 아크릴(40 질량%)-스티렌(60 질량%) 공중합체로 구성되는 미세 입자가 사용되는 예 8 내지 예 20에서의 눈부심-방지 필름에 대해, 제곱 평균 경사(RΔq)가 0.003 내지 0.05의 범위 내에 있고, 눈부심-방지 성질 및 백색 탁도의 양쪽 모두가 우수하다. 건조된 코팅 두께가 미세 입자의 평균 입자 두께보다 작은 비교예 1 및 비교예 3에서의 눈부심-방지 필름 그리고 미세 입자의 표면 에너지가 용제의 표면 장력보다 비교적 작은 비교예 4 및 비교예 5에서의 눈부심-방지 필름에 대해, RΔq 수치가 크므로, 눈부심-방지 성질이 우수하지만, 백색 탁도가 크고, 명암비가 저하된다. 반면에, 미세 입자의 표면 에너지가 용제의 표면 에너지보다 비교적 큰 비교예 6 내지 비교예 10에서의 눈부심-방지 필름에 대해, RΔq 수치가 작으므로, 백색 탁도가 작지만, 눈부심-방지 성질이 불량하다. 미세 입자의 양이 증가되고 건조된 코팅 두께가 미세 입자의 평균 입자 직경보다 작은 비교예 11에서, 눈부심-방지 필름이 종래의 눈부심-방지 필름과 같이 눈부심-방지 성질 그리고 큰 백색 탁도를 갖는다. 건조 경화 수지가 사용되는 비교예 12에서의 눈부심-방지 필름에 대해, RΔq 수치가 작으므로, 백색 탁도가 작지만, 눈부심-방지 성질이 불량하다. 비교예 2로부터 알 수 있는 것과 같이, 미세 입자의 양이 3 질량%일 때, 평탄 부분이 증가되므로, 백색 탁도가 작지만, 눈부심-방지 성질이 얻기 어렵다. 그러므로, 예 21 내지 예 23에서 알 수 있는 것과 같이, 미세 입자의 양이 바람직하게는 4 질량% 이상이다.
33 mN/m의 표면 에너지를 갖는 스티렌 미세 입자 또는 40 mN/m의 표면 에너지를 갖는 아크릴 미세 입자가 사용될 때, 미세 입자의 표면 에너지와 용제 표면 장력 사이의 차이가 작고, 비교예 4에서 알 수 있는 것과 같이, 미세 입자의 표면 에너지와 용제의 표면 장력 사이의 차이가 8 mN/m보다 작을 때, 미세 입자가 현저한 표면 불규칙부를 형성하기 위해 건조 중에 현저하게 3-차원적으로 응집되고, 그 결과로서 생긴 필름이 번쩍임, 높은 눈부심-방지 성질 그리고 낮은 명암비를 갖는다.
이 차이가 클 때, 예 1 및 예 6에서 볼 수 있는 것과 같이, 미세 입자의 표면 에너지와 용제의 표면 장력 사이의 차이가 8 내지 13 mN/m의 범위 내에 있고, 버나드 셀이 적절한 표면 파상도를 형성하기 위해 건조 후에도 평면 상에 배열된 미세 입자로 인해 형성되고, 그 결과로서 생긴 필름이 낮은 눈부심-방지 성질 그리고 높은 명암비를 갖는다.
그 차이가 더욱 클 때, 비교예 6 및 비교예 10에서 볼 수 있는 것과 같이, 미세 입자의 표면 에너지와 용제의 표면 장력 사이의 차이가 13 mN/m보다 크고, 버나드 셀이 건조 후에 표면 내에 형성되기 어렵고, 그 결과로서 생긴 필름이 많은 평탄 부분을 가지므로, 낮은 눈부심-방지 성질을 갖는다. 이와 같이, 위의 관계를 가지면서 눈부심-방지 성질을 성취하기 위해, 코팅 조성물이 미세 입자의 입자 직경보다 작은 두께를 가질 것이 필요하고, 평탄 부분을 제거하기 위해, 미세 입자는 대량으로 추가될 것이 필요하다. 결과적으로, 그 결과로서 생긴 필름은 큰 백색 탁도 그리고 낮은 명암비를 갖게 된다.
