KR20120029356A - 방현 필름 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름으로서, 내부 헤이즈가 1% 이하이고, 표면 헤이즈가 0.4% 이상 10% 이하이며, 상기 미세 요철 표면의 평균면의 주법선 방향으로부터 입사되고, 상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하며, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면인 최고 표고면으로부터 출사되는 파장 550 ㎚의 평면파에 대해서, 상기 최고 표고면에서의 복소 진폭을 상기 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산하고, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

방현 필름 및 액정 표시 장치{ANTI-GLARE FILM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

본 발명은, 방현성이 우수한 방현(안티 글레어) 필름, 및 이것을 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

[방현 필름]

액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 패널, 브라운관(음극선관: CRT) 디스플레이, 유기 일렉트로루미네선스(EL) 디스플레이 등의 화상 표시 장치는, 그 표시면에 외광이 반사되면 시인성(視認性)이 현저히 손상되어 버린다. 이러한 외광의 반사를 방지하기 위해, 화질을 중시하는 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터, 외광이 강한 옥외에서 사용되는 비디오 카메라나 디지털 카메라, 반사광을 이용하여 표시를 행하는 휴대전화 등에서는, 종래부터 화상 표시 장치의 표면에 외광이 반사되는 것을 방지하기 위해 방현 필름이 사용되고 있다.

이러한 방현 필름으로서, 예컨대 일본 특허 공개 제2006-53371호 공보에는, 기재를 연마하고, 샌드 블라스트 가공을 실시한 후, 무전해 니켈 도금을 실시하는 것에 의해, 표면에 미세한 요철을 갖는 롤을 제조하고, 이러한 롤의 요철면을 TAC 필름상에 형성된 광경화성 수지층에 압박하면서 경화하여 제작된 방현 필름이 기재되어 있다.

[액정 표시 장치]

액정 표시 장치는 경량, 박형, 저소비 전력 등의 특징으로부터, 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대단말 등에 이용이 진행되고 있다. 텔레비전 등의 영상을 표시할 목적으로 이용되는 액정 표시 장치에서는, 시인성, 특히 정면에서 관찰했을 때의 콘트라스트비와, 비스듬한 방향에서 관찰했을 때의 콘트라스트비, 즉 시야각 특성이 중요시된다.

또한, 액정 표시 장치는, 그 표시면에 외광이 반사되면 시인성이 현저히 손상되어 버린다. 이러한 외광의 반사를 방지하기 위해, 화질을 중시하는 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터, 외광이 강한 옥외에서 사용되는 비디오 카메라나 디지털 카메라, 반사광을 이용하여 표시를 행하는 휴대전화 등에서는, 종래부터 액정 표시 장치의 표면에 외광의 반사를 방지하기 위한 방현 필름이 사용되고 있다.

방현 필름에는, 방현성이 요구되는 것 외, 화상 표시 장치의 표면에 배치했을 때에 양호한 콘트라스트를 나타내는 것, 액정 표시 장치의 표면에 배치했을 때에 산란광에 의해 표시면 전체가 하얀 빛을 띠게 되어, 표시가 탁한 색이 되는, 소위 「백화」의 발생을 억제하는 것, 및 액정 표시 장치의 표면에 배치했을 때에 액정 표시 장치의 화소와 방현 필름의 표면 요철 형상이 간섭하여, 그 결과로서 휘도 분포가 발생하여 보기 어려워지는, 소위 「번쩍임(glittering)」 현상의 발생을 억제하는 것이 요구되고 있다.

[제1 본 발명의 과제]

방현 필름에는, 방현성이 요구되는 것 외, 화상 표시 장치의 표면에 배치했을 때에 양호한 콘트라스트를 나타내는 것, 화상 표시 장치의 표면에 배치했을 때에 산란광에 의해 표시면 전체가 하얀 빛을 띠게 되어, 표시가 탁한 색이 되는, 소위 「백화(Whitening)」의 발생을 억제하는 것, 및 화상 표시 장치의 표면에 배치했을 때에 화상 표시 장치의 화소와 방현 필름의 표면 요철 형상이 간섭하여, 그 결과로서 휘도 분포가 발생하여 보기 어려워지는, 소위 「번쩍임(glittering)」 현상의 발생을 억제하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 방현 필름은, 샌드 블라스트 가공에 의해 요철 형상을 형성한 금형을 사용하여 제작되기 때문에 요철 형상의 정밀도의 점에서 충분하지 않고, 특히 50 ㎛ 이상의 주기를 갖는 비교적 큰 요철 형상을 갖는 경우가 있기 때문에, 「번쩍임」을 발생하기 쉬웠다.

제1 본 발명의 목적은, 우수한 방현성을 나타내면서, 양호한 콘트라스트를 발현하여, 「백화」나 「번쩍임」의 발생에 의한 시인성의 저하를 방지할 수 있는 방현 필름을 제공하는 것에 있다.

[제1 본 발명]

제1 본 발명은, 투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름으로서, 내부 헤이즈가 1% 이하이고, 표면 헤이즈가 0.4% 이상 10% 이하이며, 상기 미세 요철 표면의 평균면의 주법선 방향으로부터 입사하고, 상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하며, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면인 최고 표고면으로부터 출사하는 파장 550 ㎚의 평면파에 대해서, 상기 최고 표고면에서의 복소 진폭(complex amplitude)을 상기 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산하고, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼(power spectrum)을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 방현 필름을 제공한다.

제1 본 발명에 따른 방현 필름의 일 양태에서, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 공간 주파수에 관한 이계 도함수(second order derivative)는, 공간 주파수 0.024 ㎛^-1에서 정(正)인 것이 바람직하다.

제1 본 발명에 따른 방현 필름의 일 양태에서는, 상기 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5˚ 이상인 미소면의 비율이 10% 미만인 것이 바람직하다.

[제1 본 발명의 효과]

제1 본 발명의 방현 필름은, 우수한 방현성을 나타내면서, 양호한 콘트라스트를 발현하여, 「백화」나 「번쩍임」의 발생에 의한 시인성의 저하를 방지한 것이 된다.

[제2 본 발명의 과제]

콘트라스트비, 시야각 특성 및 방현성을 개량한 액정 표시 장치로서, 일본 특허 공개 제2006-039270호 공보 및 일본 특허 공개 제2007-256766호 공보에는, 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에 정해진 위상차 필름과 방현 필름을 갖는 편광판을 배치한 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 보다 구체적으로는, 일본 특허 공개 제2006-039270호 공보에는, 수직 배향 모드의 액정셀, 직선 편광자, 일축성 또는 이축성의 위상차판 및 완전 이축성의 위상차판과 함께, 정해진 도메인 면적으로 분할되어 있는 방현층을 적용함으로써, 시인성이 개량된 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 또한 일본 특허 공개 제2007-256766호 공보에는, 수직 배향 모드의 액정셀의 상하에 직선 편광자를 배치하고, 어느 한 쪽의 셀 기판과 직선 편광자 사이에 정의 일축성 또는 이축성의 위상차판을 배치하며, 그 위상차판과 셀 기판 사이 또는 다른쪽 셀 기판과 직선 편광자 사이에 완전 이축성의 위상차판을 배치하고, 또한 그 표시면측, 즉 시인측에, 특정한 광학 특성을 부여하여, 특정한 표면 형상을 갖는 방현층을 배치하는 것에 의해, 시인성이 개량된 액정 표시 장치가 개시되어 있다.

그러나, 일본 특허 공개 제2006-039270호 공보 및 일본 특허 공개 제2007-256766호 공보에 기재된 방현 필름은, 블라스트 가공에 의해 요철 형상을 형성한 엠보스형을 이용하여 제작되기 때문에 요철 형상의 정밀도가 충분하지 않고, 특히 50 ㎛ 이상의 주기를 갖는 비교적 큰 요철 형상을 갖는 경우가 있기 때문에, 「번쩍임」이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다.

제2 본 발명의 목적은, 우수한 방현성을 나타내면서, 양호한 콘트라스트 및 넓은 시야각 특성을 발현하여, 「백화」나 「번쩍임」의 발생에 의한 시인성의 저하가 발생하지 않는 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

[제2 본 발명]

제2 본 발명은, 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판 사이에 액정이 봉입되고, 상기 액정이 전압 무인가 상태에서는 상기 셀 기판 근방에서 상기 셀 기판에 대하여 수직 방향으로 배향되어 있는 액정셀과, 상기 액정셀의 시인측에 배치된 전면측 편광 필름과, 그 반대측에 배치된 배면측 편광 필름과, 상기 배면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 또는 상기 전면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 또는 양자 모두에 배치된 1장 이상의 위상차 필름과, 투명 지지체 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 갖는 방현층을 포함하는 방현 필름을 구비하고, 또한 상기 방현 필름이, 상기 전면측 편광 필름의 상기 액정셀을 마주하는 면과 반대측에, 방현층이 가장 시인측이 되도록, 배치되어 있는 액정 표시 장치로서, 상기 방현 필름은, 내부 헤이즈가 1% 이하이며, 표면 헤이즈가 0.4% 이상 10% 이하이고, 상기 미세 요철 표면의 평균면의 주법선 방향으로부터 입사되고, 상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하며, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면인 최고 표고면으로부터 출사되는 파장 550 ㎚의 평면파에 대해서, 상기 최고 표고면에서의 복소 진폭을 상기 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산하고, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치이다.

제2 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서는, 상기 위상차 필름의 면내 위상차값(R₀)이 50 ㎚ 이상 80 ㎚ 이하이며, 상기 위상차 필름의 두께 방향 위상차값(R_th)이 120 ㎚ 이상 250 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

제2 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 공간 주파수에 관한 이계 도함수는, 공간 주파수 0.024 ㎛^-1에서 정인 것이 바람직하다.

제2 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서는, 상기 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5˚ 이상인 미소면의 비율이 10% 미만인 것이 바람직하다.

[제2 본 발명의 효과]

제2 본 발명의 액정 표시 장치는, 우수한 방현성을 나타내면서, 양호한 콘트라스트와 넓은 시야각 특성을 발현하여, 「백화」나 「번쩍임」의 발생에 의한 시인성의 저하를 방지한 것이 된다.

[제3 본 발명의 과제]

콘트라스트비, 시야각 특성 및 방현성을 개량한 액정 표시 장치로서, 일본 특허 공개 제2006-053511호 공보 및 일본 특허 공개 제2007-256765호 공보에는, 트위스티드 네마틱형 액정 표시 장치에 정해진 광학 이방성층과 방현 필름을 갖는 편광판을 배치한 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 보다 구체적으로는, 일본 특허 공개 제2006-053511호 공보에는, 2장의 전극 기판 사이에 트위스티드 네마틱형 액정을 협지하여 이루어지는 액정셀, 직선 편광자, 광학적으로 부(負) 또는 정의 일축성으로 그 광축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 경사진 광학 이방성층과 함께, 정해진 도메인 면적으로 분할되어 있는 방현층을 적용함으로써, 시인성이 개량된 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 또한 일본 특허 공개 제2007-256765호 공보에는, 2장의 전극 기판 사이에 트위스티드 네마틱형 액정을 협지하여 이루어지는 액정셀, 직선 편광자, 광학적으로 부 또는 정의 일축성으로 그 광축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 경사진 광학 이방성층과 함께, 특정한 광학 특성을 부여하여, 특정한 표면 형상을 갖는 방현층을 배치하는 것에 의해, 시인성이 개량된 액정 표시 장치가 개시되어 있다.

그러나, 일본 특허 공개 제2006-053511호 공보 및 일본 특허 공개 제2007-256765호 공보에 기재된 방현 필름은, 블라스트 가공에 의해 요철 형상을 형성한 엠보스형을 이용하여 제작되기 때문에 요철 형상의 정밀도가 충분하지 않고, 특히 50 ㎛ 이상의 주기를 갖는 비교적 큰 요철 형상을 갖는 경우가 있기 때문에, 「번쩍임」이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다.

제3 본 발명의 목적은, 우수한 방현성을 나타내면서, 양호한 콘트라스트 및 넓은 시야각 특성을 발현하여, 「백화」나 「번쩍임」의 발생에 의한 시인성의 저하가 발생하지 않는 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

[제3 본 발명]

제3 본 발명은, 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판 사이에 트위스티드 네마틱형 액정(twisted nematic type liquid crystal)이 봉입된 액정셀과, 상기 액정셀의 시인측에 배치된 전면측 편광 필름과, 그 반대측에 배치된 배면측 편광 필름과, 상기 배면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 및 상기 전면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 광학 이방성층(optical anisotropic layer)과, 투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름을 구비하고, 또한 상기 방현 필름이, 상기 전면측 편광 필름의 상기 액정셀을 마주하는 면과 반대측에, 방현층이 가장 시인측이 되도록, 배치되어 있는 액정 표시 장치로서, 상기 방현 필름은, 내부 헤이즈가 1% 이하이고, 표면 헤이즈가 0.4% 이상 10% 이하이며, 상기 미세 요철 표면의 평균면의 주법선 방향으로부터 입사되고, 상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하며, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면인 최고 표고면으로부터 출사되는 파장 550 ㎚의 평면파에 대해서, 상기 최고 표고면에서의 복소 진폭을 상기 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산하고, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 제공한다.

제3 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서, 상기 광학 이방성층은, 상기 배면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 및 상기 전면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

제3 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서, 상기 광학 이방성층은, 광학적으로 부 또는 정의 일축성으로, 그 광학축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 경사진 것이 바람직하다.

제3 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서는, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 공간 주파수에 관한 이계 도함수가 공간 주파수 0.024 ㎛^-1에서 정인 것이 바람직하다.

제3 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서는, 상기 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5˚ 이상인 미소면의 비율이 10% 미만인 것이 바람직하다.

[제3 본 발명의 효과]

제3 본 발명의 액정 표시 장치는, 우수한 방현성을 나타내면서, 양호한 콘트라스트와 넓은 시야각 특성을 발현하여 「백화」나 「번쩍임」의 발생에 의한 시인성의 저하를 방지한 것이 된다.

[제4 본 발명의 과제]

콘트라스트비, 시야각 특성 및 방현성을 개량한 액정 표시 장치로서, 일본 특허 공개 제2008-209861호 공보에는, 인플레인 스위칭(IPS) 모드의 액정 표시 장치에 정해진 위상차 필름과 방현 필름을 갖는 편광판을 배치한 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 보다 구체적으로는, 일본 특허 공개 제2008-209861호 공보에는, IPS 모드의 액정셀의 상하에 편광판을 배치하고, 배면측 편광판과 셀 기판 사이에 위상차판을 1장 이상 배치하여, 배면측 편광판을 구성하는 편광자의 액정셀측 표면으로부터 액정셀의 배면측 기판 표면까지의 사이에 존재하는 복굴절층의 위상차값을 정해진 범위로 하고, 또한 전면측 편광판을 구성하는 편광자의 액정셀측 표면으로부터 액정셀의 전면측 기판 표면까지 사이의 두께 방향 위상차값을 제로에 근접시키며, 그리고 그 표시면측, 즉 시인측에, 특정한 광학 특성을 부여하여, 특정한 표면 형상을 갖는 방현층을 배치하는 것에 의해, 콘트라스트 등이 한층 더 개량된 액정 표시 장치가 개시되어 있다.

그러나, 일본 특허 공개 제2008-209861호 공보에 기재된 방현 필름은, 블라스트 가공에 의해 요철 형상을 형성한 엠보스형을 이용하여 제작되기 때문에 요철형상의 정밀도가 충분하지 않고, 특히 50 ㎛ 이상의 주기를 갖는 비교적 큰 요철 형상을 갖는 경우가 있기 때문에, 「번쩍임」이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다.

제4 본 발명의 목적은, 우수한 방현성을 나타내면서, 양호한 콘트라스트 및 넓은 시야각 특성을 발현하여, 「백화」나 「번쩍임」의 발생에 의한 시인성의 저하가 발생하지 않는 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

[제4 본 발명]

제4 본 발명은, 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판 사이에 액정이 봉입되고, 상기 액정이 상기 셀 기판에 평행하게, 또한 동일 방향으로 배향되어 있는 액정셀과, 상기 액정셀의 시인측에 배치된 전면측 편광 필름과, 그 반대측에 배치된 배면측 편광 필름과, 투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름을 구비하고, 상기 전면측 편광 필름의 상기 액정셀을 마주하는 면과 반대측에, 방현층이 가장 시인측이 되도록, 배치되어 있는 액정 표시 장치로서, 상기 방현 필름은, 내부 헤이즈가 1% 이하이고, 표면 헤이즈가 0.4% 이상 10% 이하이며, 상기 미세 요철 표면의 평균면의 주법선 방향으로부터 입사되고, 상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하며, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면인 최고 표고면으로부터 출사되는 파장 550 ㎚의 평면파에 대해서, 상기 최고 표고면에서의 복소 진폭을 상기 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산하고, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 하는, 액정 표시 장치이다.

제4 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서는, 상기 전면측 편광 필름의 액정셀측 표면에 투명 보호 필름을 갖지 않고, 상기 전면측 편광 필름이 상기 액정셀의 전면측 표면에 직접 접합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 제4 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서는, 상기 전면측 편광 필름의 액정셀측 표면에 투명 보호 필름을 가지며, 상기 투명 보호 필름의 두께 방향 위상차값(R_th)이 -10 ㎚ 내지 +40 ㎚ 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 투명 보호 필름은 셀룰로오스아세테이트계 수지 또는 노르보르넨계 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

제4 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서는, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 공간 주파수에 관한 이계 도함수는, 공간 주파수 0.024 ㎛^-1에서 정인 것이 바람직하다.

제4 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 양태에서는, 상기 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5˚ 이상인 미소면의 비율이 10% 미만인 것이 바람직하다.

[제4 본 발명의 효과]

제4 본 발명의 액정 표시 장치는, 우수한 방현성을 나타내면서, 양호한 콘트라스트와 넓은 시야각 특성을 발현하여, 「백화」나 「번쩍임」의 발생에 의한 시인성의 저하를 방지한 것이 된다.

도 1은 제1?제4 본 발명의 방현 필름의 표면을 모식적으로 도시하는 사시도.
도 2는 미세 요철 표면의 표고 h(x, y)와 표고 기준면 및 최고 표고면과의 관계를 도시하는 모식도.
도 3은 표고를 나타내는 함수 h(x, y)가 이산적으로 얻어지는 상태를 도시하는 모식도.
도 4는 제1?제4 본 발명의 방현 필름의 미세 요철 표면의 표고를 2차원의 이산 함수 h(x, y)로 나타낸 도면.
도 5는 2차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f_x, f_y)를 주파수 공간에서의 원점으로부터의 거리(f)로 평균화하는 방법을 설명하는 모식도.
도 6은 도 3에 도시한 2차원 함수 h(x, y)로부터 계산된 복소 진폭을 이산 푸리에 변환하여 얻어진 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)를 도시한 도면.
도 7은 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)를 선형 보간(linear interpolation)하는 상태를 도시하는 모식도.
도 8은 도 6의 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)를 선형 보간하는 것에 의해, 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수(discrete function)로서 얻어진 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)를 도시하는 도면.
도 9는 도 8의 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²를 도시한 도면.
도 10은 공간 주파수 0.03 ㎛^-1의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 강도와 반사 선명도의 관계를 나타내는 도면.
도 11은 번쩍임 평가용 패턴의 유닛셀을 도시하는 평면도.
도 12는 번쩍임 평가의 상태를 도시하는 단면 모식도.
도 13은 공간 주파수 0.02 ㎛^-1의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 강도와 번쩍임의 평가 결과의 관계를 나타내는 도면.
도 14는 미세 요철 표면의 경사 각도의 측정 방법을 설명하기 위한 모식도.
도 15는 방현 필름의 미세 요철 표면의 미소면의 경사 각도 분포의 막대 그래프의 일례를 도시하는 그래프.
도 16은 제1?제4 본 발명의 방현 필름을 제작하기 위해 이용한 패턴인 화상 데이터를 모식적으로 도시하는 도면.
도 17은 도 16에 도시한 패턴을 이산 푸리에 변환하여 얻어진 파워 스펙트럼 G²(f)를 도시하는 도면.
도 18은 제1?제4 본 발명의 방현 필름의 제조에 바람직하게 이용되는 금형의 제조 방법의 전반 부분의 바람직한 일례를 모식적으로 도시하는 도면.
도 19는 제1?제4 본 발명의 방현 필름의 제조에 바람직하게 이용되는 금형의 제조 방법의 후반 부분의 바람직한 일례를 모식적으로 도시하는 도면.
도 20은 실시예 4의 금형 제작시에 사용한 패턴을 도시하는 도면.
도 21은 비교예 1의 금형 제작시에 사용한 패턴을 도시하는 도면.
도 22는 실시예 2의 금형 제작시에 사용한 패턴을 도시하는 도면.
도 23은 도 20?도 22에 도시한 패턴의 파워 스펙트럼 G²(f)를 도시하는 도면.
도 24는 실시예 1?4의 방현 필름의 표고로부터 계산된 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²를 도시한 도면.
도 25는 비교예 1?3의 방현 필름의 표고로부터 계산된 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²를 도시한 도면.
도 26은 실시예 21, 비교예 21 및 비교예 22에서 이용되는 방현 필름 A?C의 표고로부터 계산된 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²를 도시하는 도면.
도 27은 제2 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 도시하는 단면 모식도.
도 28은 제2 본 발명의 액정 표시 장치의 다른 예를 도시하는 단면 모식도.
도 29는 제2 본 발명의 액정 표시 장치의 또 다른 예를 도시하는 단면 모식도.
도 30은 제2 본 발명의 액정 표시 장치의 또 다른 예를 도시하는 단면 모식도.
도 31은 제2 본 발명의 액정 표시 장치의 또 다른 예를 도시하는 단면 모식도.
도 32는 제2 본 발명의 액정 표시 장치의 또 다른 예를 도시하는 단면 모식도.
도 33은 실시예 31 및 41에서 이용되는 방현 필름 A, 및 비교예 31 및 41에서 이용되는 방현 필름 B의 표고로부터 계산된 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²를 도시하는 도면.
도 34는 제3 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 도시하는 단면 모식도.
도 35는 제3 본 발명의 액정 표시 장치의 다른 예를 도시하는 단면 모식도.
도 36은 제3 본 발명의 액정 표시 장치의 또 다른 예를 도시하는 단면 모식도.
도 37은 제4 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 도시하는 단면 모식도.
도 38은 제4 본 발명의 액정 표시 장치의 다른 예를 도시하는 단면 모식도.

[제1 본 발명의 일 실시형태]

<방현 필름>

이하, 제1 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서, 상세히 설명한다.

제1 본 발명의 방현 필름은, 투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름으로서, 그 내부 헤이즈는 1% 이하이고, 표면 헤이즈는 0.4% 이상 10% 이하이다.

또한, 제1 본 발명의 방현 필름은, 미세 요철 표면의 평균면에 수직인 주법선 방향으로 조사되고, 상기 투명 지지체측으로부터 입사되어 방현층측으로부터 출사되는 파장 550 ㎚의 평면파에 대해서, 최고 표고면에서의 복소 진폭을, 상기 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산하며, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 한다. 여기서, 미세 요철 표면의 평균면이란, 상기 미세 요철 표면의 표고를 측정했을 때의 평균으로부터 구해지는 평면을 말한다. 최고 표고면이란, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면으로서, 상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하는 평면을 말한다.

지금까지 방현 필름의 미세 요철 표면의 주기에 대해서는 JISB 0601에 기재되는 거칠기 곡선 요소의 평균 길이 RSm, 단면 곡선 요소의 평균 길이 PSm, 및 주름 곡선 요소의 평균 길이 WSm 등으로 평가되어 있었다. 그러나, 이러한 종래의 평가 방법에서는, 미세 요철 표면에 포함되는 복수의 주기를 정확히 평가할 수 없었다. 따라서, 번쩍임과 미세 요철 표면과의 상관 및 방현성과 미세 요철 표면과의 상관에 대해서도 정확히 평가할 수 없어, 번쩍임의 억제와 충분한 방현 성능을 겸비하는 방현 필름을 제작하는 것이 어려웠다.

본 발명자 등은, 투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름에 있어서, 상기 최고 표고면에서의 상기 평면파의 복소 진폭이 특정한 공간 주파수 분포를 나타내는 바와 같이 하면, 충분한 방현 효과를 발현하면서, 번쩍임이 충분히 방지되는 것을 발견하였다. 여기서, 「최고 표고면에서의 평면파의 복소 진폭」은, 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산되는 것이다. 즉, 제1 본 발명에 의하면, 방현 필름의 미세 요철 표면의 형상을, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 변곡점이 특정한 범위 내에 위치하는 형상으로 한다. 이것에 의해, 제1 본 발명은, 우수한 방현 성능을 나타내면서, 백화에 의한 시인성의 저하가 방지되고, 또한 고선명의 화상 표시 장치의 표면에 배치했을 때에, 번쩍임을 발생시키지 않고 높은 콘트라스트를 발현하는 방현 필름을 제공할 수 있다.

우선, 방현 필름(방현층)의 미세 요철 표면의 표고에 대해서 설명한다. 도 1은, 제1 본 발명의 방현 필름의 표면을 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 제1 본 발명의 방현 필름(1)은, 그 표면에 미세한 요철(2)이 형성된 미세 요철 표면을 갖는 방현층을 구비한다.

제1 본 발명에서 말하는 「미세 요철 표면의 표고」란, 방현 필름(1) 표면의 임의의 점 P와, 표고 기준면(표고는 기준으로서 0 ㎛) 사이의, 주법선 방향(표고 기준면에 수직인 방향)에서의 직선 거리를 의미한다. 여기서, 표고 기준면이란, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면으로서, 미세 요철 표면의 표고를 측정했을 때에 최저의 표고를 갖는 점을 포함하는 평면이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 미세 요철 표면의 평균 면내의 직교 좌표를 (x, y)로 표시한 경우, 좌표(x, y)에서의 미세 요철 표면의 표고를 h(x, y)로 한다. 도 1에는, 방현 필름(1) 전체의 면을 투영한 평면인 투영면(3)을 표시하고 있다.

미세 요철 표면의 표고는, 공초점(共焦点) 현미경, 간섭 현미경, 원자간력 현미경(AFM) 등의 장치에 의해 측정되는 표면 형상의 3차원 정보로부터 구할 수 있다. 측정기에 요구되는 수평 분해능은, 적어도 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 2 ㎛ 이하이며, 또한 수직 분해능은, 적어도 0.1 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이하이다. 이 측정에 적합한 비접촉 3차원 표면 형상?거칠기 측정기로서는, New View 5000 시리즈[Zygo Corporation사제(製), 일본에서는 자이고(주)로부터 입수 가능], 3차원 현미경 PLμ2300(Sensofar사제) 등을 들 수 있다. 측정 면적은, 복소 진폭의 2차원 파워 스펙트럼의 분해능이 0.008 ㎛^-1 이하여야 하기 때문에, 적어도 125 ㎛×125 ㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500 ㎛×500 ㎛ 이상이다.

도 2에 미세 요철 표면의 표고 h(x, y)와, 표고 기준면(20)(미세 요철 표면의 표고를 측정했을 때에 최저의 표고를 갖는 점을 포함하는 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면) 및 최고 표고면(21)(상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하고, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면)과의 관계를 모식적으로 도시하였다. 여기서, 최고 표고면(21)의 표고를 h_max(㎛)로 한다.

좌표(x, y)에서의 표고 기준면(20)과 최고 표고면(21) 사이의 광로 길이 d(x, y)는, 표고에 관한 2차원 함수 h(x, y)를 이용하여 식 (1)로 나타낼 수 있다.

식 (1)

여기서 n_AG는 방현층의 굴절률이고, n_air는 공기의 굴절률이다. 여기서 공기의 굴절률 n_air를 1로 근사하면, 식 (1)은 식 (2)로 나타낼 수 있다.

식 (2)

다음에, 단일 파장(λ)의 평면파가, 필름의 주법선 방향(5)(미세 요철 표면의 평균면에 수직인 방향)으로 조사되고, 투명 지지체측[표고 기준면(20)측]으로부터 입사되고, 방현층측[최고 표고면(21)측]으로 출사되는 경우에서의, 상기 평면파의 복소 진폭에 대해서 설명한다. 복소 진폭이란, 파동의 진폭을 복소 표시한 경우에서, 시간의 요소를 포함하지 않는 부분을 말한다. 단일 파장(λ)의 평면파의 진폭은, 일반적으로 이하의 식 (3)으로 복소 표시할 수 있다.

식 (3)

여기서 A는 평면파의 최대 진폭, π는 원주율, i는 허수 단위, z는 z축 방향[주법선 방향(5)]의 좌표(원점으로부터의 광로 길이), ω은 각 주파수, t는 시간, φ₀은 초기의 위상이다.

식 (3)에서 시간에 의존하지 않는 항이 복소 진폭이다. 따라서, 식 (3)으로 나타내는 평면파에 대한 최고 표고면(21)의 좌표(x, y)에서의 복소 진폭 ψ(x, y)는, 식 (3)의 시간에 의존하지 않는 항에서, z에 상기 광로 길이 d(x, y)를 대입한 이하의 식 (4)로 나타낼 수 있다.

식 (4)

또한 식 (4)에서 평면파의 최대 진폭 A 및 초기의 위상 φ₀은 좌표(x, y)에 의존하지 않고, 좌표(x, y)에서의 미세 요철 표면의 형상의 분포를 규정하고자 하는 제1 본 발명에서 상수가 되기 때문에, 이하에서는 A=1 및 φ₀=0으로 한다. 또한 상기 식 (2)를 대입하면, 복소 진폭 ψ(x, y)는, 이하의 식 (5)로 나타낼 수 있다. 또한, 제1 본 발명에서는 λ=550 ㎚를 기준으로 한다.

식 (5)

다음에, 복소 진폭의 파워 스펙트럼을 구하는 방법에 대해서 설명한다. 우선, 식 (5)로 나타내는 2차원 함수 ψ(x, y)로부터, 식 (6)에서 정의되는 2차원 푸리에 변환에 의해 2차원 함수 Ψ(f_x, f_y)를 구한다.

식 (6)

여기서 f_x 및 f_y는 각각 x 방향 및 y 방향의 공간 주파수이고, 길이의 역수의 차원을 갖는다. 얻어진 2차원 함수 Ψ(f_x, f_y)를 제곱하는 것에 의해, 복소 진폭의 2차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f_x, f_y)를 구할 수 있다. 이 2차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f_x, f_y)는 방현 필름의 미세 요철 표면의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 공간 주파수 분포를 나타내고 있다.

이하, 방현 필름의 미세 요철 표면의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 2차원 파워 스펙트럼을 구하는 방법을 더 구체적으로 설명한다. 전술한 공초점 현미경, 간섭 현미경, 원자간력 현미경 등에 의해 실제로 측정되는 표면 형상의 3차원 정보는 일반적으로 이산적인 값, 즉 다수의 측정점에 대응하는 표고로서 얻어진다. 도 3은, 표고를 나타내는 함수 h(x, y)가 이산적으로 얻어지는 상태를 도시하는 모식도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 필름면내의 직교 좌표를 (x, y)로 표시하고, 필름 투영면(3)상에 x축 방향으로 Δx마다 분할한 선 및 y축 방향으로 Δy 마다 분할한 선을 파선으로 도시하면, 실제 측정에서는 미세 요철 표면의 표고는 필름 투영면(3)상의 각 파선의 교점마다의 이산적인 표고값으로서 얻어진다.

얻어지는 표고값의 수는 측정 범위와 Δx 및 Δy에 의해 정해지며, 도 3에 도시하는 바와 같이 x축 방향의 측정 범위를 X=(M-1)Δx로 하고, y축 방향의 측정 범위를 Y=(N-1)Δy로 하면, 얻어지는 표고값의 수는 M×N개이다.

도 3에 도시하는 바와 같이 필름 투영면(3)상의 착안점 A의 좌표를 (jΔx, kΔy)(여기서 j는 0 이상 M-1 이하이며, k는 0 이상 N-1 이하임)로 하면, 착안점 A에 대응하는 필름면상의 점 P의 표고는 h(jΔx, kΔy)로 나타낼 수 있다.

여기서, 측정 간격 Δx 및 Δy는 측정기기의 수평 분해능에 의존하여, 정밀도 좋게 미세 요철 표면을 평가하기 위해서는, 전술한 바와 같이 Δx 및 Δy 모두 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 2 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 측정 범위 X 및 Y는 전술한 바와 같이, 모두 125 ㎛ 이상이 바람직하고, 모두 500 ㎛ 이상이 보다 바람직하다.

이와 같이 실제 측정에서는, 미세 요철 표면의 표고를 나타내는 함수는, M×N개의 값을 갖는 이산 함수 h(x, y)로서 얻어진다. 측정에 의해 얻어진 이산 함수 h(x, y)로부터 식 (5)로 나타내는 복소 진폭 ψ(x, y)가 구해지고, 이 복소 진폭 ψ(x, y)와 식 (7)로 정의되는 이산 푸리에 변환에 의해 이산 함수 Ψ(f_x, f_y)가 구해지며, 이산 함수 Ψ(f_x, f_y)를 제곱하는 것에 의해 2차원 파워 스펙트럼의 이산 함수 Ψ²(f_x, f_y)가 구해진다. 식 (7)중 l은 -M/2 이상 M/2 이하의 정수이고, m은 -N/2 이상 N/2 이하의 정수이다. 또한 Δf_x 및 Δf_y는 각각 x 방향 및 y 방향의 주파수 간격이며, 식 (8) 및 식 (9)로 정의된다.

식 (7)

식 (8)

식 (9)

여기서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 본 발명의 방현 필름의 미세 요철 표면은 요철이 랜덤하게 형성되어 있기 때문에, 주파수 공간(공간 주파수 영역)에서의 2차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f_x, f_y)는 원점(f_x=0, f_y=0)을 중심으로 대칭이 된다. 따라서, 2차원 함수 Ψ²(f_x, f_y)는, 주파수 공간에서의 원점으로부터의 거리(f)(단위: ㎛^-1)를 변수로 하는 1차원 함수 Ψ²(f)로 변환할 수 있다. 제1 본 발명의 방현 필름은, 이 1차원 함수 Ψ²(f)로부터 구해지는 1차원 파워 스펙트럼이 일정한 특징을 갖는 것이다.

구체적으로는, 우선 도 5에 도시하는 바와 같이 주파수 공간에서, 원점(O)(f_x=0, f_y=0) 내지 (n-1/2)Δf 이상 (n+1/2)Δf 미만의 거리에 위치하는 모든 점(도 5중 둥근 흑점)의 개수(N_n)를 계산한다. 도 5에 도시한 예에서는 N_n=16개이다. 다음에, 원점(O)으로부터 (n-1/2)Δf 이상 (n+1/2)Δf 미만의 거리에 위치하는 모든 점의 Ψ²(f_x, f_y)의 합계값 Ψ² _n[도 5중 둥근 흑점에서의 Ψ²(f_x, f_y)의 합계값]을 계산하고, 식 (10)에 나타내는 바와 같이, 그 합계값 Ψ² _n을 점의 개수(N_n)로 나눈 것을 Ψ²(f)의 값으로 하였다.

식 (10)

여기서, M≥N의 경우, n은 0 이상 N/2 이하의 정수이며, M<N의 경우, n은 0 이상 M/2 이하의 정수이다. 또한 M 및 N은, 도 3에 도시되는 바와 같이, 각각 x축 방향의 측정점의 수 및 y축 방향의 측정점의 수를 의미한다. 또한 Δf는 (Δf_x+Δf_y)/2로 하였다.

도 6에, 이와 같이 하여 얻어진 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)를 도시한다. 도 6에 도시한 1차원 파워 스펙트럼은 잡음을 포함하고 있고, 1차원 파워 스펙트럼의 변곡점을 구하는 데 있어서, 이 잡음의 영향을 제거하기 위해, 선형 보간에 의해 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수로 변환하여, 잡음을 저감한다. 도 7에, 선형 보간에 의해 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)를 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수로 변환하는 상태를 도시하였다. 도 7의 예에서는, 공간 주파수 0.016 ㎛^-1의 값을 선형 보간하고 있고, 공간 주파수 0.016 ㎛^-1보다 작은 공간 주파수 중에서 가장 큰 공간 주파수인 0.0153 ㎛^-1의 Ψ²(f)의 값 17.7915와, 0.016 ㎛^-1보다 큰 공간 주파수 중에서 가장 작은 공간 주파수인 0.0164 ㎛^-1의 Ψ²(f)의 값 16.1581로부터, 공간 주파수 0.016 ㎛^-1의 값 16.8135를 계산하고 있다. 도 6의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)를 공간 주파수 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수로 변환한 결과를 도 8에 도시하였다. 공간 주파수 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수로 변환한 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)는 잡음이 적은 것을 알 수 있다.

복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 변곡점은, 이 공간 주파수 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수로 변환한 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 이계 도함수로부터 계산할 수 있다. 구체적으로는, 식 (11)의 차분법(difference method)에 의해 이계 도함수를 계산할 수 있다.

식 (11)

도 9에, 도 8의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 이계 도함수를 도시하였다. 도 9로부터 명백한 바와 같이, 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²는 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하에서 2회, 횡축(d²Ψ²(f)/df²=0)과 교차하고 있고, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 정으로부터 부로의 하나의 변곡점을 공간 주파수가 낮은 측에 가지며, 부로부터 정으로의 하나의 변곡점을 공간 주파수가 높은 측에 갖는 것이 명백하다. 또한 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프에서의 「변곡점」이란, 일반적 용어와 동일한 의미이지만, 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²가 0이 되는 공간 주파수에 대응한 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 그래프상의 점이다.

또한, 제1 본 발명의 방현 필름에서는, 번쩍임을 효과적으로 방지하고, 충분한 방현 효과를 얻기 위해, 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²는 공간 주파수 0.024 ㎛^-1에서 정인 것이 바람직하다. 즉, 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼이 공간 주파수 0.024㎛^-1에서 아래로 볼록한(convex downward) 형상을 갖고 있는 것이 바람직하다.

다음에, 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산되는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼과, 방현 필름의 방현 효과 및 번쩍임과의 관계에 대해서 설명한다.

(방현 효과의 평가)

방현 필름의 방현 효과는, JIS K 7105에 규정되는 방법에 준하여 측정되는 반사 선명도에 의해 평가할 수 있다. 이 규격에서는, 반사 선명도는, 암부와 명부의 폭의 비가 1:1로, 그 폭이 0.125 ㎜, 0.5 ㎜, 1.0 ㎜ 및 2.0 ㎜인 4종류의 광학 빗을 이용하여, 광의 입사각 45˚로 측정되는 상(像) 선명도(단위: %)의 합으로서 규정되어 있다. 단 폭 0.125 ㎜의 광학 빗을 이용한 경우, 제1 본 발명에서 규정하는 방현 필름에서는, 그 상(像) 선명도의 측정 오차가 커지기 때문에, 제1 본 발명에서의 반사 선명도에는, 폭 0.125 ㎜의 광학 빗을 이용한 경우의 상 선명도는 더하지 않는 것으로 하고, 폭이 0.5 ㎜, 1.0 ㎜ 및 2.0 ㎜인 3종류의 광학 빗을 이용하여 측정된 상 선명도의 합으로써 반사 선명도라고 부르기로 한다. 따라서, 이와 같이 정의된 반사 선명도의 최대값은 300%이다. 이 반사 선명도가 작을수록, 방현 필름의 방현 효과가 높은 것을 나타낸다.

여러 가지 미세 요철 표면을 갖는 방현 필름에 대해서, 공간 주파수 0.0024?0.3 ㎛^-1의 범위에서의 각 공간 주파수마다의 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 강도와, 반사 선명도의 상관에 대해서 분석하였다. 그 결과, 공간 주파수 0.03 ㎛^-1에서의 Ψ²(f)의 강도가 증가하는 것에 의해, 반사 선명도가 효과적으로 감소하고, 방현 효과가 높아지는 것을 알 수 있었다. 도 10에, 공간 주파수 0.03 ㎛^-1에서의 Ψ²(f)의 강도와 반사 선명도의 관계를 도시한다. 이것으로부터, 방현 필름의 방현 효과를 높이기 위해서는, 공간 주파수 0.03㎛^-1에서의 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 강도를 높여야 한다는 것을 알 수 있었다.

(번쩍임의 평가)

한편, 방현 필름의 번쩍임은 다음의 방법으로 평가하였다. 즉, 우선 도 11에 평면도로 도시하는 바와 같은 유닛셀의 패턴을 갖는 포토마스크(photomask)를 준비하였다. 이 도면에서, 유닛셀(40)은, 투명한 기판상에, 선폭 10 ㎛로 열쇠형의 크롬 차광 패턴(41)이 형성되고, 그 크롬 차광 패턴(41)이 형성되어 있지 않은 부분이 개구부(42)로 되어 있다. 여기서는, 유닛셀의 치수가 211 ㎛×70 ㎛(도면의 세로×가로), 따라서 개구부의 치수가 201 ㎛×60 ㎛(도면의 세로×가로)인 것을 이용하였다. 도시하는 유닛셀이 종횡으로 다수 나열되어 포토마스크를 형성한다.

그리고, 도 12에 모식적인 단면도로 도시하는 바와 같이, 포토마스크(43)의 크롬 차광 패턴(41)을 위로 하여, 라이트 박스(light box)(45)상의 확산판(50) 위에 두고, 유리판(47)에 점착제로 방현 필름(1)을 그 요철면이 표면이 되도록 접합한 샘플을 포토마스크(43)상에 둔다. 라이트 박스(45) 안에는, 광원(46)이 배치되어 있다. 이 상태로, 샘플로부터 약 30 ㎝ 떨어진 위치(49)에서 육안으로 확인하는 것에 의해, 번쩍임의 정도를 7단계로 관능 평가하였다. 레벨 1은 번쩍임이 전혀 확인되지 않는 상태, 레벨 7은 번쩍임이 심하게 관찰되는 상태에 해당하고, 레벨 4는 번쩍임이 아주 약간 관찰되는 상태이다.

여러 가지 미세 요철 표면을 갖는 방현 필름에 대해서, 공간 주파수 0.0024?0.3 ㎛^-1의 범위에서의 각 공간 주파수마다의 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 강도와, 전술한 번쩍임의 평가 결과와의 상관에 대해서 분석한 바, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에서의 강도가 증가하는 것에 의해, 번쩍임의 정도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 도 13에, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에서의 Ψ²(f)의 강도와 반사 선명도의 관계를 도시한다. 이것으로부터, 방현 필름의 번쩍임을 방지하기 위해서는, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에서의 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 강도를 작게 해야 하는 것을 알 수 있었다.

전술한 바와 같이, 제1 본 발명의 방현 필름은, 미세 요철 표면의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼이, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 한다. 또한, 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 공간 주파수에 관한 이계 도함수가 공간 주파수 0.024 ㎛^-1에서 정인 것이 바람직하다. 이러한 주파수 분포(1차원 파워 스펙트럼)를 나타내는 제1 본 발명의 방현 필름은, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1 근방에서는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)가 아래로 볼록한 형상을 가지며, 공간 주파수 0.03 ㎛^-1 이후에서는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)가 위로 볼록한 형상을 가지며, 또한 공간 주파수 0.01 ㎛^-1 근방에서는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)는 아래로 볼록한 형상을 갖는다. 이 결과, 번쩍임 발생의 원인이 되는 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에서의 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 강도를 작게 하고, 방현 효과에 기여하는 공간 주파수 0.03 ㎛^-1에서의 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼 Ψ²(f)의 강도를 높일 수 있다. 또한, 방현성에 효과적으로 기여하지 않고, 미세 요철 표면에 입사한 광을 산란시켜 백화의 원인이 되는 0.1 ㎛^-1 이상의 높은 공간 주파수 성분도 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명자 등은, 방현 필름에 있어서, 미세 요철 표면을 구성하는 각 미소면이 특정한 경사 각도 분포를 나타내는 바와 같이 하면, 우수한 방현 성능을 나타내면서, 백화를 효과적으로 방지하는 데에 있어서 한층 더 유효한 것을 발견하였다. 즉, 제1 본 발명의 방현 필름은, 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5˚ 이상인 미소면의 비율이 10% 미만인 것이 바람직하다. 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5˚ 이상인 미소면의 비율이 10%를 상회하거나 하면, 요철 표면의 경사 각도가 급한 미소면이 많아지고, 주위로부터의 광을 집광하여, 표시면이 전체적으로 하얗게 되는 백화가 발생하기 쉬워진다. 이러한 집광 효과를 억제하여, 백화를 방지하기 위해서는, 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5˚ 이상인 미소면의 비율이 작으면 작을수록 좋고, 5% 미만인 것이 바람직하며, 2% 미만인 것이 보다 바람직하다.

여기서, 제1 본 발명에서 말하는 「미세 요철 표면의 미소면의 경사 각도」란, 도 1에 도시하는 방현 필름(1) 표면의 임의의 점 P에서, 후술하는 점 P를 포함하는 미소면의 요철을 가미한 국소적인 법선(6)과 필름의 주법선 방향(5)이 이루는 각도(θ)를 의미한다. 미세 요철 표면의 경사 각도에 대해서도 표고와 마찬가지로, 공초점 현미경, 간섭 현미경, 원자간력 현미경(AFM) 등의 장치에 의해 측정되는 표면 형상의 3차원 정보로부터 구할 수 있다.

도 14는, 미세 요철 표면의 미소면의 경사 각도의 측정방법을 설명하기 위한 모식도이다. 구체적인 경사 각도의 결정 방법을 설명하면, 도 14에 도시하는 바와 같이, 점선으로 표시되는 가상적인 평면 FGHI상의 착안점 A를 결정하고, 착안점 A를 통과하는 x축상에서의 착안점 A 근방에, 점 A에 대하여 거의 대칭으로 점 B 및 D를 취하고, 또한 착안점 A를 통과하는 y축상에서의 착안점 A 근방에, 점 A에 대하여 거의 대칭으로 점 C 및 E를 취하며, 이들 점 B, C, D, E에 대응하는 필름면상의 점 Q, R, S, T를 결정한다. 또한 도 14에서는, 필름면내의 직교 좌표를 (x, y)로 표시하고, 필름 두께 방향의 좌표를 z로 표시하고 있다. 평면 FGHI는 y축상의 점 C를 통과하는 x축에 평행한 직선, 및 마찬가지로 y축상의 점 E를 통과하는 x축에 평행한 직선과, x축상의 점 B를 통과하는 y축에 평행한 직선, 및 마찬가지로 x축상의 점 D를 통과하는 y축에 평행한 직선의 각각의 교점 F, G, H, I에 의해 형성되는 면이다. 또한 도 14에서는, 평면 FGHI에 대하여, 실제 필름면의 위치가 위쪽에 오도록 그려져 있으나, 착안점 A가 취하는 위치에 따라 당연하지만, 실제 필름면의 위치가 평면 FGHI의 위쪽에 오는 경우도 있고, 아래쪽으로 오는 경우도 있다.

그리고, 얻어지는 표면 형상 데이터의 경사 각도는, 착안점 A에 대응하는 실제의 필름면상의 점 P와, 그 근방에 취해진 4점 B, C, D, E에 대응하는 실제 필름면상의 점 Q, R, S, T의 합계 5점에 의해 펼쳐지는 폴리곤(polygon) 4평면(즉, 4개의 삼각형 PQR, PRS, PST, PTQ)의 각 법선 벡터(6a, 6b, 6c, 6d)를 평균하여 얻어지는 국소적인 법선(벡터)(6)의 극각(polar angle)[도 1에서, 필름의 주법선 방향(5)이 이루는 각도(θ)]을 구하는 것에 의해, 얻을 수 있다. 각 측정점(미소면)에 대해서 경사 각도를 구한 후, 막대 그래프가 계산된다.

도 15는, 방현 필름의 미세 요철 표면의 미소면의 경사 각도 분포의 막대 그래프의 일례를 도시하는 그래프이다. 도 15에 도시하는 그래프에서, 횡축은 경사 각도로서, 0.5˚ 피치로 분할되어 있다. 예컨대 가장 좌측의 세로 막대는, 경사 각도가 0˚?0.5˚의 범위에 있는 집합의 분포를 나타내고, 이하, 우측으로 감에 따라 각도가 0.5˚씩 커지고 있다. 도면에서는, 횡축의 2눈금마다 값의 상한값을 표시하고 있고, 예컨대 횡축에서 「1」인 부분은, 경사 각도가 0.5˚?1˚의 범위에 있는 미소면의 집합의 분포를 나타낸다. 또한, 종축은 그 집합 전체에 대한 비율을 나타내고, 합계하면 1이 되는 값이다. 이 예에서는, 경사 각도가 5˚ 이상인 미소면의 비율은 거의 0이다.

또한, 제1 본 발명의 방현 필름의 표면 헤이즈는 0.4% 이상 10% 이하인 것이 바람직하고, 내부 헤이즈는 1% 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 방현 필름의 표면 헤이즈 및 내부 헤이즈는, 다음과 같이 하여 측정된다. 즉, 우선, 방현층을 투명 지지체상에 형성한 후, 투명 지지체의 방현층이 형성되어 있지 않은 측이 접합면이 되도록, 상기 방현 필름과 유리 기판을, 투명 점착제를 이용하여 접합하고, 유리 기판측으로부터 광을 입사시켜 JIS K 7136에 준거하여 헤이즈를 측정한다. 이와 같이 하여 측정되는 헤이즈는, 방현 필름의 전체 헤이즈에 상당한다. 다음에, 방현층의 미세한 요철 형상의 표면에, 헤이즈가 거의 0인 트리아세틸셀룰로오스 필름을 글리세린을 이용하여 접합하고, 재차 JIS K 7136에 준거하여 헤이즈를 측정한다. 상기 헤이즈는, 이 미세한 요철 형상에 기인하는 표면 헤이즈가 이 표면 요철상에 접합된 트라아세틸셀룰로오스 필름에 의해 거의 상쇄되고 있기 때문에, 방현 필름의 「내부 헤이즈」로 간주할 수 있다. 따라서, 방현 필름의 「표면 헤이즈」는, 하기 식 (12):

표면 헤이즈=전체 헤이즈-내부 헤이즈 식 (12)

로부터 구해진다.

방현 필름의 표면 헤이즈는, 백화를 억제하는 관점에서, 10% 이하가 되고, 보다 효과적으로 백화를 억제하기 위해서는 5% 이하인 것이 바람직하다. 같은 이유에 의해 표면 헤이즈는 4.3% 이하가 보다 바람직하다. 한편, 표면 헤이즈는 충분한 방현성을 얻기 위해 0.4% 이상인 것이 바람직하고, 1% 이상인 것이 보다 바람직하다. 같은 이유에 의해 표면 헤이즈는 2.7% 이상이 보다 바람직하다. 또한 내부 헤이즈는 제1 본 발명의 방현 필름을 화상 표시 장치의 표면에 배치했을 때에, 높은 콘트라스트를 효과적으로 발현할 수 있는 관점에서, 1% 이하인 것을 요한다. 또한 같은 이유에 의해 내부 헤이즈는 0.1% 이하인 것이 바람직하다.

종래의 방현 필름은 미립자를 분산시킨 수지 용액을 투명 지지체상에 도포하고, 도포막 두께를 조정하여 미립자를 도포막 표면에 노출시킴으로써 랜덤한 요철을 시트상에 형성하는 방법 등에 의해 제조되어 있다. 이러한 미립자를 분산시킴으로써 제조된 방현 필름은, 번쩍임을 해소하기 위해, 바인더 수지와 미립자 사이에 굴절률차를 마련하여 광을 산란시켜, 의도적으로 내부 헤이즈를 부여하고 있는 경우가 많다. 이와 같은 방현 필름을 화상 표시 장치의 표면에 배치했을 때는, 미립자와 바인더 수지 계면에서의 광의 산란에 의해, 콘트라스트가 저하된다. 이것에 대하여, 제1 본 발명의 방현 필름에서는, 전술한 바와 같이 미세 요철 표면의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 주파수 분포(1차원 파워 스펙트럼)를 적절히 설계하고 있기 때문에, 광을 산란시켜 번쩍임을 해소할 필요가 없다. 따라서, 콘트라스트의 저하의 원인이 되는 내부 헤이즈는 작으면 작을수록 바람직하다.