위의 결과로부터 명확한 것과 같이, 미세 입자의 표면 에너지와 용제의 표면 장력 사이의 차이를 적절하게 선택하고 건조 후에 경화되지 않는 수지를 사용함으로써, 눈부심-방지 층의 표면 내에서의 버나드 셀의 형성이 원하는 거칠기를 얻도록 제어되며, 그에 의해 눈부심-방지 성질을 유지하면서 감소된 백색 탁도를 갖는 눈부심-방지 필름을 얻는 것을 가능케 한다.
예 7로부터, 건조 경화 수지를 함유하는 투명 수지 층을 형성함으로써, 추가로 감소된 백색 탁도를 갖는 눈부심-방지 필름이 얻어질 수 있다는 것이 밝혀졌다. 건조에 의해 경화 가능하지 않은 수지가 투명 수지 층에서 사용되는 비교예 13에서, RΔq 수치가 작고, 눈부심-방지 성질이 불량하다. 이것으로부터 명확한 것과 같이, 건조 경화 수지를 사용하여 투명 수지 층을 형성함으로써, 우수한 눈부심-방지 성질을 유지하면서 어떠한 투명 수지 층도 갖지 않은 눈부심-방지 필름보다 우수한 명암비를 갖는 눈부심-방지 필름이 얻어질 수 있다.
예 27 내지 예 31
스티렌 미세 입자의 양이 400 g으로 바뀐 점을 제외하면 예 1 내지 예 5에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 개별적으로 얻어진다.
예 32 내지 예 35
스티렌 미세 입자의 양이 480 g으로 바뀐 점을 제외하면 예 1 내지 예 5에서와 실질적으로 동일한 방식으로 눈부심-방지 필름이 개별적으로 얻어진다.
눈부심-방지 성질
예 1 내지 예 5 그리고 예 27 내지 예 35에서 위에서 설명된 것과 같이 얻어진 각각의 눈부심-방지 필름에 대해, 눈부심-방지 성질이 다음과 같이 평가된다.
2개의 형광 램프가 눈부심-방지 층의 표면으로부터 반사되고, 램프의 반사의 가시성이 다음의 5개의 기준에 따라 평가된다.
레벨 5: 2개의 형광 램프가 단일 광으로서 관찰되고, 램프의 형상은 인식될 수 없다.
레벨 4: 2개의 형광 램프가 관찰될 수 있지만, 램프의 형상은 인식될 수 없다.
레벨 3: 2개의 별개의 형광 램프 그리고 램프의 불분명한 모서리가 관찰될 수 있고, 형광 램프의 형상은 인식될 수 있다.
레벨 2: 2개의 별개의 형광 램프가 명확하게 관찰될 수 있고, 램프의 모서리는 관찰될 수 있다.
레벨 1: 2개의 별개의 형광 램프가 명확하게 관찰될 수 있고, 램프의 분명한 모서리는 인식될 수 있다.
입자 충전 비율 코팅 두께 눈부심-방지 성질의 레벨
예 1 5% 6 ㎛ 5
예 2 5% 8 ㎛ 4
예 3 5% 12 ㎛ 3
예 4 5% 15 ㎛ 3
예 5 5% 18 ㎛ 2
예 27 10% 6 ㎛ 5
예 28 10% 8 ㎛ 4
예 29 10% 12 ㎛ 4
예 30 10% 15 ㎛ 3
예 31 10% 18 ㎛ 3
예 32 12% 6 ㎛ 5
예 33 12% 8 ㎛ 4
예 34 12% 12 ㎛ 4
예 35 12% 15 ㎛ 5
표2로부터 알 수 있는 것과 같이, 입자 충전 비율이 10%보다 클 때, 코팅 두께에 대한 눈부심-방지 성질의 의존성이 작기 쉬우며, 그에 의해 코팅 두께를 변화시킴으로써 눈부심-방지 성질을 제어하는 것을 어렵게 한다.
다음에, 결합된 흑색 유리 시트를 갖는 눈부심-방지 필름에 대해 측정되는 백색 탁도와 결합된 흑색 아크릴 시트를 갖는 눈부심-방지 필름에 대해 측정되는 백색 탁도 사이의 상관 관계가 표3 및 도7을 참조하여 설명될 것이다.