<방현 필름의 제조 방법>

제1 본 발명의 방현 필름은, 전술한 복소 진폭의 주파수 분포(1차원 파워 스펙트럼)를 정밀도 좋게 얻기 위해, 1차원 파워 스펙트럼이 공간 주파수가 0 ㎛^-1보다 크고 0.04 ㎛^-1 이하인 범위에서 극대값을 갖지 않고, 공간 주파수가 0.04 ㎛^-1보다 크고 0.08㎛^-1 이하인 범위에서 극대값을 갖는 패턴을 이용하여 제작하는 것이 바람직하다. 여기서, 「패턴」이란, 제1 본 발명의 방현 필름의 미세 요철 표면을 형성하기 위한 화상 데이터나 투광부와 차광부를 갖는 마스크 등을 의미한다.

패턴의 2차원 파워 스펙트럼은, 예컨대 패턴이 화상 데이터인 경우, 화상 데이터를 2계조의 2진화 화상 데이터로 변환한 후, 화상 데이터의 계조를 2차원 함수 g(x, y)로 나타내고, 얻어진 2차원 함수 g(x, y)를 푸리에 변환하여 2차원 함수 G(fx, fy)를 계산하며, 얻어진 2차원 함수 G(fx, fy)를 제곱하는 것에 의해 구해진다. 여기서, x 및 y는 화상 데이터면내의 직교 좌표를 나타내고, f_x 및 f_y는 x 방향의 주파수 및 y 방향의 주파수를 나타내고 있다.

방현층의 미세 요철 표면의 복소 진폭의 2차원 파워 스펙트럼을 구하는 경우와 마찬가지로, 패턴의 2차원 파워 스펙트럼을 구하는 경우에 대해서도, 계조의 2차원 함수 g(x, y)는 이산 함수로서 얻어지는 경우가 일반적이다. 그 경우는, 복소 진폭의 2차원 파워 스펙트럼을 구하는 경우와 마찬가지로, 이산 푸리에 변환에 의해, 2차원 파워 스펙트럼을 계산하면 좋다. 패턴의 1차원 파워 스펙트럼은, 패턴의 2차원 파워 스펙트럼으로부터, 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼과 마찬가지로 구해진다.

도 16은 제1 본 발명의 방현 필름을 제작하기 위해 이용한 패턴인 화상 데이터의 일부를 나타낸 도면이다. 도 16에 도시한 패턴인 화상 데이터는 33 ㎜×33 ㎜의 크기이며, 12800 dpi로 작성하였다.

도 17은, 도 16에 도시한 계조의 2차원 이산 함수 g(x, y)를 이산 푸리에 변환하여 얻어진 2차원 파워 스펙트럼 G²(f_x, f_y)를 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼과 마찬가지로 원점부터의 거리(f)의 함수로서 나타낸 도면이다. 이것으로부터 도 16에 도시한 패턴은 공간 주파수 0.063 ㎛^-1에 극대값을 갖지만, 공간 주파수가 0 ㎛^-1보다 크고 0.04 ㎛^-1 이하인 범위에는 극대값을 갖지 않는 것을 알 수 있다.

방현 필름(방현층)을 제작하기 위한 패턴의 1차원 파워 스펙트럼이 0 ㎛^-1보다 크고 0.04 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖는 경우에는, 결과로서 얻어지는 방현 필름의 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼이 공간 주파수 0.02 ㎛^-1 부근에서 아래로 볼록한 형상을 갖지 않을 우려가 있다. 또한 패턴의 1차원 파워 스펙트럼이 0.04 ㎛^-1보다 크고 0.08 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖지 않는 경우에는, 결과로서 얻어지는 방현 필름의 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼이 공간 주파수 0.03 ㎛^-1 이후에서 위로 볼록한 형상을 갖지 않을 우려가 있다. 따라서, 번쩍임의 해소와 충분한 방현성을 겸비할 수 없다.

1차원 파워 스펙트럼이 0 ㎛^-1보다 크고 0.04 ㎛^-1 이하에는 극대값을 갖지 않고, 0.04 ㎛^-1보다 크고 0.08 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖는 패턴을 작성하기 위해서는, 10 ㎛ 이상 20 ㎛ 미만의 직경을 갖는 도트를 랜덤하고 균일하게 배치하면 좋다. 랜덤으로 배치하는 도트의 직경은 1종류여도 좋고, 복수 종류여도 좋다. 또한, 이와 같이 도트를 랜덤으로 배치하여 작성한 패턴으로부터, 보다 효과적으로 공간 주파수 0.04 ㎛^-1 이하의 성분을 제거하기 위해, 0.04 ㎛^-1 이하의 특정한 공간 주파수 이하의 성분을 제거하는 하이 패스 필터를 통과시켜 얻어진 패턴을 이용하여, 방현 필름 제작용 패턴으로 하여도 좋다. 또한 도트를 랜덤으로 배치하여 작성한 패턴으로부터, 보다 효과적으로 공간 주파수 0.04 ㎛^-1 이하의 성분을 제거하고, 또한 0.04 ㎛^-1보다 크고 0.08 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖는 패턴을 작성하기 위해 0.04 ㎛^-1보다 큰 특정한 공간 주파수 이하의 성분과 0.08 ㎛^-1 이하인 특정한 공간 주파수 이상의 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시켜 얻어진 패턴을 이용하여, 방현 필름 제작용 패턴으로 하여도 좋다. 하이 패스 필터나 밴드 패스 필터 등을 통과시키는 방법을 이용하여 패턴을 작성하는 경우에는, 필터를 통과시키기 전의 패턴으로서, 난수 또는 계산기에 의해 생성된 의사 난수에 의해 농담을 결정한 랜덤의 명도 분포를 갖는 패턴을 이용할 수도 있다.

제1 본 발명의 방현 필름에서는, 전술한 바와 같이 방현층의 미세 요철 표면의 공간 주파수 분포를 적절히 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 본 발명의 방현 필름은, 전술한 패턴을 이용하여 미세 요철 표면을 갖는 금형을 제조하고, 제조된 금형의 요철면을 투명 지지체상의 광경화성 수지층 등에 전사하며, 이어서 요철면이 전사된 방현층과 투명 지지체를 금형으로부터 박리하는 것에 의해, 방현 필름을 제조하는 것을 특징으로 하는 엠보스법에 의해 제조되는 것이 바람직하다.

여기서, 엠보스법으로서는, 광경화성 수지를 이용하는 UV 엠보스법, 열가소성 수지를 이용하는 핫엠보스법이 예시되고, 그 중에서도, 생산성의 관점에서, UV 엠보스법이 바람직하다.

UV 엠보스법은, 투명 지지체의 표면에 광경화성 수지층을 형성하고, 그 광경화성 수지층을 금형의 요철면에 압박하면서 경화시킴으로써, 금형의 요철면이 광경화성 수지층에 전사되는 방법이다. 구체적으로는, 투명 지지체상에 자외선 경화형 수지를 도공하고, 도공된 자외선 경화형 수지를 금형의 요철면에 밀착시킨 상태에서 투명 지지체측으로부터 자외선을 조사하여 자외선 경화형 수지를 경화시키며, 그 후 금형으로부터, 경화 후의 자외선 경화형 수지층이 형성된 투명 지지체를 박리하는 것에 의해, 금형의 형상을 자외선 경화형 수지에 전사한다.

UV 엠보스법을 이용하는 경우, 투명 지지체로서는, 실질적으로 광학적으로 투명한 필름이면 좋고, 예컨대 트리아세틸셀룰로오스 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 노르보르넨계 화합물을 모노머로 하는 비정질 환형 폴리올레핀 등의 열가소성 수지의 용제 캐스트 필름이나 압출 필름 등의 수지 필름을 들 수 있다.

또한, UV 엠보스법을 이용하는 경우에서의 자외선 경화형 수지의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 시판되는 적절한 것을 이용할 수 있다. 또한, 자외선 경화형 수지에 적절하게 선택된 광개시제를 조합하여, 자외선보다 파장이 긴 가시광에서도 경화가 가능한 수지를 이용하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트 등의 다관능 아크릴레이트를 각각 단독으로, 또는 이들 2종 이상을 혼합하여 이용하고, 그것과 이르가큐어(IRGACURE) 907(치바 스페셜티 케미컬즈사제), 이르카큐어 184(치바 스페셜티 케미컬즈사제), 루시린(Lucirin) TPO(BASF사제) 등의 광중합 개시제를 혼합한 것을 적합하게 이용할 수 있다.

한편, 핫엠보스법은, 열가소성 수지로 형성된 투명 지지체를 가열 상태에서 금형에 압박하여, 금형의 표면 형상을 투명 지지체에 전사하는 방법이다. 핫엠보스법에 이용하는 투명 지지체로서는, 실질적으로 투명한 것이면 어떠한 것이어도 좋고, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 노르보르넨계 화합물을 모노머로 하는 비정질 환형 폴리올레핀 등의 열가소성 수지의 용제 캐스트 필름이나 압출 필름 등을 이용할 수 있다. 이들의 투명 수지 필름은 또한, 위에서 설명한 UV 엠보스법에서의 자외선 경화형 수지를 도공하기 위한 투명 지지체로서도 적합하게 이용할 수 있다.

<방현 필름 제조용의 금형의 제조 방법>

이하에서는, 제1 본 발명의 방현 필름의 제조에 이용하는 금형을 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 제1 본 발명의 방현 필름의 제조에 이용하는 금형의 제조 방법에 대해서는, 전술한 패턴을 이용한 정해진 표면 형상을 얻을 수 있는 방법이면, 특별히 제한되지 않지만, 미세 요철 표면을 정밀도 좋게, 또한 재현성 좋게 제조하기 위해, 〔1〕 제1 도금 공정과, 〔2〕 연마 공정과, 〔3〕 감광성 수지막 도포 공정과, 〔4〕 노광 공정과, 〔5〕 현상 공정과, 〔6〕 제1 에칭 공정과, 〔7〕 감광성 수지막 박리 공정과, 〔8〕 제2 에칭 공정과, 〔9〕 제2 도금 공정을 기본적으로 포함하는 것이 바람직하다. 도 18은, 제1 본 발명의 방현 필름의 제조에 이용하는 금형의 제조 방법의 전반 부분의 바람직한 일례를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 18에는 각 공정에서의 금형의 단면을 모식적으로 도시하고 있다. 이하, 도 18을 참조하면서, 제1 본 발명의 방현 필름의 제조에 이용하는 금형의 제조 방법의 각 공정에 대해서 상세히 설명한다.

〔1〕 제1 도금 공정

제1 본 발명의 방현 필름의 제조에 이용하는 금형의 제조 방법에서는 우선, 금형에 이용하는 기재 표면에, 구리 도금 또는 니켈 도금을 실시한다. 이와 같이, 금형용 기재의 표면에 구리 도금 또는 니켈 도금을 실시하는 것에 의해, 이후의 제2 도금 공정에서의 크롬 도금의 밀착성이나 광택성을 향상시킬 수 있다. 이것은, 구리 도금 또는 니켈 도금이, 피복성이 높고, 평활화 작용이 강하기 때문에, 금형용 기재가 미소한 요철이나 구멍(pore) 등을 매립하여 평탄하고 광택이 있는 표면을 형성하기 때문이다. 이들 구리 도금 또는 니켈 도금의 특성에 의해, 후술하는 제2 도금 공정에서 크롬 도금을 실시했다고 해도, 기재에 존재하고 있던 미소한 요철이나 구멍에 기인한다고 생각되는 크롬 도금 표면의 거칠음이 해소되고, 또한 구리 도금 또는 니켈 도금의 피복성의 높이로부터, 미세한 크랙의 발생이 저감된다.

제1 도금 공정에서 이용되는 구리 또는 니켈로서는, 각각의 순금속일 수 있는 것 외에 구리를 주체로 하는 합금, 또는 니켈을 주체로 하는 합금이어도 좋고, 따라서 본 명세서에서 말하는 「구리」는 구리 및 구리 합금을 포함하는 의미이며, 또한 「니켈」은, 니켈 및 니켈 합금을 포함하는 의미이다. 구리 도금 및 니켈 도금은, 각각 전해 도금으로 행하여도 무전해 도금으로 행하여도 좋지만, 통상은 전해 도금이 채용된다.

구리 도금 또는 니켈 도금을 실시할 때는, 도금층이 너무 얇으면, 하지 표면의 영향을 배제할 수 없기 때문에, 그 두께는 50 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 도금층 두께의 상한은 임계적이지 않지만, 비용 등과의 관계로부터, 일반적으로는 500 ㎛정도까지로 충분하다.

또한, 제1 본 발명의 금형의 제조 방법에서, 기재의 형성에 적합하게 이용되는 금속 재료로서는, 비용의 관점에서 알루미늄, 철 등을 들 수 있다. 또한 취급의 편리성으로부터, 경량인 알루미늄이 보다 바람직하다. 여기서 말하는 알루미늄이나 철도, 각각 순금속일 수 있는 것 외에 알루미늄 또는 철을 주체로 하는 합금이어도도 좋다.

또한, 기재의 형상은, 당분야에서 종래부터 채용되고 있는 적절한 형상이면 특별히 제한되지 않고, 평판형이어도 좋으며, 원기둥형 또는 원통형의 롤이어도 좋다. 롤형의 기재를 이용하여 금형을 제작하면, 방현 필름을 연속적인 롤형으로 제조할 수 있다고 하는 이점이 있다.

〔2〕 연마 공정

이어지는 연마 공정에서는, 전술한 제1 도금 공정에서 구리 도금 또는 니켈 도금이 실시된 기재 표면을 연마한다. 제1 본 발명의 금형의 제조 방법에서는, 상기 공정을 경유하여, 기재 표면을, 경면에 가까운 상태로 연마하는 것이 바람직하다. 이것은, 기재가 되는 금속판이나 금속롤은, 원하는 정밀도로 하기 위해, 절삭이나 연삭 등의 기계 가공이 실시되어 있는 경우가 많고, 이것에 의해 기재 표면에 가공 흔적이 남아 있어, 구리 도금 또는 니켈 도금이 실시된 상태에서도, 이들 가공 흔적이 남는 경우가 있으며, 또한 도금한 상태에서, 표면이 완전히 평활해진다고는 한정되지 않기 때문이다. 즉, 이러한 깊은 가공 흔적 등이 남은 표면에 후술하는 공정을 실시했다고 해도, 각 공정을 행한 후에 형성되는 요철보다 가공 흔적 등의 요철이 깊은 경우가 있고, 가공 흔적 등의 영향이 남을 가능성이 있으며, 이와 같은 금형을 이용하여 방현 필름을 제조한 경우에는, 광학 특성에 예기할 수 없는 영향을 미치는 경우가 있다. 또한 「가공 흔적」이란 금속판이나 금속롤의 재료가 되는 금속을 정해진 형상과 원하는 정밀도로 하기 위해 절삭 가공이나 연삭 가공 등을 실시했을 때에 발생하는 미세한 흡집이다. 도 18의 (a)에는, 평판형의 금형용 기재(7)가, 제1 도금 공정에서 구리 도금 또는 니켈 도금이 그 표면에 실시되고(상기 공정에서 형성한 구리 도금 또는 니켈 도금의 층에 대해서는 도시하지 않음), 연마 공정에 의해 경면 연마된 표면(8)을 갖게 된 상태를 모식적으로 더 도시하고 있다.

구리 도금 또는 니켈 도금이 실시된 기재 표면을 연마하는 방법에 대해서는 특별히 제한되는 것이 아니라, 기계 연마법, 전해 연마법, 화학 연마법 중 어느 것이나 사용할 수 있다. 기계연마법으로서는, 초마무리법, 래핑, 유체 연마법, 버프 연마법 등이 예시된다. 또한, 연마 공정에서 절삭 공구를 이용하여 경면 절삭하는 것에 의해, 금형용 기재 표면(7)을 경면으로 하여도 좋다. 그 때의 절삭 공구의 재질이나 형상 등은 특별히 제한되는 것이 아니라, 초경 바이트, CBN 바이트, 세라믹 바이트, 다이아몬드 바이트 등을 사용할 수 있지만, 가공 정밀도의 관점에서 다이아몬드 바이트를 이용하는 것이 바람직하다. 연마 후의 표면 조도는 JIS B 0601의 규정에 준거한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.05 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 연마 후의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 ㎛보다 크면, 최종적인 금형 표면의 요철 형상에 연마 후의 표면 조도의 영향이 남을 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 중심선 평균 거칠기(Ra)의 하한에 대해서는 특별히 제한되지 않고, 가공 시간이나 가공 비용의 관점에서, 당연히 한계가 있기 때문에, 특별히 지정할 필요성은 없다.

〔3〕 감광성 수지막 도포 공정

이어지는 감광성 수지막 도포 공정에서는, 전술한 연마 공정에 의해 경면 연마를 실시한 기재(7)의 표면(8)에, 감광성 수지를 용매에 용해한 용액으로서 도포하고, 가열?건조하는 것에 의해, 감광성 수지막을 형성한다. 도 18의 (b)에는, 기재(7)의 표면(8)에 감광성 수지막(9)이 형성된 상태를 모식적으로 도시하고 있다.

감광성 수지로서는 종래 공지의 감광성 수지를 이용할 수 있다. 예컨대 감광부분이 경화하는 성질을 갖은 네거티브형 감광성 수지로서는 분자내에 아크릴기 또는 메타아크릴기를 갖는 아크릴산에스테르의 단량체나 프리폴리머, 비스아지드와 디엔고무의 혼합물, 폴리비닐신나메이트계 화합물 등을 이용할 수 있다. 또한 현상에 의해 감광 부분이 용출되고, 미감광 부분만이 남는 성질을 갖은 포지티브형 감광성 수지로서는 페놀 수지계나 노볼락 수지계 등을 이용할 수 있다. 또한, 감광성 수지에는, 필요에 따라, 증가감제, 현상 촉진제, 밀착성 개질제, 도포성 개량제 등의 각종 첨가제를 배합하여도 좋다.

이들 감광성 수지를 기재(7)의 표면(8)에 도포할 때는, 양호한 도포막을 형성하기 위해, 적당한 용매에 희석하여 도포하는 것이 바람직하고, 셀로솔브계 용매, 프로필렌글리콜계 용매, 에스테르계 용매, 알코올계 용매, 케톤계 용매, 고극성 용매 등을 사용할 수 있다.

감광성 수지 용액을 도포하는 방법으로서는, 메니스커스 코트, 파운틴 코트, 딥 코트, 회전 도포, 롤 도포, 와이어바 도포, 에어나이프 도포, 블레이드 도포, 커튼 도포, 링 코트 등의 공지의 방법을 이용할 수 있다. 도포막의 두께는 건조 후에 1?6 ㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다.

〔4〕 노광 공정

이어지는 노광 공정에서는, 전술한 1차원 파워 스펙트럼이 0 ㎛^-1보다 크고 0.04 ㎛^-1 이하에는 극대값을 갖지 않으며, 0.04 ㎛^-1보다 크고 0.08 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖는 패턴을, 전술한 감광성 수지막 도포 공정에서 형성된 감광성 수지막(9)상에 노광한다. 노광 공정에 이용하는 광원은 도포된 감광성 수지의 감광 파장이나 감도 등에 맞춰 적절하게 선택하면 좋고, 예컨대 고압 수은 등의 g선(파장: 436 ㎚), 고압 수은 등의 h선(파장: 405 ㎚), 고압 수은 등의 i선(파장: 365 ㎚), 반도체 레이저(파장: 830 ㎚, 532 ㎚, 488 ㎚, 405 ㎚ 등), YAG 레이저(파장: 1064 ㎚), KrF 엑시머 레이저(파장: 248 ㎚), ArF 엑시머 레이저(파장: 193 ㎚), F2 엑시머 레이저(파장: 157 ㎚) 등을 이용할 수 있다.

제1 본 발명의 금형의 제조 방법에서 표면 요철 형상을 정밀도 좋게 형성하기 위해서는, 노광 공정에서, 전술한 패턴을 감광성 수지막상에 정밀하게 제어된 상태로 노광하는 것이 바람직하다. 제1 본 발명의 금형의 제조 방법에서는, 전술한 패턴을 감광성 수지막상에 정밀도 좋게 노광하기 위해, 컴퓨터상에서 패턴을 화상 데이터로서 작성하고, 그 화상 데이터에 기초한 패턴을, 컴퓨터 제어된 레이저 헤드로부터 발하는 레이저광에 의해 묘화하는 것이 바람직하다. 레이저 묘화를 행함에 있어서는 인쇄판 작성용 레이저 묘화 장치를 사용할 수 있다. 이러한 레이저 묘화 장치로서는, 예컨대 Laser Stream FX[(주) 싱크 래버러토리제) 등을 들 수 있다.

도 18의 (c)에는, 감광성 수지막(9)에 패턴이 노광된 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 감광성 수지막을 네거티브형의 감광성 수지로 형성한 경우에는, 노광된 영역(10)은 노광에 의해 수지의 가교 반응이 진행되어, 후술하는 현상액에 대한 용해성이 저하한다. 따라서, 현상 공정에서 노광되어 있지 않은 영역(11)이 현상액에 의해 용해되고, 노광된 영역(10)만 기재 표면상에 남아 마스크가 된다. 한편, 감광성 수지막을 포지티브형의 감광성 수지로 형성한 경우에는, 노광된 영역(10)은 노광에 의해 수지의 결합이 절단되어, 후술하는 현상액에 대한 용해성이 증가한다. 따라서, 현상 공정에서 노광된 영역(10)이 현상액에 의해서 용해되고, 노광되어 있지 않은 영역(11)만 기재 표면상에 남아 마스크가 된다.

〔5〕 현상 공정

이어지는 현상 공정에서는, 감광성 수지막(9)에 네거티브형의 감광성 수지를 이용한 경우에는, 노광되어 있지 않은 영역(11)은 현상액에 의해 용해되고, 노광된 영역(10)만 금형용 기재상에 잔존하여, 이어지는 제1 에칭 공정에서 마스크로서 작용한다. 한편, 감광성 수지막(9)에 포지티브형의 감광성 수지를 이용한 경우에는, 노광된 영역(10)만 현상액에 의해 용해되고, 노광되어 있지 않은 영역(11)이 금형용 기재상에 잔존하여, 계속되는 제1 에칭 공정에서의 마스크로서 작용한다.

현상 공정에 이용하는 현상액에 대해서는 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 예컨대 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아수 등의 무기 알칼리류, 에틸아민, n-프로필아민 등의 제1 아민류, 디에틸아민, 디-n-부틸아민 등의 제2 아민류, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민 등의 제3 아민류, 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 알코올아민류, 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 트리메틸히드록시에틸암모늄히드록시드 등의 제4급 암모늄염, 피롤, 피페리딘 등의 환형 아민류 등의 알칼리성 수용액, 크실렌, 톨루엔 등의 유기 용제 등을 들 수 있다.

현상 공정에서의 현상 방법에 대해서는 특별히 제한되지 않고, 침지 현상, 스프레이 현상, 브러시 현상, 초음파 현상 등의 방법을 이용할 수 있다.

도 18의 (d)에는, 감광성 수지막(9)에 네거티브형의 감광성 수지를 이용하여, 현상 처리를 행한 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 도 18의 (c)에서 노광되어 있지 않은 영역(11)이 현상액에 의해 용해되고, 노광된 영역(10)만 기재 표면상에 남아 마스크(12)가 된다. 도 18의 (e)에는, 감광성 수지막(9)에 포지티브형의 감광성 수지를 이용하여, 현상 처리를 행한 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 도 18의 (c)에서 노광된 영역(10)이 현상액에 의해서 용해되고, 노광되어 있지 않은 영역(11)만 기재 표면상에 남아 마스크(12)가 된다.

〔6〕 제1 에칭 공정

이어지는 제1 에칭 공정에서는, 전술한 현상 공정 후에 금형용 기재 표면상에 잔존한 감광성 수지막을 마스크로서 이용하여, 주로 마스크가 없는 지점의 금형용 기재를 에칭한다.

도 19는 제1 본 발명의 금형의 제조 방법의 후반 부분의 바람직한 일례를 모식적으로 도시한 도면이다.

도 19의 (a)에는 제1 에칭 공정에 의해, 주로 마스크가 없는 영역(13)의 금형용 기재(7)가 에칭되는 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 마스크(12) 하부의 금형용 기재(7)는 금형용 기재 표면에서는 에칭되지 않지만, 에칭의 진행과 함께 마스크가 없는 영역(13)으로부터의 에칭이 진행된다. 따라서, 마스크(12)와 마스크가 없는 영역(13)의 경계 부근에서는, 마스크(12) 하부의 금형용 기재(7)도 에칭된다. 이러한 마스크(12)와 마스크가 없는 영역(13)의 경계 부근에서, 마스크(12) 하부의 금형용 기재(7)도 에칭되는 것을, 이하에서는 사이드 에칭이라고 부른다.

제1 에칭 공정에서의 에칭 처리는, 통상 염화 제2 철(FeCl₃)액, 염화 제2 구리(CuCl₂)액, 알칼리 에칭액(Cu(NH₃)₄Cl₂) 등을 이용하여, 금속 표면을 부식시키는 것에 의해 행해지지만, 염산이나 황산 등의 강산을 이용할 수도 있고, 전해 도금시와 반대의 전위를 가하는 것에 의한 역전해 에칭을 이용할 수도 있다. 에칭 처리를 실시했을 때의 금형용 기재에 형성되는 오목 형상은, 하지 금속의 종류, 감광성 수지막의 종류 및 에칭 방법 등에 따라 상이하기 때문에, 일률적으로는 말할 수 없지만, 에칭량이 10 ㎛ 이하인 경우에는, 에칭액에 닿아 있는 금속 표면으로부터 거의 등방적으로 에칭된다. 여기서 말하는 에칭량이란, 에칭에 의해 깎이는 기재의 두께이다.

제1 에칭 공정에서의 에칭량은 바람직하게는 1?50 ㎛이고, 보다 바람직하게는 2?10 ㎛이다. 에칭량이 1 ㎛ 미만인 경우에는, 금속 표면에 요철 형상이 거의 형성되지 않고, 거의 평탄한 금형이 되어 버리기 때문에, 방현성을 나타내지 않게 되어 버린다. 또한, 에칭량이 50 ㎛를 초과하는 경우에는, 금속 표면에 형성되는 요철 형상의 고저차가 커져, 얻어진 금형을 사용하여 제작한 방현 필름이 백화되기 때문에 바람직하지 않다. 제1 에칭 공정에서의 에칭 처리는 1회의 에칭 처리에 의해 행하여도 좋고, 에칭 처리를 2회 이상으로 나눠 행하여도 좋다. 여기서 에칭 처리를 2회 이상으로 나눠 행하는 경우에는, 2회 이상의 에칭 처리에서의 에칭량의 합계가 1?50 ㎛인 것이 바람직하다.

〔7〕감광성 수지막 박리 공정

이어지는 감광성 수지막 박리 공정에서는, 제1 에칭 공정에서 마스크로서 사용한 잔존하는 감광성 수지막을 완전히 용해하여 제거한다. 감광성 수지막 박리 공정에서는 박리액을 이용하여 감광성 수지막을 용해한다. 박리액으로서는, 전술한 현상액과 같은 것을 이용할 수 있고, pH, 온도, 농도 및 침지 시간 등을 변화시키는 것에 의해, 네거티브형 감광성 수지막을 이용한 경우에는 노광부의, 포지티브형 감광성 수지막을 이용한 경우에는 비노광부의 감광성 수지막을 완전히 용해하여 제거한다. 감광성 수지막 박리 공정에서의 박리 방법에 대해서도 특별히 제한되지 않고, 침지 현상, 스프레이 현상, 브러시 현상, 초음파 현상 등의 방법을 이용할 수 있다.

도 19의 (b)는, 감광성 수지막 박리 공정에 의해, 제1 에칭 공정에서 마스크로서 사용한 감광성 수지막을 완전히 용해하여 제거한 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 감광성 수지막에 의한 마스크(12)와 에칭에 의해, 제1 표면 요철 형상(15)이 금형용 기재 표면에 형성된다.

〔8〕제2 에칭 공정

제2 에칭 공정에서는, 감광성 수지막을 마스크로서 이용한 제1 에칭 공정에 의해 형성된 제1 표면 요철 형상(15)을, 에칭 처리에 의해 무디게 한다.

이 제2 에칭 처리에 의해, 제1 에칭 처리에 의해 형성된 제1 표면 요철 형상(15)에서의 표면 경사가 급한 부분이 없어지고, 얻어진 금형을 이용하여 제조된 방현 필름의 광학 특성이 바람직한 방향으로 변화된다. 도 19의 (c)에는, 제2 에칭 처리에 의해, 금형용 기재(7)의 제1 표면 요철 형상(15)이 둔화되어, 표면 경사가 급한 부분이 무뎌져, 완만한 표면 경사를 갖는 제2 표면 요철 형상(16)이 형성된 상태가 도시되어 있다.

제2 에칭 공정의 에칭 처리도, 제1 에칭 공정과 마찬가지로, 통상 염화 제2 철(FeCl₃)액, 염화 제2 구리(CuCl²)액, 알칼리 에칭액(Cu(NH₃)₄Cl₂) 등을 이용하여, 표면을 부식시키는 것에 의해 행해지지만, 염산이나 황산 등의 강산을 이용할 수도 있고, 전해 도금시와 반대의 전위를 가하는 것에 의한 역전해 에칭을 이용할 수도 있다. 에칭 처리를 실시한 후의 요철의 무딤 상태는, 하지 금속의 종류, 에칭 방법, 및 제1 에칭 공정에 의해 얻어진 요철의 사이즈와 깊이 등에 따라 상이하기 때문에, 일률적으로는 말할 수 없지만, 무딤 상태를 제어하는 데에서 가장 큰 인자는, 에칭량이다. 여기서 말하는 에칭량도, 제1 에칭 공정과 마찬가지로, 에칭에 의해 깎이는 기재의 두께이다. 에칭량이 작으면, 제1 에칭 공정에 의해 얻어진 요철의 표면 형상을 무디게 하는 효과가 불충분하여, 그 요철 형상을 투명 필름에 전사하여 얻어지는 방현 필름의 광학 특성이 그다지 좋지 않게 된다. 한편, 에칭량이 너무 크면, 요철 형상이 거의 없어져 버려, 거의 평탄한 금형이 되어 버리기 때문에, 방현성을 나타내지 않게 되어 버린다. 그래서, 에칭량은 1?50 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 4?20 ㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 제2 에칭 공정에서의 에칭 처리에 대해서도, 제1 에칭 공정과 마찬가지로, 1회의 에칭 처리에 의해 행하여도 좋고, 에칭 처리를 2회 이상으로 나눠 행하여도 좋다. 여기서 에칭 처리를 2회 이상으로 나눠 행하는 경우에는, 2회 이상의 에칭 처리에서의 에칭량의 합계가 1?50 ㎛인 것이 바람직하다.

〔9〕 제2 도금 공정

이어서, 크롬 도금을 실시하는 것에 의해, 제2 표면 요철 형상(16)을 무디게 하여, 금형 표면을 보호한다. 도 19의 (d)에는, 전술한 바와 같이 제2 에칭 공정의 에칭 처리에 의해 형성된 제2 표면 요철 형상(16)에 크롬 도금층(17)을 형성하여, 크롬 도금층의 표면(18)을 무디게 한 상태가 도시되어 있다.

제1 본 발명에서는, 평판이나 롤 등의 표면에, 광택이 있고, 경도가 높으며, 마찰 계수가 적고, 양호한 이형성을 부여할 수 있는 크롬 도금을 채용한다. 크롬 도금의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 소위 광택 크롬 도금이나 장식용 크롬 도금 등으로 불리는, 양호한 광택을 발현하는 크롬 도금을 이용하는 것이 바람직하다. 크롬 도금은 통상, 전해에 의해 행해지고, 그 도금욕으로서는, 무수크롬산(CrO₃)과 소량의 황산을 포함하는 수용액이 이용된다. 전류 밀도와 전해 시간을 조절하는 것에 의해, 크롬 도금의 두께를 제어할 수 있다.

또한, 제2 도금 공정에서, 크롬 도금 이외의 도금을 실시하는 것은 바람직하지 않다. 왜냐하면, 크롬 이외의 도금에서는, 경도나 내마모성이 낮아지기 때문에, 금형으로서의 내구성이 저하되어, 사용중에 요철이 닳아 줄어들거나, 금형이 손상되기도 한다. 이와 같은 금형으로부터 얻어진 방현 필름에서는, 충분한 방현 기능이 얻어지기 어려울 가능성이 높고, 또한 필름상에 결함이 발생할 가능성도 높아진다.

또한, 도금 후의 표면을 연마하는 것도, 역시 제1 본 발명에서는 바람직하지 않다. 연마하는 것에 의해, 최외측 표면에 평탄한 부분이 생기기 때문에, 광학 특성의 악화를 초래할 가능성이 있는 것, 또한 형상의 제어 인자가 증가하기 때문에, 재현성이 좋은 형상 제어가 곤란해지는 것 등의 이유에 의한다.

이와 같이 제1 본 발명에서는, 크롬 도금을 실시한 후, 표면을 연마하지 않고, 그대로 크롬 도금면을 금형의 요철면으로서 이용하는 것이 바람직하다. 미세 표면 요철 형상이 형성된 표면에 크롬 도금을 실시하는 것에 의해, 요철 형상이 무뎌지고, 그 표면 경도가 높아진 금형이 얻어지기 때문이다. 이 때의 요철의 무딤 상태는, 하지 금속의 종류, 제1 에칭 공정으로부터 얻어진 요철의 사이즈와 깊이, 또한 도금의 종류나 두께 등에 따라 상이하기 때문에, 일률적으로는 말할 수 없지만, 무딤 상태를 제어하는 데에 있어서 가장 큰 인자는, 역시 도금 두께이다. 크롬 도금의 두께가 얇으면, 크롬 도금 가공 전에 얻어진 요철의 표면 형상을 무디게 하는 효과가 불충분하여, 그 요철 형상을 투명 필름에 전사하여 얻어지는 방현 필름의 광학 특성이 그다지 좋지 않게 된다. 한편, 도금 두께가 너무 두꺼우면, 생산성이 좋지 않게 되고, 노듈(nodule)로 불리는 돌기형의 도금 결함이 발생해 버리기 때문에 바람직하지 않다. 그래서, 크롬 도금의 두께는 1?10 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 3?6 ㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

상기 제2 도금 공정에서 형성되는 크롬 도금층은, 비커스 경도가 800 이상이 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하고, 1000 이상이 되도록 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 크롬 도금층의 비커스 경도가 800 미만인 경우에는, 금형 사용시의 내구성이 저하되고, 크롬 도금으로 경도가 저하되는 것은 도금 처리시에 도금 욕조성, 전해 조건 등에 이상이 발생하고 있을 가능성이 높으며, 결함의 발생 상황에 대해서도 바람직하지 않은 영향을 부여할 가능성이 높기 때문이다.

[실시예]

이하에 실시예를 들어, 제1 본 발명을 더 자세히 설명하지만, 제1 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다. 예중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 % 및 부(部)는 특별히 기재가 없는 한 중량 기준이다. 또한, 이하의 예에서의 금형 또는 방현 필름의 평가 방법은, 다음과 같다.

〔1〕 방현 필름의 표면 형상의 측정

(표면의 표고의 측정)

3차원 현미경 PLμ 2300(Sensofar사제)을 이용하여, 방현 필름의 표면의 표고를 측정하였다. 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 요철면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 측정시에 대물렌즈의 배율은 10배로 하여 측정하였다. 수평 분해능 Δx 및 Δy는 모두 1.66 ㎛이며, 측정 면적은 1270 ㎛×950 ㎛였다.

(복소 진폭의 파워 스펙트럼)

위에서 얻어진 측정 데이터의 중앙부로부터 512개×512개(측정 면적으로 850㎛×850㎛)의 데이터를 샘플링하고, 방현 필름의 미세 요철 표면의 표고를 2차원 함수 h(x, y)로 하여 구하였다. 얻어진 2차원 함수 h(x, y)로부터 복소 진폭을 2차원 함수 ψ(x, y)로 하여 계산하였다. 복소 진폭을 계산할 때의 파장(λ)은 550 ㎚로 하였다. 이 2차원 함수 ψ(x, y)를 이산 푸리에 변환하여 2차원 함수 Ψ(f_x, f_y)를 구하였다. 2차원 함수 Ψ(f_x, f_y)를 제곱하여 2차원 파워 스펙트럼의 2차원 함수 Ψ²(f_x, f_y)를 계산하고, 원점으로부터의 거리(f)의 함수인 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 Ψ²(f)를 계산하였다. 이 1차원 함수 Ψ²(f)를 선형 보간하는 것에 의해 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수로 하였다. 이 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수인 Ψ²(f)의 이계 도함수로부터, 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 변곡점을 계산하였다.

(미세 요철 표면의 경사 각도)

위에서 얻어진 측정 데이터를 바탕으로, 전술한 알고리즘에 기초하여 계산하여, 요철면의 경사 각도의 막대 그래프를 작성하고, 거기에서 경사 각도마다의 분포를 구하며, 경사 각도가 5˚ 이상인 면의 비율을 계산하였다.

(미세 요철 표면의 표면 거칠기 파라미터)

JIS B 0601에 준거한 (주)미쯔토요제의 표면 거칠기 측정기 서프테스트(Surftest) SJ-301를 이용하여, 방현 필름의 표면 거칠기 파라미터를 측정하였다. 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 요철면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다.

〔2〕 방현 필름의 광학 특성의 측정

(헤이즈)

방현 필름의 전체 헤이즈는, 방현 필름을 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층 형성면과는 반대측 면에서 유리 기판에 접합하고, 상기 유리 기판에 접합된 방현 필름에 대해서, 유리 기판측으로부터 광을 입사시켜, JIS K 7136에 준거한 (주)무라카미 색채 기술 연구소제(製)의 헤이즈미터(haze meter)「HM-150」형을 이용하여 측정하였다. 또한 내부 헤이즈는 방현층의 요철 표면에, 헤이즈가 거의 0인 트리아세틸셀룰로오스 필름을 글리세린을 이용하여 접합하고, 재차 JIS K 7136에 준거하여 측정하였다. 표면 헤이즈는, 상기 식 (12)에 기초하여 산출하였다.

(투과 선명도)

JIS K 7105에 준거한 스가시험기(주)제의 사상성 측정기 「ICM-1DP」를 이용하여, 방현 필름의 투과 선명도를 측정하였다. 이 경우도, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층의 미세한 요철 형상면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 이 상태로 유리측으로부터 광을 입사시켜, 측정하였다. 여기서의 측정값은 암부와 명부와의 폭이 각각 0.125 ㎜, 0.5 ㎜, 1.0 ㎜ 및 2.0 ㎜인 4종류의 광학 빗을 이용하여 측정된 값의 합계값이다. 이 경우의 투과 선명도의 최대값은 400%가 된다.

(반사 선명도)

JIS K7105에 준거한 스가시험기(주)제의 사상성 측정기 「ICM-1DP」를 이용하여, 방현 필름의 반사 선명도를 측정하였다. 이 경우도, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층의 미세한 요철 형상면이 표면이 되도록 흑색 아크릴 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 이 상태에서 요철 형상면측으로부터 광을 45˚로 입사시켜, 측정하였다. 여기서의 측정값은 암부와 명부와의 폭이 각각 0.5 ㎜, 1.0 ㎜ 및 2.0 ㎜인 4종류의 광학 빗을 이용하여 측정된 값의 합계값이다. 이 경우의 반사 선명도의 최대값은 300%가 된다.

〔3〕 방현 필름의 기계 특성의 측정

(연필 경도)

방현 필름의 연필 경도는, JIS K5600-5-4에 규정되는 방법으로 측정하였다. 구체적으로는, 이 규격에 준거한 전동식 연필긁기 경도 시험기[(주)야스다 정기 제작소제]를 이용하여 하중 500 g에서 측정하였다.

〔4〕 방현 필름의 방현 성능의 평가

(반사, 백화의 육안 평가)

방현 필름의 이면으로부터의 반사를 방지하기 위해, 요철면이 표면이 되도록 흑색 아크릴 수지판에 방현 필름을 접합하고, 형광등이 켜진 밝은 실내에서 요철면측에서 육안으로 관찰하여, 형광등의 반사의 유무, 백화의 정도를 육안으로 평가하였다. 반사 및 백화는 각각 1 내지 3의 3단계로 다음 기준에 의해 평가하였다.

반사

1: 반사가 관찰되지 않는다.

2: 반사가 약간 관찰된다.

3: 반사가 명료하게 관찰된다.

백화

1: 백화가 관찰되지 않는다.

2: 백화가 약간 관찰된다.

3: 백화가 명료하게 관찰된다.

(번쩍임의 평가)

번쩍임은 다음 수순으로 평가하였다. 즉, 우선 도 11에 평면도로 도시하는 바와 같은 유닛셀의 패턴을 갖는 포토마스크를 준비하였다. 이 도면에서, 유닛셀(40)은, 투명한 기판상에, 선폭 10 ㎛로 열쇠형의 크롬 차광 패턴(41)이 형성되고, 그 크롬 차광 패턴(41)이 형성되어 있지 않은 부분이 개구부(42)로 되어 있다. 여기서는, 유닛셀의 치수가 211 ㎛×70 ㎛(도면의 세로×가로), 따라서 개구부의 치수가 201 ㎛×60 ㎛(도면의 세로×가로)를 이용하였다. 도시하는 유닛셀을 종횡으로 다수 나열하여, 포토마스크를 형성한다.

그리고, 도 12에 모식적인 단면도로 도시하는 바와 같이, 포토마스크(43)의 크롬 차광 패턴(41)을 위로 하여 라이트 박스(45)에 두고, 유리판(47)에 점착제로 방현 필름(1)을 그 요철면이 표면이 되도록 접합한 샘플을 포토마스크(43)상에 둔다. 라이트 박스(45) 안에는, 광원(46)이 배치되어 있다. 이 상태로, 샘플로부터 약 30 ㎝ 떨어진 위치(49)에서 육안으로 관찰하는 것에 의해, 번쩍임의 정도를 7단계로 관능 평가하였다. 레벨 1은 번쩍임이 전혀 확인되지 않는 상태, 레벨 7은 번쩍임이 심하게 관찰되는 상태에 해당하고, 레벨 4는 아주 약간 번쩍임이 관찰되는 상태이다.

〔5〕 방현 필름 제조용 패턴의 평가

작성한 패턴 데이터를 2계조의 2진화 화상 데이터로 하고, 계조를 2차원의 이산 함수 g(x, y)로 나타내었다. 이산 함수 g(x, y)의 수평 분해능 Δx 및 Δy는 모두 2 ㎛로 하였다. 얻어진 2차원 함수 g(x, y)를 이산 푸리에 변환하여, 2차원 함수 G(f_x, f_y)를 구하였다. 2차원 함수 G(f_x, f_y)를 제곱하여 2차원 파워 스펙트럼의 2차원 함수 G²(f_x, f_y)를 계산하고, 원점부터의 거리(f)의 함수인 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 G²(f)를 계산하였다.

<실시예 1>

(방현 필름 제조용 금형의 제작)

직경 200 ㎜의 알루미늄롤(JIS에 의한 A5056)의 표면에 구리 발라드 도금이 실시된 것을 준비하였다. 구리 발라드 도금은, 구리 도금층/얇은 은 도금층/표면 구리 도금층을 포함하는 것이며, 도금층 전체의 두께는, 약 200 ㎛가 되도록 설정하였다. 그 구리 도금 표면을 경면 연마하고, 연마된 구리 도금 표면에 감광성 수지를 도포, 건조하여 감광성 수지막을 형성하였다. 이어서, 도 16에 도시하는 패턴(랜덤한 명도 분포를 갖는 패턴으로부터, 0.035 ㎛^-1 이하의 저공간 주파수 성분과 0.15 ㎛^-1 이상의 고공간 주파수 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시켜 작성함)을 반복하여 나열한 패턴을 감광성 수지막상에 레이저광에 의해 노광하고, 현상하였다. 레이저광에 의한 노광, 및 현상은 Laser Stream FX[(주) 싱크 래버러토리제]를 이용하여 행하였다. 감광성 수지막에는 포지티브형 감광성 수지를 사용하였다.

그 후, 염화 제2 구리액으로 제1 에칭 처리를 행하였다. 그 때의 에칭량은 3 ㎛가 되도록 설정하였다. 제1 에칭 처리 후의 롤로부터 감광성 수지막을 제거하고, 재차 염화 제2 구리액으로 제2 에칭 처리를 행하였다. 그 때의 에칭량은 6 ㎛가 되도록 설정하였다. 그 후, 크롬 도금 가공을 행하여, 금형 A를 제작하였다. 이 때, 크롬 도금 두께가 4 ㎛가 되도록 설정하였다.

(방현 필름의 형성)

이하의 각 성분이 초산에틸에 고형분 농도 60%로 용해되어 있고, 경화 후에 1.53의 굴절률을 나타내는 자외선 경화성 수지 조성물 A를 입수하였다.

펜타에리스리톨트리아크릴레이트 60부

다관능 우레탄화아크릴레이트 40부

(헥사메틸렌디이소시아네이트와 펜타에리스리톨트리아크릴레이트의 반응성 생물)

디페닐(2,4,6-트리메톡시벤조일)포스핀옥사이드 5부

이 자외선 경화성 수지 조성물 A를 두께 80 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름상에, 건조 후의 도포 두께가 7 ㎛가 되도록 도포하고, 60℃로 설정한 건조기 안에서 3분간 건조시켰다. 건조 후의 필름을, 먼저 얻어진 금형 A의 요철면에, 광경화성 수지 조성물층이 금형측이 되도록 고무롤로 압박하여 밀착시켰다. 이 상태로 TAC 필름측으로부터, 강도 20 mW/㎠의 고압 수은등으로부터의 광을 h선 환산 광량으로 200 mJ/㎠가 되도록 조사하여, 광경화성 수지 조성물층을 경화시켰다. 이 후, TAC 필름을 경화 수지마다 금형으로부터 박리하여, 표면에 요철을 갖는 경화 수지와 TAC 필름의 적층체로 이루어지는 투명한 방현 필름 A를 제작하였다.

<실시예 2>

제2 에칭 처리의 에칭량을 8 ㎛가 되도록 설정한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 금형 B를 제작하고, 금형 B를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방현 필름 B를 제작하였다.

<실시예 3>

제2 에칭 처리의 에칭량을 10 ㎛가 되도록 설정한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 금형 C를 제작하고, 금형 C를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방현 필름 C를 제작하였다.

<실시예4>

도 20에 도시하는 패턴(랜덤한 명도 분포를 갖는 패턴으로부터, 0.033 ㎛^-1 이하의 낮은 공간 주파수 성분과 0.15 ㎛^-1 이상의 높은 공간 주파수 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시켜 작성함)을 반복하여 나열한 패턴을 감광성 수지막상에 레이저광에 의해 노광하고, 제1 에칭 처리의 에칭량은 4 ㎛가 되도록 설정하며, 제2 에칭 처리의 에칭량은 8 ㎛가 되도록 설정한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 금형 D를 제작하고, 금형 D를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방현 필름 D를 제작하였다.

<비교예 1>

도 21에 도시하는 패턴(랜덤한 명도 분포를 갖는 패턴으로부터, 0.023 ㎛^-1 이하의 낮은 공간 주파수 성분과 0.15 ㎛^-1 이상의 높은 공간 주파수 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시켜 작성함)을 반복하여 나열한 패턴을 감광성 수지막상에 레이저광에 의해 노광하고, 제1 에칭 처리의 에칭량은 4 ㎛가 되도록 설정하며, 제2 에칭 처리의 에칭량은 10 ㎛가 되도록 설정한 것 이외는 실시예 4와 마찬가지로 하여 금형 E를 제작하고, 금형 E를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방현 필름 E를 제작하였다.

<비교예 2>

도 22에 도시하는 패턴(랜덤한 명도 분포를 갖는 패턴으로부터, 0.043 ㎛^-1 이하의 낮은 공간 주파수 성분과 0.15 ㎛^-1 이상의 높은 공간 주파수 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시켜 작성함)을 반복하여 나열한 패턴을 감광성 수지막상에 레이저광에 의해 노광한 것 이외는 실시예 3과 마찬가지로 하여 금형 F를 제작하고, 금형 F를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 방현 필름 F를 제작하였다.

<비교예 3>

직경 300 ㎜의 알루미늄롤(JIS에 의한 A5056)의 표면을 경면 연마하고, 연마된 알루미늄면에, 블라스트 장치[(주)후지 제작소제]를 이용하여, 지르코니아 비즈 TZ-SX-17[도소(주)제, 평균 입경: 20 ㎛]을, 블라스트 압력 0.1 MPa(게이지압, 이하 동일), 비즈 사용량 8 g/㎠(롤의 표면적 1 ㎠당 사용량, 이하 동일)로 블라스트하여, 표면에 요철을 형성하였다. 얻어진 요철을 갖는 알루미늄롤에 대하여, 무전해 니켈 도금 가공을 행하여, 금형 G를 제작하였다. 이 때, 무전해 니켈 도금 두께가 15㎛가 되도록 설정하였다. 얻어진 금형 G를 이용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 방현 필름 G를 제작하였다.

결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 도 17에 방현 필름 A?C의 제작에 사용한 패턴으로부터 얻어진 1차원 파워 스펙트럼을 도시하고, 도 23에 방현 필름 D?F의 제작에 사용한 패턴으로부터 얻어진 1차원 파워 스펙트럼 G²(f)를 도시하였다. 도 17 및 도 23으로부터 방현 필름 A?D의 제작에 사용한 패턴의 1차원 파워 스펙트럼은 공간 주파수가 0 ㎛^-1보다 크고 0.04 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖지 않고, 0.04 ㎛^-1보다 크고 0.08 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖는 것을 알 수 있다. 한편, 방현 필름 E의 제작에 사용한 패턴은 0 ㎛^-1보다 크고 0.04 ㎛^-1 이하에 극대값을 가지며, 방현 필름 F의 제작에 사용한 패턴은 0.04 ㎛^-1보다 크고 0.08 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖지 않는 것을 알 수 있다. 도 24에는 방현 필름 A?D의 표고로부터 계산된 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²를 도시하고, 도 25에는 방현 필름 E?G의 표고로부터 계산된 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²를 도시하였다.

도 24 및 도 25로부터 방현 필름 A?D 및 F의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 파워 스펙트럼은, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서 2개의 변곡점을 갖지만, 방현 필름 E 및 G의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼은, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서 2개의 변곡점을 갖는 것이 아닌 것을 알 수 있다.

[표 1]

표 1에 나타내는 결과로부터, 제1 본 발명의 요건을 모두 만족시키는 방현 필름 A?D는, 번쩍임이 거의 발생하지 않고, 충분한 방현성을 나타내며, 백화도 거의 발생하지 않았다. 또한, 내부 헤이즈도 낮기 때문에, 화상 표시 장치에 배치했을 때에도 콘트라스트의 저하를 야기하지 않는다.

한편, 방현 필름 E 및 G는, 도 25에 도시하는 바와 같이 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼이, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것이 아니기 때문에, 번쩍임이 발생하는 경향을 나타내었다. 방현 필름(F)은 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼은 제1 본 발명의 요건을 만족시키지만 표면 헤이즈가 제1 본 발명의 요건을 만족시키지 않기 때문에, 반사가 관찰되었다.

[부호의 설명]

1: 방현 필름, 2: 필름 표면에 형성된 요철, 3: 필름의 투영면, 5: 필름의 주법선 방향, 6: 국소적인 법선, 6a?6d: 폴리곤면의 법선 벡터, 7: 금형용 기재, 8: 연마 공정에 의해 연마된 기재의 표면, 9: 감광성 수지막, 10: 노광된 영역, 11: 노광되어 있지 않은 영역, 12: 마스크, 13: 마스크가 없는 영역, 15: 제1 표면 요철 형상(제1 에칭 공정 후의 금형용 기재 표면의 요철 형상), 16: 제2 표면 요철 형상(제2 에칭 공정 후의 금형용 기재 표면의 요철 형상), 17: 크롬 도금층, 18: 크롬 도금층의 표면, 20: 표고 기준면, 21: 최고 표고면, 40: 포토마스크의 유닛셀, 41: 포토마스크의 크롬 차광 패턴, 42: 포토마스크의 개구부, 43: 포토마스크, 45: 라이트 박스, 46: 광원, 47: 유리판, 49: 번쩍임의 관찰 위치, 50: 확산판.