유리 시트를 통한 (측정된) 백색 탁도 아크릴 시트를 통한 (측정된) 백색 탁도 아크릴 시트를 통한 (계산된) 백색 탁도
실험예 1 2.6 2.3 2.3
실험예 1 2.0 1.8 1.7
실험예 1 0.9 0.5 0.5
실험예 1 0.9 0.6 0.5
실험예 1 1.0 0.6 0.6
실험예 1 1.0 0.6 0.6
실험예 1 1.7 1.5 1.4
실험예 1 1.2 0.8 0.9
실험예 1 1.3 0.9 1.0
실험예 1 1.1 0.7 0.7
실험예 1 1.2 0.8 0.8
실험예 1 1.0 0.6 0.6
실험예 1 1.0 0.6 0.6
실험예 1 0.9 0.4 0.5
예 1에서 두께 및 입자 직경을 적절하게 제어함으로써 백색 탁도를 변화시킴으로써 얻어진 실험예 1 내지 실험예 14에서의 눈부심-방지 필름에 대해, 흑색 유리 시트 결합 눈부심-방지 필름 및 흑색 아크릴 시트 결합 눈부심-방지 필름에 대한 백색 탁도의 측정 결과가 표3에 기록되어 있다. 추가로, 아크릴 시트를 통한 눈부심-방지 필름에 대한 백색 탁도에 대해, 흑색 유리 시트와 흑색 아크릴 시트 사이의 상관 관계로부터 얻어지는 회귀선을 사용하여 계산을 함으로써 결정되는 수치가 표3에 기록되어 있다. 표3으로부터 알 수 있는 것과 같이, 측정된 수치 근처의 수치가 계산에 의해 얻어질 수 있다.
흑색 유리 시트와 흑색 아크릴 시트 사이의 상관 관계로부터의 회귀선이 도7에 도시된 것과 같이 횡좌표 상에 흑색 유리 시트 결합 눈부심-방지 필름에 대한 백색 탁도 그리고 종좌표 상에 흑색 아크릴 결합 눈부심-방지 필름에 대한 백색 탁도를 작도함으로써 얻어진다. 도7에서, 유리 시트 결합 눈부심-방지 필름에 대한 백색 탁도가 x로서 취해지고 아크릴 시트 결합 눈부심-방지 필름에 대한 백색 탁도가 y로서 취해질 때, 회귀선이 다음의 수학식 (2)에 의해 표현된다:
y = 1.1039x - 0.4735 (2)
이 얻어지고, 결정 계수 R2은 0.9909이다. 위로부터, 흑색 유리 시트를 사용하여 측정될 때의 백색 탁도와 흑색 아크릴 시트를 사용하여 측정될 때의 백색 탁도 사이에 밀접한 상관 관계가 있다는 것이 밝혀진다.
위에서, 본 발명의 실시예 및 예가 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 위의 실시예 및 예에 제한되지 않고, 본 발명의 기술적 개념을 기초로 하여 변화 또는 변형될 수 있다.
예컨대, 위의 실시예 및 예에서 설명된 수치는 예일 뿐이고, 이들과 상이한 수치가 요구에 따라 사용될 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 제1 실시예에서, 눈부심-방지 필름이 액정 디스플레이 장치에서 사용되는 실시예가 설명되었지만, 눈부심-방지 필름의 적용은 액정 디스플레이에 제한되지 않는다. 눈부심-방지 필름은 플라즈마 디스플레이, 전계 발광 디스플레이 및 음극선관(CRT) 디스플레이 등의 다양한 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 우수한 눈부심-방지 성질 그리고 우수한 명암비의 양쪽 모두를 갖는 눈부심-방지 필름이 눈부심-방지 층의 표면 내에 버나드 셀을 형성함으로써 제조된다. 나아가, 본 발명에 따르면, 우수한 눈부심-방지 성질 그리고 우수한 명암비의 양쪽 모두를 갖는 눈부심-방지 필름이 코팅 조성물이 기판에 인가되는 공정을 사용하여 제조되므로, 높은 품질을 갖는 눈부심-방지 필름이 낮은 비용으로 높은 생산성으로 얻어진다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에서의 액정 디스플레이 장치의 구성의 예를 도시하는 개략 단면도.
도2는 본 발명의 제1 실시예에서의 눈부심-방지 필름의 구성의 예를 도시하는 개략 단면도.
도3은 제곱 평균 경사를 설명하는 도표.
도4는 본 발명의 제2 실시예에서의 눈부심-방지 필름의 구성의 예를 도시하는 개략 단면도.
도5는 예 1에서의 눈부심-방지 필름의 표면의 사진.
도6은 비교예 5에서의 눈부심-방지 필름의 표면의 사진.