[제2 본 발명의 일 실시형태]

<액정 표시 장치>

본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판 사이에 액정이 봉입되고, 상기 액정이 전압 무인가 상태에서는 상기 셀 기판 근방에서 상기 셀 기판에 대하여 거의 수직 방향으로 배향되어 있는 액정셀과, 상기 액정셀의 시인측에 배치된 전면측 편광 필름과, 그 반대측에 배치된 배면측 편광 필름과, 상기 배면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 및/또는 상기 전면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이에 배치된 1장 이상의 위상차 필름과, 투명 지지체 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 갖는 방현층을 포함하는 방현 필름을 구비하고, 또한 상기 방현 필름이, 상기 전면측 편광 필름의 상기 액정셀을 마주하는 면과 반대측에, 방현층이 가장 시인측이 되도록 배치되어 있다.

제2 본 발명의 액정 표시 장치는, 이 방현 필름(방현층)의 미세 요철 표면의 형상에 특징을 갖는 것이다. 방현 필름에 대해서는, 제1 본 발명과 같다.

제2 본 발명의 액정 표시 장치의 구체예를 도 27?도 32에 도시한다. 도 27?도 32에 도시되는 액정 표시 장치는, 액정셀(110)과, 그것을 사이에 두고 배치되는 한 쌍의 편광 필름[전면측 편광 필름(120), 배면측 편광 필름(121)]과, 배면측 편광 필름(121)과 액정셀(110) 사이 및/또는 전면측 편광 필름(120)과 액정셀(110) 사이에 배치된 위상차 필름(130, 131)을 구비하고 있다. 또한, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀(110)을 마주하는 면과 반대측에, 투명 지지체(101) 및 방현층(100)으로 이루어지는 방현 필름(1)이 방현층(100)이 가장 시인측이 되도록 적층되어 있다.

이와 같이, 제2 본 발명의 액정 표시 장치는, 액정셀, 한 쌍의 편광 필름(전면측 편광 필름 및 배면측 편광 필름), 1장 이상의 위상차 필름 및 방현 필름을 필수적인 구성으로서 구비하고 있다. 단, 후술하는 투명 보호 필름은, 이들 각각 사이에 필요에 따라 설치되는 임의의 구성이다. 즉, 투명 보호 필름을 설치하는 위치의 조합은 특별히 한정되지 않고, 또한 투명 보호 필름을 전혀 설치하지 않는 것도 제2 본 발명에 포함된다. 이하에 제2 본 발명의 액정 표시 장치의 여러 가지의 구성에 대해서, 도 27?도 32를 이용하여 설명한다.

도 27에 도시하는 액정 표시 장치에 있어서, 셀 기판(111)과 전면측 편광 필름(120) 사이에는, 제1 위상차 필름(130)이 배치되어 있다. 또한, 제1 위상차 필름(130)과는 반대측의 셀 기판(112)과 배면측 편광 필름(121) 사이에는, 제2 위상차 필름(131)이 배치되어 있다. 또한, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀(110)에 면하는 측과 반대측의 면, 즉, 표시면(시인)측 표면에, 방현 필름(1)이 배치되어 있다. 이 방현 필름(1)은, 투명 지지체(101), 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 갖는 방현층(100)으로 구성되어 있다. 또, 방현 필름(1)은, 방현층(100)이 가장 시인측이 되도록 배치되어 있다.

도 27에 도시하는 액정 표시 장치에서는, 액정셀(110)의 양측(전면측 및 배면측)에 위상차 필름(130, 131)이 설치되어 있다. 단, 제2 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 액정셀의 양측에 위상차 필름이 설치되어도 좋고, 전면측 또는 배면측의 한쪽에만 위상차 필름이 설치되어도 좋다. 전면측에만 위상차 필름이 설치된 구성을 도 28에 도시한다. 도 28에서는, 도 27에서의 위상차 필름(131)이 투명 보호 필름(104)으로 대체되어 있다.

또한, 도 27에 도시하는 액정 표시 장치에서는, 배면측 편광 필름(121)의 배면측에 투명 보호 필름(102)이 적층되어 있다. 제2 본 발명의 액정 표시 장치에서, 투명 보호 필름은 필수적인 구성이 아니지만, 도 27도?도 32에 도시되는 바와 같이, 적어도 배면측 편광 필름의 배면측에는 투명 보호 필름이 배치되는 것이 바람직하다.

도 29에 도시하는 액정 표시 장치는, 전면측 편광 필름(120)과 위상차 필름(130) 사이에, 투명 보호 필름(103)이 설치되어 있는 점에서, 도 27에 도시하는 액정 표시 장치와 상이하다. 또한 도 27에 도시하는 액정 표시 장치에서의 제1 위상차 필름(130)에, 투명 보호 필름의 역할을 갖게 하여도 좋다.

도 30에 도시하는 액정 표시 장치는, 도 29에 도시하는 액정 표시 장치에 비해, 또한 배면측 편광 필름(121)과 위상차 필름(131) 사이에, 투명 보호 필름(104)이 설치된 구성이다.

도 31에 도시하는 액정 표시 장치는, 액정셀(110)의 전면측에 위상차 필름을 갖고 있지 않은 점에서, 도 30에 도시하는 액정 표시 장치와는 상이한 구성이다. 반대로, 도 32에 도시하는 액정 표시 장치는, 액정셀(110)의 배면측에 위상차 필름을 갖고 있지 않은 점에서, 도 30에 도시하는 액정 표시 장치와는 상이한 구성이다.

예컨대, 도 30, 도 31에 도시되는 바와 같이, 액정셀(110)의 배면측에 위상차 필름(131)이 배치되는 경우는, 이 위상차 필름(131)에, 배면측 편광 필름(121)을 보호하는 투명 보호 필름의 역할을 갖게 하여, 투명 보호 필름(104)을 생략할 수 있다. 이 경우에도, 배면측 편광 필름(121)의 배면측에는, 투명 보호 필름(102)을 설치하는 것이 바람직하다.

제2 본 발명의 액정 표시 장치는, 이들 도 27?도 32에 도시하는 구성에 한정되는 것이 아니라, 도 32에서 투명 보호 필름(104)을 위상차 필름으로 변경한 것이나, 도 27?도 32의 위상차 필름(130, 131)과 액정셀(110) 사이에 투명 보호 필름을 설치한 것도 포함되고, 투명 보호 필름을 사용하지 않는 것도 포함된다.

배면측 편광 필름(121)의 더 배면측[투명 필름(102)의 배면측]에는, 통상 액정셀(110)에 광을 공급하기 위한 백라이트(도시 생략)가 설치된다.

(액정셀)

액정셀(110)은, 서로 평행한 2장의 셀 기판(111, 112)과, 이들 사이에 액정이 봉입(끼워져 유지)된 액정층(115)을 가지며, 셀 기판(111, 112)이 마주하는 면에는, 각각 전극(113, 114)이 설치되어 있다. 그리고, 이 액정셀(110)의 액정층(115)에서의 액정은, 전압 무인가 상태에서, 적어도 셀 기판(111, 112) 근방에서[통상은 한쪽 셀 기판(111)으로부터 다른쪽 셀 기판(112)에 이를 때까지], 상기 셀 기판에 대하여 거의 수직 방향으로 배향되어 있다. 이와 같이, 제2 본 발명에서 대상으로 하는 액정셀(110)은, 소위 수직 배향 모드의 액정셀이다.

(편광 필름)

전면측 편광 필름(120) 및 배면측 편광 필름(121)은, 필름면내에서 직교하는 한쪽 방향으로 진동하는 직선 편광을 투과하고, 다른쪽 방향으로 진동하는 직선 편광을 흡수하는 타입의, 일반적으로 편광 필름 또는 편광판으로서 알려지는 것으로 좋다. 구체적으로는, 예컨대 폴리비닐알코올 필름에 일축 연식(uniaxial extention)과 고이색성 색소(high dichroism pigment)에 의한 염색을 실시하고, 붕산가교를 더 실시한 폴리비닐알코올계의 편광 필름을 이용할 수 있다. 또한, 고이색성 색소로서 요오드를 이용한 요오드계 편광자나, 고이색성 색소로서 이색성 유기 염료를 이용한 염료계 편광자가 있지만, 모두 이용할 수 있다. 또한, 이러한 편광 필름의 한 면 또는 양면에, 투명 보호 필름이 적층된 편광판을, 제2 본 발명의 액정 표시 장치에 이용할 수도 있다.

(위상차 필름)

제1 위상차 필름(130) 및 제2 위상차 필름(131)의 면내 위상차값(R₀)은, 50 ㎚ 이상 80 ㎚ 이하이고, 두께 방향 위상차값(R_th)은 120 ㎚ 이상 250 ㎚ 이하인 것이 바람직하다. 제1 위상차 필름(130) 및 제2 위상차 필름(131)의 면내 위상차값(R₀)과 두께 방향 위상차값(R_th)이 이들 범위 외인 경우에는, 시야각 특성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 같은 이유에 의해, 면내 위상차값(R₀)은, 55 ㎚ 이상 80 ㎚ 이하이며, 두께 방향 위상차값(R_th)은 124 ㎚ 이상 250 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다.

여기서, 필름의 면내 지상축 방향(in-plane slow axis direction)(필름 면내에서 굴절률이 최대가 되는 방향)의 굴절률을 n_x, 필름의 면내 진상축 방향(in-plane fast axis direction)(지상축 방향에 직교하는 방향, 즉 굴절률이 최소가 되는 방향)의 굴절률을 n_y, 필름의 두께 방향의 굴절률을 n_z로 하고, 필름의 두께를 d로 했을 때, 면내 위상차값(R₀) 및 두께 방향 위상차값(R_th)은, 각각 하기 식 (13) 및 (14)로 정의된다.

R₀=(n_x-n_y)×d …(13)

R_th=〔(n_x+n_y)/2-n_z〕×d …(14)

위상차 필름(130 및 131)의 지상축은, 인접하는 편광 필름(120 또는 121)의 투과축과 거의 평행 관계 또는 거의 직교 관계가 되도록 배치되어 있다. 위상차 필름(130 및 131)의 지상축과 그것에 인접하는 편광 필름의 투과축을, 거의 평행 또는 거의 직교라고 할 때의 「거의」는, 완전히 평행 또는 직교 상태가 바람직하지만, 실용상은, 그 각도를 중심으로 ±5˚ 정도까지는 허용되는 것을 의미한다. 위상차 필름(130 및 131)의 지상축과 그것에 인접하는 편광 필름의 투과축은, 거의 평행 관계가 되도록 배치하는 것이 더 바람직하다.

이러한 특성을 갖는 위상차 필름은, 정(正)의 굴절률 이방성을 갖는 투명성 수지로 이루어지는 필름을, 적당한 조건하에서 일축 또는 이축 연신하는 것에 의해 얻을 수 있다. 정의 굴절률 이방성을 갖는 투명성 수지로서는, 트리아세틸셀룰로오스 등의 아실화셀룰로오스로 대표되는 셀룰로오스계 수지, 환형 올레핀계 수지, 폴리카보네이트 등을 사용할 수 있다. 여기서, 환형 올레핀계 수지는, 노르보르넨이나 디메타노옥타히드로나프탈렌과 같은 환형 올레핀을 모노머로 하는 수지이고, 시판품으로서는, "제오노아 필름(Zeonor Film)"(상품명: 옵테스사제) 등이 있다. 또한, 트리아세틸셀룰로오스 필름으로서는, "VA-TAC 필름"(상품명: 코니카미놀타제)나 "VA-TAC 필름"(상품명: 후지 필름제) 등을 들 수 있다. 이들 투명성 수지 중에서도, 광탄성 계수가 작고, 사용 조건하에서의 열 왜곡에 의한 면내 특성 불균일의 발생 등이 적기 때문에, 트리아세틸셀룰로오스나, 환형 올레핀계 수지가 적합하게 이용된다.

제1 위상차 필름(130) 또는 제2 위상차 필름(131)과 액정셀(110) 사이는, 통상, 점착제를 통해 접착된다. 점착제로서는, 아크릴계 등의 투명성이 우수한 것이, 일반적으로 이용된다. 또한, 전술한 특성을 갖는 제1 위상차 필름(130)과 제2 위상차 필름(131)은, 서로 교체하여 배치하여도 좋다.

(투명 보호 필름)

상기 투명 보호 필름은, 투명성을 갖는 필름이면 특별히 한정되지 않고, 액정 표시 장치 등에 이용되는 공지의 각종 투명 보호 필름을 사용할 수 있지만, 예컨대 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름, 아크릴 수지계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 미연신 노르보르넨 필름 등을 들 수 있다.

[실시예]

이하에 실시예를 들어, 제2 본 발명을 더 자세히 설명하지만, 제2 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다. 예중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 % 및 부는, 특별한 기재가 없는 한 중량 기준이다. 또한, 이하의 예에서의 금형 또는 방현 필름의 평가 방법은, 다음과 같다.

〔1〕 방현 필름의 표면 형상의 측정

(표면 표고의 측정)

3차원 현미경 PLμ 2300(Sensofar사제)을 이용하여, 방현 필름의 표면의 표고를 측정하였다. 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 요철면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 측정시에 대물 렌즈의 배율은 10배로 하여 측정하였다. 수평 분해능 Δx 및 Δy는 모두 1.66 ㎛이며, 측정 면적은 1270 ㎛×950 ㎛였다.

(복소 진폭의 파워 스펙트럼)

위에서 얻어진 측정 데이터의 중앙부로부터 512개×512개(측정 면적으로 850㎛×850㎛)의 데이터를 샘플링하고, 방현 필름의 미세 요철 표면의 표고를 2차원 함수 h(x, y)로서 구하였다. 얻어진 2차원 함수 h(x, y)로부터 복소 진폭을 2차원 함수ψ(x, y)로서 계산하였다. 복소 진폭을 계산할 때의 파장(λ)은 550 ㎚로 하였다. 이 2차원 함수 ψ(x, y)를 이산 푸리에 변환하여 2차원 함수 Ψ(f_x, f_y)를 구하였다. 2차원 함수 Ψ(f_x, f_y)를 제곱하여 2차원 파워 스펙트럼의 2차원 함수 Ψ²(f_x, f_y)를 계산하고, 원점으로부터의 거리(f)의 함수인 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 Ψ²(f)를 계산하였다. 이 1차원 함수 Ψ²(f)를 선형 보간하는 것에 의해 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수로 하였다. 이 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수인 Ψ²(f)의 이계 도함수로부터, 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 변곡점을 계산하였다.

(미세 요철 표면의 경사 각도)

위에서 얻어진 측정 데이터를 바탕으로, 전술한 알고리즘에 기초하여 계산하여, 요철면의 경사 각도의 막대 그래프를 작성하고, 거기에서 경사 각도마다의 분포를 구하며, 경사 각도가 5˚ 이상인 면의 비율을 계산하였다.

(미세 요철 표면의 표면 거칠기 파라미터)

JIS B 0601에 준거한 (주)미쯔토요제의 표면 거칠기 측정기 서프테스트 SJ-301을 이용하여, 방현 필름의 표면 거칠기 파라미터를 측정하였다. 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 요철면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다.

〔2〕방현 필름의 광학 특성의 측정

(헤이즈)

방현 필름의 전체 헤이즈는, 방현 필름을 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층 형성면과는 반대측 면에서 유리 기판에 접합하고, 상기 유리 기판에 접합된 방현 필름에 대해서, 유리 기판측으로부터 광을 입사시켜, JIS K 7136에 준거한 (주)무라카미 색채 기술 연구소제의 헤이즈미터 「HM-150」형을 이용하여 측정하였다. 또한 내부 헤이즈는 방현층의 요철 표면에, 헤이즈가 거의 0인 트리아세틸셀룰로오스 필름을 글리세린을 이용하여 접합하고, 재차 JIS K 7136에 준거하여 측정하였다. 표면 헤이즈는, 상기 식 (12)에 기초하여 산출하였다.

(투과 선명도)

JIS K 7105에 준거한 스가시험기(주)제의 사상성 측정기 「ICM-1DP」를 이용하여, 방현 필름의 투과 선명도를 측정하였다. 이 경우도, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층의 미세한 요철 형상면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 이 상태로 유리측으로부터 광을 입사시켜, 측정하였다. 여기서의 측정값은 암부와 명부와의 폭이 각각 0.125 ㎜, 0.5 ㎜, 1.0 ㎜ 및 2.0 ㎜인 4종류의 광학 빗을 이용하여 측정된 값의 합계값이다. 이 경우의 투과 선명도의 최대값은 400%가 된다.

(반사 선명도)

JIS K 7105에 준거한 스가시험기(주)제의 사상성 측정기 「ICM-1DP」를 이용하여, 방현 필름의 반사 선명도를 측정하였다. 이 경우도, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층의 미세한 요철 형상면이 표면이 되도록 흑색 아크릴 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 이 상태에서 요철 형상면측으로부터 광을 45˚로 입사시켜, 측정하였다. 여기서의 측정값은 암부와 명부와의 폭이 각각 0.5 ㎜, 1.0 ㎜ 및 2.0 ㎜인 4종류의 광학 빗을 이용하여 측정된 값의 합계값이다. 이 경우의 반사 선명도의 최대값은 300%가 된다.

〔3〕 방현 필름의 기계 특성의 측정

(연필 경도)

방현 필름의 연필 경도는, JIS K5600-5-4에 규정되는 방법으로 측정하였다. 구체적으로는, 이 규격에 준거한 전동식 연필긁기 경도 시험기[(주)야스다 정기 제작소제]를 이용하여 하중 500 g에서 측정하였다.

〔4〕 액정 표시 장치의 평가

(콘트라스트)

암실 내에서 액정 표시 장치의 백라이트를 점등하고, 휘도계 BM5A형[(주)탑콘제]을 사용하여, 흑표시 상태 및 백표시 상태에서의 액정 표시 장치의 휘도를 측정하여, 콘트라스트를 산출하였다. 여기서 콘트라스트는, 흑표시 상태의 휘도에 대한 백표시 상태의 휘도의 비로 나타낸다.

(반사, 백화, 번쩍임)

상기 콘트라스트의 평가계를 명실(明室) 내로 옮기고, 흑표시 상태로서, 반사 상태, 백화를 육안으로 관찰하였다. 다음에, 명실 내에서 백표시 상태로 하고, 번쩍임에 관해서도 육안으로 관찰하였다.

반사 상태, 백화, 번쩍임에 관한 평가 기준은 이하와 같다.

(a) 반사

1: 반사가 관찰되지 않는다.

2: 반사가 조금 관찰된다.

3: 반사가 명료하게 관찰된다.

(b) 백화

1: 백화가 관찰되지 않는다.

2: 백화가 조금 관찰된다.

3: 백화가 명료하게 관찰된다.

(c) 번쩍임

1: 번쩍임이 확인되지 않는다.

2: 아주 조금 번쩍임이 관찰된다.

3: 심하게 번쩍임이 관찰된다.

〔5〕 방현 필름 제조용 패턴의 평가

작성한 패턴 데이터를 2계조의 2진화 화상 데이터로 하고, 계조를 2차원의 이산 함수 g(x, y)로 나타내었다. 이산 함수 g(x, y)의 수평 분해능 Δx 및 Δy는 모두 2 ㎛로 하였다. 얻어진 2차원 함수 g(x, y)를 이산 푸리에 변환하여, 2차원 함수 G(f_x, f_y)를 구하였다. 2차원 함수 G(f_x, f_y)를 제곱하여 2차원 파워 스펙트럼의 2차원 함수 G²(f_x, f_y)를 계산하고, 원점으로부터의 거리(f)의 함수인 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 G²(f)를 계산하였다.

<실시예 21>

(A) 편광 필름의 제작

평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상에서 두께 75 ㎛의 폴리비닐알코올 필름을, 30℃의 순수에 침지한 후, 요오드/요드화칼륨/물의 질량비가 0.02/2/100인 수용액에 30℃에서 침지하였다. 그 후, 요드화칼륨/붕산/물의 질량비가 12/5/100인 수용액에 56.5℃에서 침지하였다. 계속해서, 8℃의 순수로 세정한 후, 65℃에서 건조하여, 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향된 편광 필름을 얻었다. 연신은, 주로, 요오드 염색 및 붕산 처리 공정에서 행하고, 전체 연신 배율은 5.3배였다.

(B) 방현 필름 제조용 금형의 제작

직경 200 ㎜의 알루미늄롤(JIS에 의한 A 5056)의 표면에 구리 발라드 도금이 실시된 것을 준비하였다. 구리 발라드 도금은, 구리 도금층/얇은 은 도금 층/표면 구리 도금층을 포함하는 것이며, 도금층 전체의 두께는, 약 200 ㎛가 되도록 설정하였다. 그 구리 도금 표면을 경면 연마하고, 연마된 구리 도금 표면에 감광성 수지를 도포, 건조하여 감광성 수지막을 형성하였다. 이어서, 도 16에 도시하는 패턴(랜덤한 명도 분포를 갖는 패턴으로부터, 0.035 ㎛^-1 이하의 저공간 주파수 성분과 0.15 ㎛^-1 이상의 높은 공간 주파수 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시켜 작성함)을 반복하여 나열한 패턴을 감광성 수지막상에 레이저광에 의해 노광하고, 현상하였다. 레이저광에 의한 노광, 및 현상은 Laser Stream FX[(주) 싱크 래버러토리제]를 이용하여 행하였다. 감광성 수지막에는 포지티브형의 감광성 수지를 사용하였다.

그 후, 염화 제2 구리액으로 제1 에칭 처리를 행하였다. 그 때의 에칭량은 3 ㎛가 되도록 설정하였다. 제1 에칭 처리 후의 롤로부터 감광성 수지막을 제거하고, 재차 염화 제2 구리액으로 제2 에칭 처리를 행하였다. 그 때의 에칭량은 10 ㎛가 되도록 설정하였다. 그 후, 크롬 도금 가공을 행하여, 금형 A를 제작하였다. 이 때, 크롬 도금 두께가 4 ㎛가 되도록 설정하였다.

(C) 방현 필름의 제작

이하의 각 성분이 초산에틸에 고형분 농도 60%로 용해되어 있고, 경화 후에 1.53의 굴절률을 나타내는 자외선 경화성 수지 조성물 A를 입수하였다.

펜타에리스리톨트리아크릴레이트 60부

다관능 우레탄화아크릴레이트 40부

(헥사메틸렌디이소시아네이트와 펜타에리스리톨트리아크릴레이트의 반응성 생물)

디페닐(2,4,6-트리메톡시벤조일)포스핀옥사이드 5부

이 자외선 경화성 수지 조성물 A를 두께 80 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름상에, 건조 후의 도포 두께가 7 ㎛가 되도록 도포하고, 60℃로 설정한 건조기 안에서 3분간 건조시켰다. 건조 후의 필름을, 먼저 얻어진 금형 A의 요철면에, 광경화성 수지 조성물층이 금형측이 되도록 고무롤로 압박하여 밀착시켰다. 이 상태로 TAC 필름측으로부터, 강도 20 mW/㎠의 고압 수은등으로부터의 광을 h선 환산 광량으로 200 mJ/㎠가 되도록 조사하여, 광경화성 수지 조성물층을 경화시켰다. 이 후, TAC 필름을 경화 수지마다 금형으로부터 박리하여, 표면에 요철을 갖는 경화 수지(방현층)와 TAC 필름의 적층체로 이루어지는 투명한 방현 필름 A를 제작하였다.

(D) 방현성 편광판의 제작

물 100 중량부에 대하여, (주)쿠라레에서 판매되고 있는 카르복실기 변성 폴리비닐 알코올 「쿠라레포발 KL318」(변성도 2몰%)을 1.8 중량부 용해하고, 추가로 거기에, 수용성 폴리아미드 에폭시 수지인 스미카켐텍스(주)에서 판매되고 있는 「스미레즈 레진 650」(고형분 30%의 수용액)을 1.5 중량부 첨가하고 용해하여, 폴리비닐 알코올계 접착제를 제작했다.

방현 필름 A의 방현층이 형성된 측과는 반대측을 비누화 처리한 후, 전술한 바와 같이 조제한 폴리비닐 알코올계 접착제를 10 ㎛ 바코터로 도공하고, 그 위에 먼저 얻어진 폴리비닐 알코올-요오드의 편광 필름을 접합하였다. 또한, 폴리비닐 알코올-요오드의 편광 필름의 방현 필름을 접합한 면과는 반대측 면에는, 표면을 코로나 방전 처리한 두께 70 ㎛에서 면내 위상차값(R₀)이 55 ㎚, 두께 방향 위상차값(R_th)이 124 ㎚인 연신 노르보르넨계 수지 필름(ZEONOR, 옵테스사제)을 전술한 바와 같이 조제한 폴리비닐 알코올계 접착제를 10 ㎛ 바코터로 도공한 후, 접합하였다. 그 후, 80℃에서 5분간 건조하고, 또한 상온에서 1일간 양생하여 방현성 편광판 A를 얻었다.

(E) 액정 표시 장치의 제작

수직 배향 모드의 액정 표시 소자(즉 화상 표시 소자)가 탑재된 시판되는 액정 텔레비전[LC-32ES50, 샤프(주)제]의 액정셀로부터 편광판을 박리하고, 액정셀의 배면(백라이트측)측에는, TAC 필름과 편광 필름과 연신 노르보르넨계 수지 필름[ZEONOR, 면내 위상차값(R₀)이 55 ㎚, 두께 방향 위상차값(R_th)이 124 ㎚]이 접합된 편광판을, 액정셀의 전면(시인측)에는, 상기 방현성 편광판 A를, 모두 편광판의 흡수축이, 원래 액정 텔레비전에 부착되어 있던 편광판의 흡수축 방향과 일치하도록, 점착제층을 통해 접합하여, 액정 패널을 제작하였다. 다음에, 이 액정 패널을, 백라이트/광확산판/액정 패널의 구성으로 조립하여, 액정 표시 장치 A(즉 화상 표시 장치)를 제작하였다.

<비교예 21>

직경 300 ㎜의 알루미늄롤(JIS에 의한 A5056)의 표면을 경면 연마하고, 연마된 알루미늄면에, 블라스트 장치[(주)후지 제작소제]를 이용하여, 지르코니아 비즈 TZ-SX-17[도소(주)제, 평균 입경: 20 ㎛]을, 블라스트 압력 0.1 MPa(게이지압, 이하 동일), 비즈 사용량 8 g/㎠(롤의 표면적 1 ㎠당 사용량, 이하 동일)로 블라스트하여, 표면에 요철을 형성하였다. 얻어진 요철을 갖는 알루미늄롤에 대하여, 무전해 니켈 도금 가공을 행하여, 금형 B를 제작하였다. 이 때, 무전해 니켈 도금 두께가 15 ㎛가 되도록 설정하였다. 얻어진 금형 B를 이용한 것 이외는, 실시예 21과 마찬가지로 하여 방현 필름 B를 제작하였다. 또한, 방현 필름 B를 사용한 것 이외는, 실시예 21과 마찬가지로 하여 방현성 편광판 B 및 액정 표시 장치 B를 제작하였다.