도7은 흑색 유리 시트를 사용하여 측정될 때의 백색 탁도와 흑색 아크릴 시트를 사용하여 측정될 때의 백색 탁도 사이의 상관 관계를 설명하는 그래프.
도8은 종래의 눈부심-방지 필름의 구성의 예를 도시하는 개략 단면도.
도9는 종래의 눈부심-방지 필름의 구성의 예를 도시하는 개략 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 눈부심-방지 필름
2: 액정 패널
2a, 2b: 편광 시트
3: 광원
11: 기판
12: 눈부심-방지 층
13: 미세 입자

Claims (17)

  1. 적어도 수지, 용제 및 미세 입자를 포함하는 코팅 조성물을 기판에 도포하는 단계와,
    용제의 휘발 중에 유발되는 대류에 의해 코팅 층의 표면 내에 버나드 셀 구조를 형성하기 위해 상기 기판에 도포된 코팅 조성물을 건조하는 단계와,
    적절한 표면 파상도를 갖는 미세 불규칙부를 갖는 눈부심-방지 층을 형성하기 위해 형성된 버나드 셀 구조를 포함한 코팅 조성물 내에 함유된 수지를 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 눈부심-방지 층은 그 표면 상에 입사되는 확산된 광의 확산 반사 성분을 정량적으로 결정함으로써 측정될 때에 1.7 이하의 백색 탁도를 갖는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 눈부심-방지 층은 상기 미세 입자의 평균 입자 직경 내지 상기 미세 입자의 평균 입자 직경의 3배의 범위 내의 건조된 평균 코팅 두께를 갖는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미세 입자는 유기 미세 입자이고,
    상기 유기 미세 입자의 표면 에너지와 상기 용제의 표면 장력 사이의 차이가 8 내지 13 mN/m인 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 미세 입자는 주로 스티렌으로 구성되고, 상기 용제는 23 mN/m 이하의 표면 장력을 갖는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 미세 입자는 주로 아크릴-스티렌 공중합체로 구성되는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 아크릴-스티렌 공중합체는 60 내지 90 질량%의 스티렌 성분과, 10 내지 40 질량%의 아크릴 성분을 포함하는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 눈부심-방지 층은 4 내지 10%의 미세 입자에 대한 충전 비율을 갖는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 코팅 조성물 건조 단계에서, 상기 미세 입자는 상기 용제의 휘발 중에 유발되는 대류에 의해 주로 평면-내부 방향으로 응집되는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 응집된 미세 입자는 상기 눈부심-방지 층의 표면에서 상기 수지로 덮이는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 수지는 이온화 복사선-경화성 수지, 열경화성 수지 또는 이들의 혼합된 수지이고, 상기 코팅 조성물을 건조한 후에 액체 상태로 남아 있는 모노머, 올리고머 및 폴리머 중 적어도 1개를 함유하는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 수지 경화 단계에서, 상기 수지는 버나드 셀 구조가 표면 내에 형성된 상태에서 이온화 복사선 또는 가열에 의해 경화되는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 눈부심-방지 층은 0.003 내지 0.05 ㎛의 제곱 평균 경사(RΔq)를 갖는 표면을 갖는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 미세 입자는 수지로 덮이고, 상기 미세 입자는 상기 눈부심-방지 층의 표면으로부터 돌출하지 않는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 수지 경화 단계 후, 적어도 수지 및 용제를 포함하는 코팅 조성물을 상기 눈부심-방지 층에 도포하는 단계와,
    상기 눈부심-방지 층 상에 투명 수지 층을 형성하기 위해 상기 눈부심-방지 층에 도포된 코팅 조성물을 건조하고 경화시키는 단계를 추가로 포함하는 눈부심- 방지 필름을 제조하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 눈부심-방지 층에 도포된 코팅 조성물은 입자 근처에서의 경사를 감소시키기 위해 상기 눈부심-방지 층의 표면 내의 돌출 부분을 덮는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 눈부심-방지 층에 도포된 코팅 조성물 내에 함유된 수지는 건조된 후에 고체 상태로 변화되는 건조 경화 수지를 포함하는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 눈부심-방지 층에 도포된 코팅 조성물 내에 함유된 수지는 이온화 복사선-경화성 또는 열경화성 모노머, 올리고머 및 폴리머 중 적어도 1개를 포함하고,
    투명 수지 형성 단계에서, 상기 수지는 이온화 복사 또는 가열에 의해 경화되는 눈부심-방지 필름을 제조하는 방법.
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