<비교예 22>

시판되는 액정 텔레비전[LC-32ES50, 샤프(주)제]의 시인측 편광판으로부터, 시인측 표면의 방현 필름(하드코트층 내에 미립자가 분산되어 이루어지는 방현층을 가짐)을 박리하여, 방현 필름 C를 얻었다. 이 방현 필름 C를 사용한 것 이외는, 실시예 21과 마찬가지로 하여 방현성 편광판 C 및 액정 표시 장치 C를 제작하였다.

도 17에, 방현 필름 A의 제작에 사용한 패턴으로부터 얻어진 파워 스펙트럼 G²(f)를 도시하였다. 방현 필름 A의 제작에 사용한 패턴의 파워 스펙트럼은 공간 주파수가 0 ㎛^-1보다 크고 0.04 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖지 않고, 0.04 ㎛^-1보다 크고 0.08 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖는 것을 알 수 있다.

또한, 도 26에, 방현 필름 A?C의 표고로부터 계산된 복소 진폭의 파워 스펙트럼의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²를 도시하였다. 도 26으로부터, 방현 필름 A의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼은, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖지만, 방현 필름 B 및 C의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼은, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것이 아닌 것을 알 수 있다.

실시예 21 및 비교예 21 및 22에서 제작한 방현 필름 A?C 및 액정 표시 장치 A?C에 대해서, 상기 각 평가를 행한 결과를 JIS에 나타낸다.

[표 2]

JIS에 나타내는 결과로부터, 제2 본 발명의 요건을 모두 만족시키는 화상 표시 장치 A(실시예 21)는, 번쩍임이 전혀 발생하지 않고, 충분한 방현성을 나타내며, 백화도 발생하지 않고, 높은 콘트라스트를 나타내었다. 또한, 화상 표시 장치 A를 암실 내 및 명실 내에서 육안으로 관찰한 바 넓은 시야각 특성을 갖고 있었다. 한편, 제2 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 방현 필름 B(도 26 참조)를 이용한 화상 표시 장치 B(비교예21)는, 번쩍임이 발생하는 경향을 나타내었다. 또한, 높은 내부 헤이즈를 갖는 방현 필름 C를 이용한 화상 표시 장치 C(비교예 22)에서는, 번쩍임은 발생하지 않았지만 콘트라스트가 저하되어 있었다.

[부호의 설명]

1: 방현 필름, 2: 필름 표면에 형성된 요철, 3: 필름의 투영면, 5: 필름의 주법선 방향, 6: 국소적인 법선, 6a?6d: 폴리곤면의 법선 벡터, 7: 금형용 기재, 8: 연마 공정에 의해 연마된 기재의 표면, 9: 감광성 수지막, 10: 노광된 영역, 11: 노광되어 있지 않은 영역, 12: 마스크, 13: 마스크가 없는 영역, 15: 제1 표면 요철 형상(제1 에칭 공정 후의 금형용 기재 표면의 요철 형상), 16: 제2 표면 요철 형상(제2 에칭 공정 후의 금형용 기재 표면의 요철 형상), 17: 크롬 도금층, 18: 크롬 도금층의 표면, 20: 표고 기준면, 21: 최고 표고면, 40: 포토마스크의 유닛셀, 41: 포토마스크의 크롬 차광 패턴, 42: 포토마스크의 개구부, 43: 포토마스크, 45: 라이트 박스, 46: 광원, 47: 유리판, 49: 번쩍임의 관찰 위치, 50: 확산판, 100: 방현층, 101: 투명 지지체, 102, 103, 104: 투명 보호 필름, 110: 액정셀, 111, 112: 셀 기판, 113, 114: 전극, 115: 액정층, 120: (전면측) 편광 필름, 121: (배면측) 편광 필름, 130: (제1) 위상차 필름, 131: (제2) 위상차 필름

[제3 본 발명의 일 실시형태]

<액정 표시 장치>

제3 본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판 사이에 트위스티드 네마틱형 액정이 봉입된 액정셀과, 상기 액정셀의 시인측에 배치된 전면측 편광 필름과, 그 반대측에 배치된 배면측 편광 필름과, 상기 배면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 및 상기 전면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 광학 이방성층과, 투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름을 구비하고, 또한 상기 방현 필름이, 상기 전면측 편광 필름의 상기 액정셀을 마주하는 면과 반대측에, 방현층이 가장 시인측이 되도록 배치되어 있다.

제3 본 발명의 액정 표시 장치의 구체예를 도 34?도 36에 도시한다. 도 34?도 36에 도시되는 액정 표시 장치는, 액정셀(110)과, 그것을 사이에 두고 배치되는 한 쌍의 편광 필름(120, 121)과, 그 한쪽 또는 양쪽의 편광 필름과 액정셀(110) 사이에 배치되는 광학 이방성층(330, 331)을 구비하고 있다.

액정셀(110)은, 서로 평행한 2장의 셀 기판(111, 112)과, 이들 사이에 액정이 봉입(끼워져 유지)된 액정층(115)을 가지며, 셀 기판(111, 112)이 마주하는 면에는, 각각 전극(113, 114)이 설치되어 있다. 그리고, 이 액정셀(110)의 액정층(115)에서의 액정은, 소위 트위스티드 네마틱형 액정이다.

도 34에 도시하는 액정 표시 장치에 있어서, 셀 기판(111)과 편광 필름(120) 사이에는, 제1 광학 이방성층(330)이 배치되어 있다. 또한, 제1 광학 이방성층(330)과는 반대측의 셀 기판(112)과 편광 필름(121) 사이에는, 제2 광학 이방성층(331)이 배치되어 있다.

또한, 도 34에 도시하는 액정 표시 장치에서는, 한쪽 편광 필름(120)의 액정셀(110)에 면하는 측과 반대측의 면, 즉 표시면(시인)측 표면에, 정해진 광학 특성을 부여하여, 정해진 표면 형상을 갖는 방현 필름(1)이 배치된다. 이 방현 필름(1)은, 투명 지지체(101), 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층(100)을 포함하고 있다. 상기 방현 필름(1)은, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀(110)을 마주하는 면과 반대측에, 방현층(100)이 가장 시인측이 되도록 배치된다. 제3 본 발명의 액정 표시 장치는, 이 방현 필름(1)의 미세 요철 표면의 형상에 특징을 갖는 것이다. 방현 필름(1)에 대해서는, 제1 본 발명과 같다.

(트위스티드 네마틱형 액정)

제3 본 발명의 액정 표시 장치에 이용되는 트위스티드 네마틱(이하, 「TN」으로 약칭)형 액정은, 기판면에 수직으로 전압을 인가하는 세로 전계에서 액정 분자의 배향 상태를 변화시키는 것이다. TN 모드에서 액정 분자는, 한쪽 기판으로부터 다른 한 쪽의 기판까지 추적했을 때, 전압 무인가 상태에서의 액정 배향이, 각 부분에서 기판에 평행한 면내를 향하면서 상하 기판 사이에서 90도 비틀린(트위스트된) 상태가 되도록 기판면에 평행하게 배향한다.

종래의 TN형 액정 표시 장치에서는, 액정셀 내의 액정 물질의 프리틸트(pretilt)에 기인하는 굴절률의 이방성에 의해, 시야각 특성이 충분한 것이 아니었다. 그래서 일본 특허 공개 평6-214116호 공보에는, 부의 일축성을 나타내고, 그 광학축이 필름면에 대하여 비스듬한 방향이 되도록 배치된 광학 이방성층을, TN형 액정 표시 장치에서의 액정셀과 편광판 사이에 배치하는 것이 개시되어 있다. 또한 일본 특허 공개 평10-186356호 공보에는, 정의 일축성을 나타내는 액정성 고분자가 액정 상태에서 형성한 네마틱 하이브리드(nematic hybrid) 배향을 고정화하여 이루어지는 광학 보상 필름이 개시되어 있고, 이 광학 보상 필름을 TN형 액정 표시 장치에 적용하여, 시야각의 확대를 도모하는 것도 개시되어 있다. 이러한, 광학축이 필름면에 대하여 비스듬한 방향에 있는 광학 이방성층을 광학 보상 필름(위상차판)으로서 이용하는 것에 의해, TN형 액정 표시 장치에서의 시야각의 개량이 이루어지고 있다.

(광학 이방성층)

제3 본 발명에서, 광학 이방성층은, 배면측 편광 필름과 액정셀 사이 및 전면측 편광 필름과 액정셀 사이 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되어 있으면 좋지만, 바람직하게는, 배면측 편광 필름과 액정셀 사이 및 전면측 편광 필름과 액정셀 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

광학 이방성층으로서는, 광학적으로 부의 일축성으로, 그 광학축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 경사져 있는 광학 이방성층이나, 광학적으로 정의 일축성으로, 그 광학축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 경사져 있는 광학 이방성층이 적합하다.

광학적으로 부의 일축성으로, 그 광학축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 경사져 있는 광학 이방성층으로서는, 예컨대 일본 특허 공개 평6-214116호 공보에 기재되는 바와 같은, 유기 화합물, 그 중에서도 액정성을 나타내고, 원반형의 분자 구조를 갖는 화합물이나, 액정성을 나타내지 않지만, 전계 또는 자계에 의해 부의 굴절률 이방성을 발현하는 화합물이, 트리아세틸셀룰로오스 등으로 이루어지는 투명 수지 필름상에 도포되고, 광학축이 필름 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 사이에서 경사지도록 배향된 필름 등이 바람직하게 이용된다. 배향은 일방향뿐만 아니라, 예컨대 필름의 한 면으로부터 다른 면을 향해 순차 기울기가 커지는, 소위 하이브리드 배향이어도 좋다.

액정성을 나타내는 원반형의 분자 구조를 갖는 유기 화합물로서는, 저분자 또는 고분자의 디스코틱 액정, 예컨대 트리페닐렌, 토르크센, 벤젠 등의 평면 구조를 갖는 모핵(母核)에, 알킬기, 알콕시기, 알킬 치환 벤조일옥시기, 알콕시 치환 벤조일옥시기 등의 직쇄형의 치환기가 방사상으로 결합한 것이 예시된다. 그 중에서도 가시광 영역에 흡수를 나타내지 않는 것이 바람직하다.

원반형의 분자 구조를 갖는 유기 화합물은, 1종류를 단독으로 이용할뿐만 아니라, 원하는 배향을 얻기 위해, 필요에 따라 복수종을 병용하거나, 또는 고분자 매트릭스 등, 다른 유기 화합물과 혼합하여 이용할 수 있다. 혼합하여 이용하는 유기 화합물로서는, 원반형의 분자 구조를 갖는 유기 화합물과 상용성을 갖거나, 원반형의 분자 구조를 갖는 유기 화합물을, 광을 산란하지 않는 정도의 입경으로 분산할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 셀룰로오스계 수지로 이루어지는 투명기재 필름에, 이러한 액정성 화합물로 이루어지는 층이 설치되고, 광학축이 필름 법선에 대하여 경사져 있는 필름으로서는, 예컨대 WV 필름[후지 사진 필름(주)제]을 적합하게 이용할 수 있다.

또한, 광학적으로 정의 일축성으로, 그 광학축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 경사져 있는 광학 이방성층으로서는, 예컨대 일본 특허 공개 평10-186356호 공보에 기재되는 바와 같은, 가늘고 긴 막대형 구조를 갖는 유기 화합물, 그 중에서도 네마틱 액정성을 나타내고, 정의 광학 이방성을 부여하는 분자 구조를 갖는 화합물이나, 액정성을 나타내지만, 전계 또는 자계에 의해 정의 굴절률 이방성을 발현하는 화합물이, 셀룰로오스계 수지 등으로 이루어지는 투명 기재 필름상에 제막(製膜)되어, 광학축이 필름 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 사이에서 경사지도록 배향된 필름을 들 수 있다. 배향은 일방향뿐만 아니라, 예컨대 필름의 한 면으로부터 다른 면을 향해 순차 기울기가 커지는, 소위 하이브리드 배향이어도 좋다. 투명 기재 필름에 네마틱 액정 화합물로 이루어지는 층이 설치되고, 광학축이 필름 법선에 대하여 경사져 있는 필름으로서는, 예컨대 NH 필름[신일본석유(주)제]을 적합하게 이용할 수 있다.

또한, 진공 증착에 의해 박막의 형성이 가능하고, 증착을 행했을 때에 정의 굴절률 이방성을 발현하는 유전체를, 투명 기재 필름상에, 그 법선에 대하여 경사진 방향으로부터 증착하는 것에 의해, 광학적으로 정의 일축성으로, 그 광학축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 경사져 있는 광학 이방성층을 얻을 수도 있다. 이 때문에 이용되는 유전체는, 무기 화합물로 이루어지는 유전체, 유기 화합물로 이루어지는 유전체 중 어느 것이어도 좋지만, 진공 증착시에 작용하는 열에 대한 안정성의 점에서, 무기 유전체가 바람직하게 이용된다. 무기 유전체로서는, 산화탄탈(Ta₂O₅), 산화텅스텐(WO₃), 이산화규소(SiO₂), 일산화규소(SiO), 산화비스무트(Bi₂O₅), 산화네오디뮴(Nd₂O₃) 등의 금속 산화물이, 투명성이 우수한 것 등의 점에서 바람직하게 이용된다. 금속 산화물 중에서도, 산화탄탈, 산화텅스텐, 산화비스무트 등, 굴절률 이방성이 발현되기 쉽고, 막질이 딱딱한 것이, 보다 바람직하게 이용된다.

이러한 투명 기재 필름상에 굴절률 이방성을 발현하는 유전체의 층을 적층한 광학 이방성층을 이용하는 경우, 상기 광학 이방성층은, 그 투명 기재 필름측이 편광 필름 또는 이것에 접합된 투명 보호 필름에 대향하도록 편광 필름 또는 투명 보호 필름상에 적층된다.

또한, TN 모드에서는, 시야각 특성 및 표시 특성을 보다 향상시키기 위해, 액정셀을 사이에 두고 쌍을 이루는 배면측 편광판에도 광학 이방성층을 배치하는 것이 바람직하다. 배면측 편광 필름(121)과 셀 기판(112) 사이에 설치되는 광학 이방성층(331)으로서는, 먼저 설명한 바와 같은, 광학적으로 부 또는 정의 일축성으로 그 광학축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 사이에서 경사져 있는 광학 이방성층을 바람직하게 이용할 수 있다.

(편광 필름)

전면측 편광 필름(120) 및 배면측 편광 필름(121)은, 필름면내에서 직교하는 한쪽 방향으로 진동하는 직선 편광을 투과하고, 다른쪽 방향으로 진동하는 직선 편광을 흡수하는 타입의, 일반적으로 편광 필름 또는 편광판으로서 알려지는 것이어도 좋다. 구체적으로는, 폴리비닐 알코올 필름에 일축 연신과 고이색성 색소에 의한 염색을 실시하고, 붕산 가교를 더 실시한 것을 이용할 수 있다. 고이색성 색소로서 요오드를 이용한 요오드계 편광자나, 고이색성 색소로서 이색성 유기 염료를 이용한 염료계 편광자가 있지만, 모두 이용할 수 있다. 또한, 이러한 폴리비닐알코올계의 편광 필름 그 자체만으로도 좋고, 폴리비닐 알코올계 편광 필름의 한 면 또는 양면에, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름, 아크릴 수지계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 미연신 노르보르넨 필름 등의 투명 보호 필름이 적층된 편광판이어도 좋다.

도 34에 도시하는 액정 표시 장치에서는, 제1 편광 필름(120)의 전면측에 투명 지지체(101) 및 방현층(100)으로 이루어지는 방현 필름(1)이 적층되어 있고, 제2 편광 필름(121)의 배면측에 투명 보호 필름(102)이 적층되어 있다.

또한, 도 35에 도시하는 액정 표시 장치에서는, 제1 편광 필름(120)의 전면측 및 배면측에 투명 지지체(101) 및 방현층(100)으로 이루어지는 방현 필름(1) 및 투명 보호 필름(103)이 적층되어 있고, 제2 편광 필름(121)의 배면측에 투명 보호 필름(102)이 적층되어 있다.

또한, 도 36에 도시하는 액정 표시 장치에서는, 제1 편광 필름(120)의 전면측에 투명 지지체(101)및 방현층(100)으로 이루어지는 방현 필름(1)이 적층되어 있고, 제2 편광 필름(121)의 전면측 및 배면측에 투명 보호 필름(104 및 102)이 적층되어 있다.

또한, 도 35에 도시하는 액정 표시 장치에서는, 제1 위상차 필름(330)에, 투명 보호 필름(103)의 역할을 갖게 함으로써, 투명 보호 필름(103)을 생략할 수도 있다.

도 34?도 36에 도시하는 액정 표시 장치에서는, 배면측 편광 필름(121)의 배면측에 투명 보호 필름(102)이 배치되어 있다. 도 34, 도 35에 도시되는 바와 같이, 그 한 면에 광학 이방성층(331)이 배치되는 경우는, 이 광학 이방성층(331)에, 편광 필름(121)을 보호하는 투명 보호 필름의 역할을 갖게 할 수 있다. 이 경우에도, 편광 필름(121)의 다른 한 쪽 면에는, 전술한 바와 같은 투명 보호 필름을 설치하는 것이 바람직하다.

배면측 편광 필름(121)의 더 배면측[투명 보호 필름(103)의 배면측]에는, 통상 액정셀(110)에 광을 공급하기 위한 백라이트(도시 생략)가 설치된다.

[실시예]

이하에 실시예를 들어, 제3 본 발명을 더 자세히 설명하지만, 제3 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다. 예중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 % 및 부는 특별히 기재가 없는 한 중량 기준이다. 또한, 이하의 예에서의 금형 또는 방현 필름의 평가 방법은, 다음과 같다.

〔1〕 방현 필름의 표면 형상의 측정

(표면의 표고의 측정)

3차원 현미경 PLμ 2300(Sensofar사제)을 이용하여, 방현 필름의 표면의 표고를 측정하였다. 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 요철면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 측정시에 대물렌즈의 배율은 10배로 하여 측정하였다. 수평 분해능 Δx 및 Δy는 모두 1.66 ㎛이며, 측정 면적은 1270 ㎛×950 ㎛였다.

(복소 진폭의 파워 스펙트럼)

위에서 얻어진 측정 데이터의 중앙부로부터 512개×512개(측정 면적으로 850㎛×850㎛)의 데이터를 샘플링하고, 방현 필름의 미세 요철 표면의 표고를 2차원 함수 h(x, y)로 하여 구하였다. 얻어진 2차원 함수 h(x, y)로부터 복소 진폭을 2차원 함수 ψ(x, y)로 하여 계산하였다. 복소 진폭을 계산할 때의 파장(λ)은 550 ㎚로 하였다. 이 2차원 함수 ψ(x, y)를 이산 푸리에 변환하여 2차원 함수 Ψ(f_x, f_y)를 구하였다. 2차원 함수 Ψ(f_x, f_y)를 제곱하여 2차원 파워 스펙트럼의 2차원 함수 Ψ²(f_x, f_y)를 계산하고, 원점으로부터의 거리(f)의 함수인 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 Ψ²(f)를 계산하였다. 이 1차원 함수 Ψ²(f)를 선형 보간하는 것에 의해 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수로 하였다. 이 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수인 Ψ²(f)의 이계 도함수로부터, 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 변곡점을 계산하였다.

(미세 요철 표면의 경사 각도)

위에서 얻어진 측정 데이터를 바탕으로, 전술한 알고리즘에 기초하여 계산하여, 요철면의 경사 각도의 막대 그래프를 작성하고, 거기에서 경사 각도마다의 분포를 구하며, 경사 각도가 5˚ 이상인 면의 비율을 계산했다.

(미세 요철 표면의 표면 거칠기 파라미터)

JIS B 0601에 준거한 (주)미쯔토요제의 표면 거칠기 측정기 서프테스트(Surftest) SJ-301를 이용하여, 방현 필름의 표면 거칠기 파라미터를 측정하였다. 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 요철면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다.

〔2〕 방현 필름의 광학 특성의 측정

(헤이즈)

방현 필름의 전체 헤이즈는, 방현 필름을 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층 형성면과는 반대측 면에서 유리 기판에 접합하고, 상기 유리 기판에 접합된 방현 필름에 대해서, 유리 기판측으로부터 광을 입사시켜, JIS K 7136에 준거한 (주)무라카미 색채 기술 연구소제의 헤이즈미터 「HM-150」형을 이용하여 측정하였다. 또한 내부 헤이즈는 방현층의 요철 표면에, 헤이즈가 거의 0인 트리아세틸셀룰로오스 필름을 글리세린을 이용하여 접합하고, 재차 JIS K 7136에 준거하여 측정하였다. 표면 헤이즈는, 상기 식 (12)에 기초하여 산출하였다.

(투과 선명도)

JIS K 7105에 준거한 스가시험기(주)제의 사상성 측정기 「ICM-1DP」를 이용하여, 방현 필름의 투과 선명도를 측정하였다. 이 경우도, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층의 미세한 요철 형상면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 이 상태로 유리측으로부터 광을 입사시켜, 측정하였다. 여기서의 측정값은 암부와 명부와의 폭이 각각 0.125 ㎜, 0.5 ㎜, 1.0 ㎜ 및 2.0 ㎜인 4종류의 광학 빗을 이용하여 측정된 값의 합계값이다. 이 경우의 투과 선명도의 최대값은 400%가 된다.

(반사 선명도)

JIS K 7105에 준거한 스가시험기(주)제의 사상성 측정기 「ICM-1DP」를 이용하여, 방현 필름의 반사 선명도를 측정하였다. 이 경우도, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층의 미세한 요철 형상면이 표면이 되도록 흑색 아크릴 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 이 상태에서 요철 형상면측으로부터 광을 45˚로 입사시켜, 측정하였다. 여기서의 측정값은 암부와 명부와의 폭이 각각 0.5 ㎜, 1.0 ㎜ 및 2.0 ㎜인 4종류의 광학 빗을 이용하여 측정된 값의 합계값이다. 이 경우의 반사 선명도의 최대값은 300%가 된다.

〔3〕 방현 필름의 기계 특성의 측정

(연필 경도)

방현 필름의 연필 경도는, JIS K5600-5-4에 규정되는 방법으로 측정하였다. 구체적으로는, 이 규격에 준거한 전동식 연필긁기 경도 시험기[(주)야스다 정기 제작소제]를 이용하여 하중 500 g에서 측정하였다.

〔4〕 액정 표시 장치의 평가

(콘트라스트)

암실 내에서 액정 표시 장치의 백라이트를 점등하고, 휘도계 BM5A형[(주)탑콘제]을 사용하여, 흑표시 상태 및 백표시 상태에서의 액정 표시 장치의 휘도를 측정하여, 콘트라스트를 산출하였다. 여기서 콘트라스트는, 흑표시 상태의 휘도에 대한 백표시 상태의 휘도의 비로 나타낸다.

(반사, 백화, 번쩍임)

상기 콘트라스트의 평가계를 명실 내로 옮기고, 흑표시 상태로서, 반사 상태, 백화를 육안으로 관찰하였다. 다음에, 명실 내에서 백표시 상태로 하고, 번쩍임에 관해서도 육안으로 관찰하였다.

반사 상태, 백화, 번쩍임에 관한 평가 기준은 이하와 같다.

(a) 반사

1: 반사가 관찰되지 않는다.

2: 반사가 조금 관찰된다.

3: 반사가 명료하게 관찰된다.

(b) 백화

1: 백화가 관찰되지 않는다.

2: 백화가 조금 관찰된다.

3: 백화가 명료하게 관찰된다.

(c) 번쩍임

1: 번쩍임이 확인되지 않는다.

2: 아주 조금 번쩍임이 관찰된다.

3: 심하게 번쩍임이 관찰된다.

〔5〕 방현 필름 제조용 패턴의 평가

작성한 패턴 데이터를 2계조의 2진화 화상 데이터로 하고, 계조를 2차원의 이산 함수 g(x, y)로 나타내었다. 이산 함수 g(x, y)의 수평 분해능 Δx 및 Δy는 모두 2 ㎛로 하였다. 얻어진 2차원 함수 g(x, y)를 이산 푸리에 변환하여, 2차원 함수 G(f_x, f_y)를 구하였다. 2차원 함수 G(f_x, f_y)를 제곱하여 2차원 파워 스펙트럼의 2차원 함수 G²(f_x, f_y)를 계산하고, 원점으로부터의 거리(f)의 함수인 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 G²(f)를 계산하였다.

<실시예 31>

(A) 편광 필름의 제작

평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상에서 두께 75 ㎛의 폴리비닐알코올 필름을, 30℃의 순수에 침지한 후, 요오드/요드화칼륨/물의 질량비가 0.02/2/100인 수용액에 30℃에서 침지하였다. 그 후, 요드화칼륨/붕산/물의 질량비가 12/5/100인 수용액에 56.5℃에서 침지하였다. 계속해서, 8℃의 순수로 세정한 후, 65℃에서 건조하여, 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향된 편광 필름을 얻었다. 연신은, 주로, 요오드 염색 및 붕산 처리 공정에서 행하고, 전체 연신 배율은 5.3배였다.

(B) 방현 필름 제조용 금형의 제작

직경 200 ㎜의 알루미늄롤(JIS에 의한 A 5056)의 표면에 구리 발라드 도금이 실시된 것을 준비하였다. 구리 발라드 도금은, 구리 도금층/얇은 은 도금 층/표면 구리 도금층을 포함하는 것이며, 도금층 전체의 두께는, 약 200 ㎛가 되도록 설정하였다. 그 구리 도금 표면을 경면 연마하고, 연마된 구리 도금 표면에 감광성 수지를 도포, 건조하여 감광성 수지막을 형성하였다. 이어서, 도 16에 도시하는 패턴(랜덤한 명도 분포를 갖는 패턴으로부터, 0.035 ㎛^-1 이하의 저공간 주파수 성분과 0.15 ㎛^-1 이상의 높은 공간 주파수 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시켜 작성함)을 반복하여 나열한 패턴을 감광성 수지막상에 레이저광에 의해 노광하고, 현상하였다. 레이저광에 의한 노광, 및 현상은 Laser Stream FX[(주) 싱크 래버러토리제]를 이용하여 행하였다. 감광성 수지막에는 포지티브형의 감광성 수지를 사용하였다.

그 후, 염화 제2 구리액으로 제1 에칭 처리를 행하였다. 그 때의 에칭량은 3 ㎛가 되도록 설정하였다. 제1 에칭 처리 후의 롤로부터 감광성 수지막을 제거하고, 재차 염화 제2 구리액으로 제2 에칭 처리를 행하였다. 그 때의 에칭량은 10 ㎛가 되도록 설정하였다. 그 후, 크롬 도금 가공을 행하여, 금형 A를 제작하였다. 이 때, 크롬 도금 두께가 4 ㎛가 되도록 설정하였다.

(C) 방현 필름의 제작

이하의 각 성분이 초산에틸에 고형분 농도 60%로 용해되어 있고, 경화 후에 1.53의 굴절률을 나타내는 자외선 경화성 수지 조성물 A를 입수하였다.

펜타에리스리톨트리아크릴레이트 60부

다관능 우레탄화아크릴레이트 40부

(헥사메틸렌디이소시아네이트와 펜타에리스리톨트리아크릴레이트의 반응성 생물)

디페닐(2,4,6-트리메톡시벤조일)포스핀옥사이드 5부

이 자외선 경화성 수지 조성물 A를 두께 80 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름상에, 건조 후의 도포 두께가 7 ㎛가 되도록 도포하고, 60℃로 설정한 건조기 안에서 3분간 건조시켰다. 건조 후의 필름을, 먼저 얻어진 금형 A의 요철면에, 광경화성 수지 조성물층이 금형측이 되도록 고무롤로 압박하여 밀착시켰다. 이 상태로 TAC 필름측으로부터, 강도 20 mW/㎠의 고압 수은등으로부터의 광을 h선 환산 광량으로 200 mJ/㎠가 되도록 조사하여, 광경화성 수지 조성물층을 경화시켰다. 이 후, TAC 필름을 경화 수지마다 금형으로부터 박리하여, 표면에 요철을 갖는 경화 수지(방현층)와 TAC 필름의 적층체로 이루어지는 투명한 방현 필름 A를 제작하였다.

(D) 방현성 편광판의 제작

물 100 중량부에 대하여, (주)쿠라레에서 판매되고 있는 카르복실기 변성 폴리비닐 알코올 「쿠라레포발 KL318」(변성도 2몰%)을 1.8 중량부 용해하고, 추가로 거기에, 수용성 폴리아미드 에폭시 수지인 스미카켐텍스(주)에서 판매되고 있는 「스미레즈 레진 650」(고형분 30%의 수용액)을 1.5 중량부 첨가하고 용해하여, 폴리비닐 알코올계 접착제를 제작했다.

방현 필름 A의 방현층이 형성된 측과는 반대측을 비누화 처리한 후, 전술한 바와 같이 조제한 폴리비닐알코올계 접착제를 10 μm 바코터로 도공하고, 그 위에 먼저 얻어진 폴리비닐알코올-요오드의 편광 필름을 접합하였다. 또한, 폴리비닐알코올-요오드의 편광 필름의 방현 필름을 접합한 면과는 반대측의 면에는, 광학적으로 부의 일축성인 디스코틱 액정 분자가 기판상에 도포 고정되고, 그 광학축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 사이에서 순차 경사진 하이브리드 배향되며, 전체로서의 겉보기의 광학축이 법선으로부터 약 18˚의 방향에 있는 광학 이방성층을 갖는 필름 〔상품명 "WV 필름", 후지 사진 필름(주)제〕을 비누화 처리한 후, 전술한 바와 같이 조제한 폴리비닐알코올계 접착제를 10 ㎛ 바코터로 도공한 후, 접합시켰다. 그 후, 80℃에서 5분간 건조하고, 또한 상온에서 1일간 양생하여 방현성 편광판 A를 얻었다.

(E) 액정 표시 장치의 제작

TN 모드의 액정 표시 소자(즉 화상 표시 소자)가 탑재된 시판되는 모니터(W2261VG-PF, LG전자제)의 액정셀로부터 편광판을 박리하고, 액정셀의 배면(백라이트측)측에는, 광학적으로 부의 일축성인 디스코틱 액정 분자가 기판상에 도포 고정되며, 그 광학축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 사이에서 순차 경사진 하이브리드 배향되고, 전체로서의 겉보기의 광학축이 법선으로부터 약 18˚의 방향에 있는 광학 이방성층 〔상품명 "WV 필름", 후지 사진 필름(주)제〕이, 폴리비닐알코올-요오드계 직선 편광자의 한 면에 접착되고, 편광자의 다른 한 쪽 면에는 트리아세틸셀룰로오스 필름이 접착되어 있는, 직선 편광자/광학 이방성층 적층품 〔상품명 "스미카란 SRH862A", 스미토모화학(주)제〕을, 액정셀의 전면(시인측)에는, 상기 방현성 편광판 A를, 모두 편광판의 흡수축이, 원래 액정 텔레비전에 부착되어 있던 편광판의 흡수축 방향과 일치하도록 점착제층을 통해 접합시켜, 액정 패널을 제작하였다. 다음에, 이 액정 패널을, 백라이트/광확산판/액정 패널의 구성으로 조립하여, 액정 표시 장치 A(즉 화상 표시 장치)를 제작하였다.

<비교예 31>

직경 300 ㎜의 알루미늄롤(JIS에 의한 A5056)의 표면을 경면 연마하고, 연마된 알루미늄면에, 블라스트 장치[(주)후지 제작소제]를 이용하여, 지르코니아 비즈 TZ-SX-17[도소(주)제, 평균 입경: 20 ㎛]을, 블라스트 압력 0.1 MPa(게이지압, 이하 동일), 비즈 사용량 8 g/㎠(롤의 표면적 1 ㎠당 사용량, 이하 동일)로 블라스트하여, 표면에 요철을 형성하였다. 얻어진 요철을 갖는 알루미늄롤에 대하여, 무전해 니켈 도금 가공을 행하여, 금형 B를 제작하였다. 이 때, 무전해 니켈 도금 두께가 15 ㎛가 되도록 설정하였다. 얻어진 금형 B를 이용한 것 이외는, 실시예 31과 마찬가지로 하여 방현 필름 B를 제작했다. 또한, 방현 필름 B를 사용한 것 이외는, 실시예 31과 마찬가지로 하여 방현성 편광판 B 및 액정 표시 장치 B를 제작하였다.

도 17에, 방현 필름 A의 제작에 사용한 패턴으로부터 얻어진 파워 스펙트럼 G²(f)를 도시하였다. 방현 필름 A의 제작에 사용한 패턴의 파워 스펙트럼은 공간 주파수가 0 ㎛^-1보다 크고 0.04 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖지 않고, 0.04 ㎛^-1보다 크고 0.08 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖는 것을 알 수 있다.

또한, 도 33에, 방현 필름 A?C의 표고로부터 계산된 복소 진폭의 파워 스펙트럼의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²를 도시하였다. 도 33으로부터, 방현 필름 A의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼은, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖지만, 방현 필름 B 및 C의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼은, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것이 아닌 것을 알 수 있다.

실시예 31 및 비교예 31에서 제작한 방현 필름 A 및 B 및 액정 표시 장치 A 및 B에 대해서, 상기 각 평가를 행한 결과를 JIS에 나타낸다.

[표 3]

JIS에 나타내는 결과로부터, 제3 본 발명의 요건을 모두 만족시키는 화상 표시 장치 A(실시예 31)는, 번쩍임이 전혀 발생하지 않고, 충분한 방현성을 나타내며, 백화도 발생하지 않고, 높은 콘트라스트를 나타내었다. 또한, 화상 표시 장치 A를 암실 내 및 명실 내에서 육안으로 관찰한 바 넓은 시야각 특성을 갖고 있었다. 한편, 제2 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 방현 필름 B(도 36 참조)를 이용한 화상 표시 장치 B(비교예 31)는, 번쩍임이 발생하는 경향을 나타내었다.

[부호의 설명]

1: 방현 필름, 2: 필름 표면에 형성된 요철, 3: 필름의 투영면, 5: 필름의 주법선 방향, 6: 국소적인 법선, 6a?6d: 폴리곤면의 법선 벡터, 7: 금형용 기재, 8: 연마 공정에 의해 연마된 기재의 표면, 9: 감광성 수지막, 10: 노광된 영역, 11: 노광되어 있지 않은 영역, 12: 마스크, 13: 마스크가 없는 영역, 15: 제1 표면 요철 형상(제1 에칭 공정 후의 금형용 기재 표면의 요철 형상), 16: 제2 표면 요철 형상(제2 에칭 공정 후의 금형용 기재 표면의 요철 형상), 17: 크롬 도금층, 18: 크롬 도금층의 표면, 20: 표고 기준면, 21: 최고 표고면, 40: 포토마스크의 유닛셀, 41: 포토마스크의 크롬 차광 패턴, 42: 포토마스크의 개구부, 43: 포토마스크, 45: 라이트 박스, 46: 광원, 47: 유리판, 49: 번쩍임의 관찰 위치, 50: 확산판, 100: 방현층, 101: 투명 지지체, 102, 103, 104: 투명 보호 필름, 110: 액정셀, 111, 112: 셀 기판, 113, 114: 전극, 115: 액정층, 120: (전면측) 편광 필름, 121: (배면측) 편광 필름, 330: (제1) 위상차 필름, 331: (제2) 위상차 필름

[제4 본 발명의 일 실시형태]

<액정 표시 장치>

제4 본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판 사이에 액정이 봉입되고, 상기 액정이 상기 셀 기판에 평행하게, 또한 거의 동일 방향으로 배향되어 있는 액정셀과, 상기 액정셀의 시인측에 배치된 전면측 편광 필름과, 그 반대측에 배치된 배면측 편광 필름과, 투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름을 구비하고, 상기 전면측 편광 필름의 상기 액정셀을 마주하는 면과 반대측에, 방현층이 가장 시인측이 되도록 배치되어 있다.

제4 본 발명의 액정 표시 장치의 구체예를 도 37, 도 38에 도시한다. 제4 본 발명의 액정 표시 장치는, 액정셀(110)의 시인측에 전면측 편광 필름(120)이 배치되고, 그 반대측에는 배면측 편광 필름(121)이 배치되어 있다.

액정셀(110)은, 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판(111, 112) 사이에 액정이 봉입되고, 액정층(413)을 형성하고 있다. 액정층(413)에서는, 전압 무인가 상태에서 액정 분자(414)가 셀 기판(111, 112)에 거의 평행하게, 또한 거의 동일 방향으로 배향되어 있다. 그리고, 액정셀에 인가되는 전압의 변화에 의해 액정 분자(414)의 길이축의 방향이 셀 기판에 평행한 면내에서 변화하여, 표시를 행하게 되어 있다. 즉, 제4 본 발명의 액정 표시 장치는, 소위 인플레인 스위칭(IPS) 모드의 액정 표시 장치이다. IPS 모드의 액정 표시 장치는, 액정 분자가 기판면에 평행하게, 또한 동일 방향으로 배향되어 있기 때문에, 다른 모드와 비교하여 시야각 특성에 우수하다.

전면측 편광 필름(120)에 대해서, 도 37에는, 편광 필름(120)의 시인측 표면에, 투명 지지체(101) 및 방현층(100)으로 이루어지는 방현 필름(1)이 설치되고, 또한 액정셀측 표면에 투명 보호 필름(103)이 설치된 예를 도시하고 있다. 또한 도 38에는, 편광 필름(120)의 시인측 표면에, 투명 지지체(101) 및 방현층(100)으로 이루어지는 방현 필름(1)이 설치되고, 액정셀측 표면에는 투명 보호 필름을 설치하지 않으며, 편광 필름(120)이 직접, 액정셀(110)의 셀 기판(111)에 접합된 예를 도시하고 있다. 도 37과 도 38에서는 이 투명 보호 필름(103)의 유무만이 상이하다.

여기서, 도 37과 같이 편광 필름(120)과 셀 기판(111) 사이에 투명 보호 필름(103)이 존재하는 경우, 상기 투명 보호 필름의 두께 방향 위상차값(R_th)이 -10 ㎚ 내지 +40 ㎚의 범위에 있는 것이 바람직하고, -0.1 ㎚ 내지 +40 ㎚의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 편광 필름(120)과 셀 기판(111) 사이에, 또 다른 층이 존재하는 경우라도, 편광 필름(120)의 액정셀(110)측 표면으로부터 액정셀의 전면측 표면까지 사이의 두께 방향 위상차(R_th)가, -10 ㎚ 내지 +40 ㎚의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 도 38에 도시되는 바와 같이, 편광 필름(120)이 직접, 셀 기판(111)에 접합되는 경우에는, 편광 필름(120)의 액정셀측 표면으로부터 상기 액정셀[셀 기판(111)]의 전면측 표면과의 사이의 위상차는 제로가 된다.

여기서, 복굴절층이나 위상차판의 평면 위상차(R₀) 및 두께 방향 위상차(R_th)는, 각각의 필름에서, 면내의 지상축 방향의 굴절률을 n_x, 면내에서 지상축과 직교하는 방향의 굴절률을 n_y, 두께 방향의 굴절률을 n_z, 그리고 막 두께를 d로 했을 때에, 각각 다음 식 (A) 및 (B):

R₀=(n_x-n_y)×d 식 (A)

R_th=〔(n_x+n_y)/2-n_z〕×d 식 (B)

로 정의되는 것이다.

바꿔 말하면, 평면 위상차(R₀)는, 면내의 굴절률차에 막 두께를 곱한 값이고, 두께 방향 위상차(R_th)는, 면내의 평균 굴절률과 두께 방향 굴절률과의 차에 막 두께를 곱한 값이다.

전면측 편광 필름(120)의 표시면(시인)측의 표면에는, 방현 필름(1)이 배치된다. 상기 방현 필름(1)은, 투명 지지체(101), 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층(100)을 포함하고 있다. 이 방현 필름(1)은, 정해진 광학 특성을 부여하여, 정해진 표면 형상을 갖는 것이다. 상기 방현 필름(1)은, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀(110)을 마주하는 면과 반대측에, 방현층(100)이 가장 시인측이 되도록 배치된다. 제4 본 발명의 액정 표시 장치는, 이 방현 필름(1)의 미세 요철 표면 형상에 특징을 갖는 것이다. 방현 필름(1)에 대해서는, 제1 본 발명과 같은 것이다.

배면측 편광 필름(121)과 액정셀(110) 사이에는 위상차 필름(130)을 배치하여도 좋다. 그 경우, 배면측 편광 필름(121)의 액정셀측 표면으로부터 액정셀(110)의 배면측의 셀 기판(112)의 표면까지의 사이에 존재하며, 그 위상차 필름(130)을 포함하는 복굴절층의 두께 방향 위상차(R_th)의 합이 -40 ㎚ 내지 +40 ㎚의 범위가 되고, 또한 이들의 면내 위상차(R₀)의 합이 100㎚ 내지 300 ㎚의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다.

도 37에서의 전면측 편광 필름(120)과 방현 필름(1) 및 투명 보호 필름(103)으로 이루어지는 전면측 편광판과 액정셀(110) 사이[투명 보호 필름(103)과 액정셀(110) 사이], 및 도 38에서의 전면측 편광 필름(120)과 방현 필름(1)으로 이루어지는 전면측 편광판과 액정셀(110) 사이[편광 필름(120)과 액정셀(110) 사이]는, 통상 각각, 점착제로 접착된다. 또한 도 37 및 도 38에서, 배면측 편광 필름(121)과 투명 보호 필름(102 및 104)으로 이루어지는 배면측 편광판과 위상차 필름(130) 사이[투명 보호 필름(104)과 위상차 필름(130) 사이], 또는 위상차 필름(130)과 액정셀(110) 사이도, 통상 각각, 점착제로 접착된다. 이들 점착제로서는, 아크릴계 등의 투명성이 우수한 것이 일반적으로 이용된다.

배면측 편광 필름(121)의 투명 보호 필름(102)보다 더 배면에는, 통상 액정셀(110)에 광을 공급하기 위한 백라이트(도시 생략)가 설치된다.

(편광 필름)

전면측 편광 필름(120) 및 배면측 편광 필름(121)은, 필름면내에서 직교하는 한쪽 방향으로 진동하는 직선 편광을 투과하고, 다른쪽 방향으로 진동하는 직선 편광을 흡수하는 타입의, 일반적으로 편광 필름으로서 알려지는 것으로 좋다. 구체적으로는, 폴리비닐알코올 필름에 일축 연신과 고이색성 색소에 의한 염색을 실시하고, 붕산 가교를 더 실시한 것을 이용할 수 있다. 고이색성 색소로서 요오드를 이용한 요오드계 편광 필름이나, 고이색성 색소로서 이색성 유기 염료를 이용한 염료계 편광 필름이 있지만, 모두 이용할 수 있다. 이러한 연신과 염색을 실시한 폴리비닐알코올계 편광 필름에서는, 연신 방향이 흡수축이 되고, 면내에서 그것과 직교하는 방향이 투과축이 된다.

제4 본 발명의 액정 표시 장치에서, 배면측 편광 필름(121)의 투과축은, 액정셀(110)내에 있는 액정층(413)의 전압 무인가 상태에서의 지상축, 즉 액정 분자의 길이축 방향에 대하여, 거의 평행 또는 거의 직행이 되도록 배치되어 있다. 또한, 배면측 편광 필름(121)의 투과축과 전면측 편광 필름(120)의 투과축은, 거의 직교가 되도록 배치된다. 본 명세서에서 거의 평행 또는 거의 직교라고 할 때의 「거의」는, 완전히 평행 또는 직교 상태가 바람직하지만, 실용상은, 그 각도를 중심으로 ±5˚ 정도까지는 허용되는 것을 의미한다. 배면측 편광 필름(121)의 투과축과, 전압 무인가 상태에서의 액정층(413)의 지상축이 평행인 경우에는 액정 표시 장치는 노멀리 블랙(normaly black)이 된다. 한편, 배면측 편광 필름(121)의 투과축과, 전압 무인가 상태에서의 액정층(413)의 지상축이 직교하는 경우에는 액정 표시 장치는 노멀리 화이트(normaly white)가 된다. 배면측 편광 필름(121)의 투과축과 전압 무인가 상태에서의 액정층(413)의 지상축은, 거의 평행이 되도록 배치하는 편이 바람직하다.

제4 본 발명에서는 또한, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀(110)을 마주하는 면과 반대측의 면, 즉 표시면(시인)측 표면에, 정해진 광학 특성을 구비하여 정해진 표면 형상을 갖는 방현 필름(1)이 배치된다.

(저위상차의 투명 보호 필름)

도 37에 도시하는 바와 같이, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀측에도 투명 보호 필름(103)을 배치하는 경우에는, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀측 표면으로부터 액정셀(110)의 전면측 표면까지의 사이에 존재하는 복굴절층은, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀측에 배치된 투명 보호 필름(103)뿐이다. 이 경우는, 상기 투명 보호 필름(103)의 두께 방향 위상차(R_th)를 -10 ㎚ 내지 +40 ㎚의 범위로 하면 좋지만, 특히 -10 ㎚ 내지 +10 ㎚의 범위, 더 나아가서는 -5 ㎚ 내지 +5 ㎚의 범위로 하는 것이 바람직하다.

예컨대 환형 올레핀계 수지 필름이면, 실질적으로 무배향으로 두께 방향 위상차(R_th)가 10 ㎚ 이하, 더 나아가서는 5 ㎚ 이하인 필름을 시장에서 입수할 수 있다. 또한, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스아세테이트계 수지 필름에 대해서도, 실질적으로 무배향으로 두께 방향 위상차(R_th)가 10 ㎚ 이하, 더 나아가서는 5 ㎚ 이하인 필름을 시장에서 입수할 수 있다. 또한 트라아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스아세테이트계 수지 필름의 용제 캐스트 필름이어도, 얇은 것은, 두께 방향 위상차(R_th)가 40 ㎚ 이하가 된다. 구체적인 저위상차의 투명 보호 필름 시판품으로서는, 무배향 환형 올레핀계 수지 필름, 무배향 셀룰로오스아세테이트계 수지 필름[후지 필름(주)제의 Z-TAC(R₀=2 ㎚, R_th=0 ㎚), 코니카미놀타옵트(주)제의 KC4UE(두께 40 ㎛, R₀=0.7 ㎚, R_th=-0.1 ㎚) 등], 박육 셀룰로오스아세테이트계 수지 필름을 들 수 있다.

또한, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀측에는 투명 보호 필름을 설치하지 않고, 편광 필름(120)을 직접, 점착제 등을 통해 액정셀(110)[셀 기판(111)]의 전면측 표면에 접착할 수도 있다. 이 경우는, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀측 표면으로부터 액정셀(110)의 전면측 표면까지의 두께 방향 위상차(R_th)는 거의 제로가 된다.

여기서, 필름의 위상차값은, 예컨대 점착제를 통해 측정 대상의 필름을 유리판에 접합시킨 상태로, 시판되는 위상차 측정 장치, 예컨대 오우시계측기기(주)제의 "KOBRA-21ADH" 등을 이용하여, 직접 측정할 수 있다. 상기와 같은 위상차 측정 장치에서는, 예컨대 파장 559 ㎚의 단색광으로 회전 검광자법에 의해, 그 필름의 면내 위상차(R₀)를 측정하고, 한편 그 필름의 면내 지상축을 경사축으로서 40도 경사지게 했을 때의 위상차값(R₄₀)을 측정하며, 필름의 두께(d) 및 필름의 평균 굴절률(n₀)을 이용하여, 이하의 식 (A), (D) 및 (E)로부터 수치 계산에 의해 n_x, n_y 및 n_z를 구하고, 이들을 상기 식 (B)에 대입하여, 두께 방향 위상차(R_th)를 산출하도록 되어 있다. 또한 식 (A)는 먼저 나타낸 것과 동일하다.

R₀=(n_x-n_y)×d 식 (A)

R₄₀=(n_x-n_y')×d/cos(φ) 식 (D)

(n_x+n_y+n_z)/3=n₀ 식 (E)

여기서,

φ=sin^-1〔sin(40˚)/n₀〕

n_y'=n_y×n_z/〔n_y ²×sin²(φ)+n_z ²×cos²(φ)〕^1/2이다.

(투명 보호 필름, 투명 지지체)

배면측 편광 필름(121)의 양면에 설치되는 투명 보호 필름(104, 102)이나, 방현 필름(1)의 투명 지지체(101)는, 일반적으로 투명한 수지 필름으로 구성되고, 예컨대 트리아세틸셀룰로오스를 비롯한 셀룰로오스아세테이트계 수지, 노르보르넨이나 디메타노옥타히드로나프탈렌과 같은 다환식의 환형 올레핀을 주요한 모노머로 하는 환형 올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지 등이 이용된다. 이들 중에서도, 셀룰로오스아세테이트계 수지(특히 트리아세틸셀룰로오스)나 환형 올레핀계 수지가 바람직하게 이용된다. 환형 올레핀계 수지의 시판품에는, JSR 주식회사에서 판매되고 있는 "아톤(ARTON)", 니혼제온 주식회사에서 판매되고 있는 "제오노아"나 "제오넥스(ZEONEX)"(모두 상품명) 등이 있다.

(위상차 필름)

도 37 및 도 38에 도시하는 바와 같이, 액정셀(110)의 배면측에서는, 배면측 편광 필름(121)과 액정셀(110) 사이에, 1장 이상의 위상차 필름(130)을 배치하여도 좋다. 또한 제4 본 발명의 액정 표시 장치에서, 위상차 필름은 반드시 필요하지 않다.

배면측 편광 필름(121)과 액정셀(110) 사이에 배치되는 위상차 필름(130)은, 그 지상축이 배면측 편광 필름(121)의 흡수축과 거의 평행 또는 거의 직교하도록 배치하면 좋지만, 특히 거의 직교하도록 배치하는 것이 바람직하다. 또한 이 위상차 필름(130)은, 액정셀(110)내에 있는 액정층(413)의 전압 무인가 상태에서의 지상축, 즉 액정 분자의 길이축 방향에 대하여, 거의 평행하게 되도록 배치하는 것이 바람직하다.

배면측 편광 필름(121)과 액정셀(110) 사이에, 위상차 필름(130)을 배치하는 경우, 배면측 편광 필름(121)의 액정셀측 표면으로부터 액정셀(110)[셀 기판(112)]의 배면측 표면까지의 사이에 존재하는 그 위상차 필름(130)을 포함하는 복굴절층의 두께 방향 위상차(R_th)의 합이 -40 ㎚ 내지 +40 ㎚의 범위가 되고, 또한 이들의 면내 위상차(R₀)의 합이 100 ㎚ 내지 300 ㎚의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. R_th의 합이 ±40 ㎚를 초과하면, 시야각에 의한 색 시프트가 커지기 때문에 바람직하지 않고, 또한 R₀의 합이 이 범위를 벗어나면, 시야각에 의한 휘도 및 색 시프트 모두 악화되기 때문에 바람직하지 않다.

도 37 및 도 38에 도시하는 바와 같이, 배면측 편광 필름(121)의 액정셀(110)측 표면[배면측 편광 필름(121)과 위상차 필름(130) 사이]에 투명 보호 필름(104)을 갖는 경우, 이 투명 보호 필름으로서는, 면내의 주굴절률 n_x 및 n_y가 거의 동일하고 면내 위상차가 거의 없고, 두께 방향의 굴절률 n_z가 면내의 주굴절률 n_x 및 n_y보다 약간 작은, 부의 일축성을 가지며, 그 광학축이 거의 법선 방향으로 나타나는, 소위 네거티브 C-플레이트를 이용하는 것이 바람직하다. 네거티브 C-플레이트에서는, 두께 방향 위상차(R_th)가 정의 값을 취한다. 네거티브 C-플레이트를 이용하는 경우는, 배면측 편광 필름(121)과 액정셀(110) 사이에 배치되는 위상차 필름(130)으로서, n_x≥n_z>n_y 또는 n_z>n_x>n_y인 굴절률 구조를 가지며, 두께 방향 위상차(R_th)를, 투명 보호 필름(104)의 두께 방향 위상차와의 조합으로 상기 조건을 만족시키도록, 거의 제로 또는 부의 값으로 한 것을 이용하면 좋다. 구체적으로는, 일본 특허 공개 평7-230007호 공보에 개시되는 바와 같은, 열가소성 수지 필름이 일축 연신되고 두께 방향으로도 배향된 것이나, 폴리스티렌 등, 부의 굴절률 이방성을 갖는 열가소성 수지 필름을 일축 또는 이축으로 연신하여 얻어지는 소위 네거티브 A-플레이트(이축성이어도 좋음), 정의 일축성을 가지며, 광학축이 필름 법선 방향에 있는 소위 포지티브 C-플레이트에, 부의 일축성을 가지며, 광학축이 필름면에 평행한 방향에 있는 소위 네거티브 A-플레이트를 적층한 것 등을 들 수 있다.

위의 설명에서 명백한 바와 같이, 위상차 필름(130)을 배치하는 경우는, 배면측 편광 필름(121)의 액정셀측 표면으로부터 액정셀(110)[셀 기판(112)]의 배면측 표면까지 사이의 위상차가 원하는 위상차값이 되도록, 2장 또는 그 이상의 위상차 필름을 조합시켜 이용하여도 좋다.

또한, 배면측 편광 필름(121)의 액정셀측 투명 보호 필름(104)을 생략하여, 위상차 필름(130)에 배면측 편광 필름(121)의 보호층으로서의 기능을 겸하게 할 수 있다. 이 경우는, 위상차 필름(130) 자체의 두께 방향 위상차(R_th)가 -40 ㎚ 내지 +40 ㎚의 범위이며, 면내 위상차(R₀)가 100 ㎚ 내지 300 ㎚의 범위가 되도록 하면 좋다. 이 경우도, 위에 도시한 바와 같은, 열가소성 수지 필름이 일축 연신되고 두께 방향으로도 배향된 것이나, 이축성이어도 좋은 네거티브 A-플레이트, 포지티브 C-플레이트에 네거티브 A-플레이트를 적층한 것 등을 이용할 수 있다.

위상차 필름(130)의 재질에 대해서 설명하면, 열가소성 수지 필름이 일축 연신되고 두께 방향으로도 배향된 필름으로서는, 폴리카보네이트계 수지가 적합하게 이용된다. 네가티브 A-플레이트로서는, 스티렌계의 수지나 N-페닐말레이미드/α-올레핀 공중합 수지 등이 적합하게 이용된다. 또한, 적극적 C-플레이트는, 수직 배향막상에 막대 형상 액정 화합물의 층을 형성함으로써 얻어진다.

또한, 배면측 편광 필름(121)과 액정셀(110) 사이에 배치되는 위상차 필름(130)은, n_x, n_y 및 n_z를 앞의 식 (A) 및 (B)를 유도할 때에 정의한 대로의 3방향 굴절률로서, 다음 식 (C):

Nz=(n_x-n_z)/(n_x-n_y) 식 (C)

으로 정의되는 Nz 계수가 -0.5 내지 +0.5의 범위에 있는 것이 바람직하다.

Nz 계수는, 면내 굴절률차에 대한 면내 최대 굴절률(지상축 방향 굴절률)과 두께 방향 굴절률과의 차의 비로서, 두께 방향으로의 배향의 정도를 나타내는 지표이다. 예컨대 정의 일축성에서 광학축이 면내에 있는, 소위 포지티브 A-플레이트(n_x>n_y≒n_z)에서는, Nz≒1이 되고, 부의 일축성에서 광학축이 면내에 있는, 소위 네거티브 A-플레이트(n_x≒n_z>n_y)에서는, Nz≒0이 된다. 또한 위상차 필름(130)으로서 복수매로 이루어지는 적층물을 이용하는 경우는, 그 적층물 전체로서의 Nz 계수가 상기 범위에 있는 것이 바람직하다.

위상차 필름(130)으로서 복수매로 이루어지는 적층물을 이용하는 경우로서, 그 중 2장 이상이 면내 위상차를 갖는 경우는, 이들 면내 위상차를 갖는 위상차 필름 각각의 지상축이 동일한 방향이 되도록 적층함으로써, 적층물 전체로서의 면내 위상차가 각각의 면내 위상차값의 합이 되게 되는 것이 통례이다. 배면측 편광 필름(121)이 액정셀측에 투명 보호 필름(104)을 갖는 경우도 마찬가지로서, 투명 보호 필름(104)이 면내 위상차를 갖는 경우는, 그 지상축과 위상차 필름(130)의 지상축이 동일한 방향이 되도록 적층하는 것이 통례이다. 단, 투명 보호 필름(104)의 면내 위상차가 예컨대 5 ㎚ 정도 이하이면, 그 값은 사실상 무시할 수 있기 때문에, 그 지상축 방향을 특별히 걱정하지 않아도 좋다. 또한 적층물 전체로서의 두께 방향 위상차는, 적층된 각각의 위상차 필름이 도시하는 두께 방향 위상차의 합이 된다.

또한, 액정셀(110)의 전면측에서는, 희망에 따라 전면측 편광 필름(120)과 액정셀(110) 사이에 위상차 필름을 설치하여도 좋지만, 그와 같은 경우라도, 전면측 편광 필름(120)의 액정셀측 표면으로부터 액정셀(110)[셀 기판(111)]의 전면측 표면까지 사이의 두께 방향 위상차(R_th)가 -10 ㎚ 내지 +40 ㎚의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 전면측 편광 필름(120)의 액정셀측 표면으로부터 액정셀(110)의 전면측 표면까지 사이의 두께 방향 위상차(R_th)가 이 범위 외일 때에는, 배면측에 배치하는 위상차 필름(130)에 의한 색 보상이 적절하지 않게 되기 때문에, 화면을 비스듬하게 봤을 때의 색상에 푸름이 더해지는 경향이 강해진다.

[실시예]

이하에 실시예를 들어, 제4 본 발명을 더 자세히 설명하지만, 제4 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다. 예중, 함유량 내지 사용량을 나타내는 % 및 부는, 특별한 기재가 없는 한 중량 기준이다. 또한, 이하의 예에서의 금형 또는 방현 필름의 평가 방법은, 다음과 같다.

〔1〕 방현 필름의 표면 형상의 측정

(표면의 표고의 측정)

3차원 현미경 PLμ 2300(Sensofar사제)을 이용하여, 방현 필름의 표면의 표고를 측정하였다. 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 요철면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 측정시에 대물렌즈의 배율은 10배로 하여 측정하였다. 수평 분해능 Δx 및 Δy는 모두 1.66 ㎛이며, 측정 면적은 1270 ㎛×950 ㎛였다.

(복소 진폭의 파워 스펙트럼)

위에서 얻어진 측정 데이터의 중앙부로부터 512개×512개(측정 면적으로 850㎛×850㎛)의 데이터를 샘플링하고, 방현 필름의 미세 요철 표면의 표고를 2차원 함수 h(x, y)로 하여 구하였다. 얻어진 2차원 함수 h(x, y)로부터 복소 진폭을 2차원 함수 ψ(x, y)로 하여 계산하였다. 복소 진폭을 계산할 때의 파장(λ)은 550 ㎚로 하였다. 이 2차원 함수 ψ(x, y)를 이산 푸리에 변환하여 2차원 함수 Ψ(f_x, f_y)를 구하였다. 2차원 함수 Ψ(f_x, f_y)를 제곱하여 2차원 파워 스펙트럼의 2차원 함수 Ψ²(f_x, f_y)를 계산하고, 원점으로부터의 거리(f)의 함수인 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 Ψ²(f)를 계산하였다. 이 1차원 함수 Ψ²(f)를 선형 보간하는 것에 의해 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수로 하였다. 이 0.008 ㎛^-1마다의 이산 함수인 Ψ²(f)의 이계 도함수로부터, 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 변곡점을 계산하였다.

(미세 요철 표면의 경사 각도)

위에서 얻어진 측정 데이터를 바탕으로, 전술한 알고리즘에 기초하여 계산하여, 요철면의 경사 각도의 막대 그래프를 작성하고, 거기에서 경사 각도마다의 분포를 구하며, 경사 각도가 5˚ 이상인 면의 비율을 계산하였다.

(미세 요철 표면의 표면 거칠기 파라미터)

JIS B 0601에 준거한 (주)미쯔토요제의 표면 거칠기 측정기 서프테스트 SJ-301을 이용하여, 방현 필름의 표면 거칠기 파라미터를 측정하였다. 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 요철면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다.

〔2〕 방현 필름의 광학 특성의 측정

(헤이즈)

방현 필름의 전체 헤이즈는, 방현 필름을 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층 형성면과는 반대측 면에서 유리 기판에 접합시키고, 상기 유리 기판에 접합된 방현 필름에 대해서, 유리 기판측으로부터 광을 입사시켜, JIS K 7136에 준거한 (주)무라카미 색채 기술 연구소제의 헤이즈미터 「HM-150」형을 이용하여 측정하였다. 또한 내부 헤이즈는 방현층의 요철 표면에, 헤이즈가 거의 0인 트리아세틸셀룰로오스 필름을 글리세린을 이용하여 접합하고, 재차 JIS K 7136에 준거하여 측정하였다. 표면 헤이즈는, 상기 식 (12)에 기초하여 산출하였다.

(투과 선명도)

JIS K 7105에 준거한 스가시험기(주)제의 사상성 측정기 「ICM-1DP」를 이용하여, 방현 필름의 투과 선명도를 측정하였다. 이 경우도, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층의 미세한 요철 형상면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 이 상태로 유리측으로부터 광을 입사시켜, 측정하였다. 여기서의 측정값은 암부와 명부와의 폭이 각각 0.125 ㎜, 0.5 ㎜, 1.0 ㎜ 및 2.0 ㎜인 4종류의 광학 빗을 이용하여 측정된 값의 합계값이다. 이 경우의 투과 선명도의 최대값은 400%가 된다.

(반사 선명도)

JIS K 7105에 준거한 스가시험기(주)제의 사상성 측정기 「ICM-1DP」를 이용하여, 방현 필름의 반사 선명도를 측정하였다. 이 경우도, 샘플의 휘어짐을 방지하기 위해 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층의 미세한 요철 형상면이 표면이 되도록 흑색 아크릴 기판에 접합한 후, 측정에 제공하였다. 이 상태에서 요철 형상면측으로부터 광을 45˚로 입사시켜, 측정하였다. 여기서의 측정값은 암부와 명부와의 폭이 각각 0.5 ㎜, 1.0 ㎜ 및 2.0 ㎜인 4종류의 광학 빗을 이용하여 측정된 값의 합계값이다. 이 경우의 반사 선명도의 최대값은 300%가 된다.

〔3〕 방현 필름의 기계 특성의 측정

(연필 경도)

방현 필름의 연필 경도는, JIS K5600-5-4에 규정되는 방법으로 측정하였다. 구체적으로는, 이 규격에 준거한 전동식 연필긁기 경도 시험기[(주)야스다 정기 제작소제]를 이용하여 하중 500 g에서 측정하였다.

〔4〕 액정 표시 장치의 평가

(콘트라스트)

암실 내에서 액정 표시 장치의 백라이트를 점등하고, 휘도계 BM5A형[(주)탑콘제]를 사용하여, 흑표시 상태 및 백표시 상태에서의 액정 표시 장치의 휘도를 측정하여, 콘트라스트를 산출하였다. 여기서 콘트라스트는, 흑표시 상태의 휘도에 대한 백표시 상태의 휘도의 비로 나타낸다.

(반사, 백화, 번쩍임)

상기 콘트라스트의 평가계를 명실 내로 옮기고,

반사 상태, 백화, 번쩍임에 관한 평가 기준은 이하와 같다.

(a) 반사

1: 반사가 관찰되지 않는다.

2: 반사가 조금 관찰된다.

3: 반사가 명료하게 관찰된다.

(b) 백화

1: 백화가 관찰되지 않는다.

2: 백화가 조금 관찰된다.

3: 백화가 명료하게 관찰된다.

(c) 번쩍임

1: 번쩍임이 확인되지 않는다.

2: 아주 조금 번쩍임이 관찰된다.

3: 심하게 번쩍임이 관찰된다.

〔5〕 방현 필름 제조용 패턴의 평가

작성한 패턴 데이터를 2계조의 2진화 화상 데이터로 하고, 계조를 2차원의 이산 함수 g(x, y)로 나타내었다. 이산 함수 g(x, y)의 수평 분해능 Δx 및 Δy는 모두 2 ㎛로 하였다. 얻어진 2차원 함수 g(x, y)를 이산 푸리에 변환하여, 2차원 함수 G(f_x, f_y)를 구하였다. 2차원 함수 G(f_x, f_y)를 제곱하여 2차원 파워 스펙트럼의 2차원 함수 G²(f_x, f_y)를 계산하고, 원점으로부터의 거리(f)의 함수인 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 G²(f)를 계산하였다.

<실시예 41>

(A) 편광 필름의 제작

평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상에서 두께 75 ㎛의 폴리비닐알코올 필름을, 30℃의 순수에 침지한 후, 요오드/요드화칼륨/물의 질량비가 0.02/2/100인 수용액에 30℃에서 침지하였다. 그 후, 요드화칼륨/붕산/물의 질량비가 12/5/100인 수용액에 56.5℃에서 침지하였다. 계속해서, 8℃의 순수로 세정한 후, 65℃에서 건조하여, 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향된 편광 필름을 얻었다. 연신은, 주로, 요오드 염색 및 붕산 처리 공정에서 행하고, 전체 연신 배율은 5.3배였다.

(B) 방현 필름 제조용 금형의 제작

직경 200 ㎜의 알루미늄롤(JIS에 의한 A 5056)의 표면에 구리 발라드 도금이 실시된 것을 준비하였다. 구리 발라드 도금은, 구리 도금층/얇은 은 도금 층/표면 구리 도금층을 포함하는 것이며, 도금층 전체의 두께는, 약 200 ㎛가 되도록 설정하였다. 그 구리 도금 표면을 경면 연마하고, 연마된 구리 도금 표면에 감광성 수지를 도포, 건조하여 감광성 수지막을 형성하였다. 이어서, 도 16에 도시하는 패턴(랜덤한 명도 분포를 갖는 패턴으로부터, 0.035 ㎛^-1 이하의 저공간 주파수 성분과 0.15 ㎛^-1 이상의 높은 공간 주파수 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시켜 작성함)을 반복하여 나열한 패턴을 감광성 수지막상에 레이저광에 의해 노광하고, 현상하였다. 레이저광에 의한 노광, 및 현상은 Laser Stream FX[(주) 싱크 래버러토리제]를 이용하여 행하였다. 감광성 수지막에는 포지티브형의 감광성 수지를 사용하였다.

그 후, 염화 제2 구리액으로 제1 에칭 처리를 행하였다. 그 때의 에칭량은 3 ㎛가 되도록 설정하였다. 제1 에칭 처리 후의 롤로부터 감광성 수지막을 제거하고, 재차 염화 제2 구리액으로 제2 에칭 처리를 행하였다. 그 때의 에칭량은 10 ㎛가 되도록 설정하였다. 그 후, 크롬 도금 가공을 행하여, 금형 A를 제작하였다. 이 때, 크롬 도금 두께가 4 ㎛가 되도록 설정하였다.

(C) 방현 필름의 제작

이하의 각 성분이 초산에틸에 고형분 농도 60%로 용해되어 있고, 경화 후에 1.53의 굴절률을 나타내는 자외선 경화성 수지 조성물 A를 입수하였다.

펜타에리스리톨트리아크릴레이트 60부

다관능 우레탄화아크릴레이트 40부

(헥사메틸렌디이소시아네이트와 펜타에리스리톨트리아크릴레이트의 반응성 생물)

디페닐(2,4,6-트리메톡시벤조일)포스핀옥사이드 5부

이 자외선 경화성 수지 조성물 A를 두께 80 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름상에, 건조 후의 도포 두께가 7 ㎛가 되도록 도포하고, 60℃로 설정한 건조기 안에서 3분간 건조시켰다. 건조 후의 필름을, 먼저 얻어진 금형 A의 요철면에, 광경화성 수지 조성물층이 금형측이 되도록 고무롤로 압박하여 밀착시켰다. 이 상태로 TAC 필름측으로부터, 강도 20 mW/㎠의 고압 수은등으로부터의 광을 h선 환산 광량으로 200 mJ/㎠가 되도록 조사하여, 광경화성 수지 조성물층을 경화시켰다. 이 후, TAC 필름을 경화 수지마다 금형으로부터 박리하여, 표면에 요철을 갖는 경화 수지(방현층)와 TAC 필름의 적층체를 포함하는 투명한 방현 필름 A를 제작하였다.

(D) 방현성 편광판의 제작

물 100 중량부에 대하여, (주)쿠라레에서 판매되고 있는 카르복실기 변성 폴리비닐 알코올 「쿠라레포발 KL318」(변성도 2몰%)을 1.8 중량부 용해하고, 추가로 거기에, 수용성 폴리아미드 에폭시 수지인 스미카켐텍스(주)에서 판매되고 있는 「스미레즈 레진 650」(고형분 30%의 수용액)을 1.5 중량부 첨가하고 용해하여, 폴리비닐 알코올계 접착제를 제작했다.

방현 필름 A의 방현층이 형성된 측과는 반대측을 비누화 처리한 후, 전술한 바와 같이 조제한 폴리비닐 알코올계 접착제를 10 ㎛ 바코터로 도공하고, 그 위에 먼저 얻어진 폴리비닐 알코올-요오드의 편광 필름을 접합하였다. 또한, 폴리비닐 알코올-요오드의 편광 필름의 방현 필름을 접합한 면과는 반대측 면에는, 비누화 처리가 실시된 두께 40 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스로 이루어지는 투명 보호 필름[코니카미놀타옵트(주)제의 KC4UE, 두께 40㎛, R₀=0.7 ㎚, R_th=-0.1 ㎚]을, 전술한 바와 같이 조제한 폴리비닐알코올계 접착제를 10 ㎛ 바코터로 도공 후, 접합시켰다. 그 후, 80℃에서 5분간 건조하고, 또한 상온에서 1일간 양생하여 방현성 편광판 A를 얻었다.

(E) 배면측 편광판의 제작

폴리카보네이트 필름을 일본 특허 공개 평7-230007호 공보에 기재된 방법에 준하여 두께 배향시켜, R₀=178 ㎚, R_th=-34.2 ㎚의 3차원으로 배향되어 있는 위상차 필름을 제작하였다. 이 위상차 필름을, 폴리비닐알코올-요오드의 편광 필름의 양면에 트리아세틸셀룰로오스를 포함하는 보호 필름이 접착되어 있는 편광판[상품명 "스미카란 SRW842A", 스미토모화학(주)제, 한쪽 보호 필름의 R_th=55 ㎚, R₀=1 ㎚]에, 점착제를 통해 접합시켜, 배면측 편광판을 제작하였다. 이 때, 위상차 필름의 지상축과 편광판의 흡수축이 직교하도록 배치하였다.

(F) 액정 표시 장치의 제작

IPS 모드의 액정 표시 소자(즉 화상 표시 소자)가 탑재된 시판되는 텔레비전[W32L-H9000, (주)히타치 제작소제]의 액정셀로부터 편광판을 박리하고, 액정셀의 배면(백라이트측)측에는, 상기 배면측 편광판을, 액정셀 전면측(시인측)에는, 상기 방현성 편광판 A를, 모두 편광판의 흡수축이, 원래 액정 텔레비전에 부착되어 있던 편광판의 흡수축 방향과 일치하도록, 점착제층을 통해 접합시켜, 액정 패널을 제작하였다. 다음에, 이 액정 패널을, 백라이트/광확산판/액정 패널의 구성으로 조립하여, 액정 표시 장치 A(즉, 화상 표시 장치)를 제작했다.

<비교예 1>

직경 300 ㎜의 알루미늄롤(JIS에 의한 A5056)의 표면을 경면 연마하고, 연마된 알루미늄면에, 블라스트 장치[(주) 후지 제작소제]를 이용하여, 지르코니아 비즈 TZ-SX-17[도소(주)제, 평균 입경: 20 ㎛]을, 블라스트 압력 0.1 MPa(게이지압, 이하 동일), 비즈 사용량 8 g/㎠[롤의 표면적 1 ㎠당 사용량, 이하 동일]로 블라스트하여, 표면에 요철을 형성하였다. 얻어진 요철을 갖는 알루미늄롤에 대하여, 무전해 니켈 도금 가공을 행하여, 금형 B를 제작하였다. 이 때, 무전해 니켈 도금 두께가 15 ㎛가 되도록 설정하였다. 얻어진 금형 B를 이용한 것 이외는, 실시예 41과 마찬가지로 하여 방현 필름 B를 제작하였다. 또한, 방현 필름 B를 사용한 것 이외는, 실시예 41과 마찬가지로 하여 방현성 편광판 B 및 액정 표시 장치 B를 제작하였다.

도 17에, 방현 필름 A의 제작에 사용한 패턴으로부터 얻어진 파워 스펙트럼 G²(f)를 도시하였다. 방현 필름 A의 제작에 사용한 패턴의 파워 스펙트럼은 공간 주파수가 0 ㎛^-1보다 크고 0.04 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖지 않고, 0.04 ㎛^-1보다 크고 0.08 ㎛^-1 이하에 극대값을 갖는 것을 알 수 있다.

또한, 도 33에, 방현 필름 A 및 B의 표고로부터 계산된 복소 진폭의 파워스펙트럼의 이계 도함수 d²Ψ²(f)/df²를 도시하였다. 도 33으로부터, 방현 필름 A의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 일차원 파워스펙트럼은, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖지만, 방현 필름 B의 표고로부터 계산되는 복소 진폭의 일차원 파워 스펙트럼은 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것이 아닌 것을 알 수 있다.

실시예 41 및 비교예 41에서 제작한 방현 필름 A 및 B 및 액정 표시 장치 A 및 B에 대해서, 상기 각 평가를 행한 결과를 JIS에 나타낸다.

[표 4]

표 1에 나타내는 결과로부터, 제4 본 발명의 요건을 모두 만족시키는 화상 표시 장치 A(실시예 41)는, 번쩍임이 전혀 발생하지 않고, 충분한 방현성을 나타내며, 백화도 발생하지 않고, 높은 콘트라스트와 넓은 시야각 특성을 나타내었다. 한편, 제4 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 방현 필름 B(도 33 참조)를 이용한 화상 표시 장치 B(비교예 41)는, 번쩍임이 발생하는 경향을 나타내었다.

1: 방현 필름, 2: 필름 표면에 형성된 요철, 3: 필름의 투영면, 5: 필름의 주법선 방향, 6: 국소적인 법선, 6a?6d: 폴리곤면의 법선 벡터, 7: 금형용 기재, 8: 연마 공정에 의해 연마된 기재의 표면, 9: 감광성 수지막, 10: 노광된 영역, 11: 노광되어 있지 않은 영역, 12: 마스크, 13: 마스크가 없는 영역, 15: 제1 표면 요철 형상(제1 에칭 공정 후의 금형용 기재 표면의 요철 형상), 16: 제2 표면 요철 형상(제2 에칭 공정 후의 금형용 기재 표면의 요철 형상), 17: 크롬 도금층, 18: 크롬 도금층의 표면, 20: 표고 기준면, 21: 최고 표고면, 40: 포토마스크의 유닛셀, 41: 포토마스크의 크롬 차광 패턴, 42: 포토마스크의 개구부, 43: 포토마스크, 45: 라이트 박스, 46: 광원, 47: 유리판, 49: 번쩍임의 관찰 위치, 50: 확산판, 100: 방현층, 101: 투명 지지체, 102, 103, 104: 투명 보호 필름, 110: 액정셀, 111, 112: 셀 기판, 413: 액정층, 414: 액정 분자, 120: (전면측) 편광 필름, 121: (배면측) 편광 필름, 130: 위상차 필름, 131: (제2) 위상차 필름

Claims (14)

1. 투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름으로서,
   내부 헤이즈는 1% 이하이고, 표면 헤이즈는 0.4% 이상 10% 이하이며,
   상기 미세 요철 표면의 평균면의 주법선 방향으로부터 입사되고, 상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하며, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면인 최고 표고면으로부터 출사되는 파장 550 ㎚의 평면파에 대해서,
   상기 최고 표고면에서의 복소 진폭을 상기 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산하고,
   상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프는, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 방현 필름.
2. 제1항에 있어서, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 공간 주파수에 관한 이계 도함수는, 공간 주파수 0.024 ㎛^-1에서 정(正)인 것인 방현 필름.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5˚ 이상인 미소면의 비율은 10% 미만인 것인 방현 필름.
4. 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판 사이에 액정이 봉입되고, 상기 액정이 전압 무인가 상태에서는 상기 셀 기판 근방에서 상기 셀 기판에 대하여 수직 방향으로 배향되어 있는 액정셀과,
   상기 액정셀의 시인(視認)측에 배치된 전면(前面)측 편광 필름과,
   그 반대측에 배치된 배면측 편광 필름과,
   상기 배면측 편광 필름과 상기 액정셀의 사이 또는 상기 전면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 또는 양자 모두에 배치된 1장 이상의 위상차 필름과,
   투명 지지체 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 갖는 방현층을 포함하는 방현 필름을 구비하고,
   상기 방현 필름이, 상기 전면측 편광 필름의 상기 액정셀을 마주하는 면과 반대측에, 방현층이 가장 시인측이 되도록, 배치되어 있는 액정 표시 장치로서,
   상기 방현 필름은, 내부 헤이즈가 1% 이하이고, 표면 헤이즈가 0.4% 이상 10% 이하이며, 또한 상기 미세 요철 표면의 평균면의 주법선 방향으로부터 입사되고, 상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하며, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면인 최고 표고면으로부터 출사되는 파장 550 ㎚의 평면파에 대해서, 상기 최고 표고면에서의 복소 진폭을 상기 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산하고, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 위상차 필름의 면내 위상차값(R₀)은 50 ㎚ 이상 80 ㎚ 이하이고, 상기 위상차 필름의 두께 방향 위상차값(R_th)은 120 ㎚ 이상 250 ㎚ 이하 인 것인 액정 표시 장치.
6. 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판 사이에 트위스티드 네마틱형 액정이 봉입된 액정셀과,
   상기 액정셀의 시인측에 배치된 전면측 편광 필름과,
   그 반대측에 배치된 배면측 편광 필름과,
   상기 배면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 및 상기 전면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 광학 이방성층과,
   투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름을 구비하고,
   상기 방현 필름이, 상기 전면측 편광 필름의 상기 액정셀을 마주하는 면과 반대측에, 방현층이 가장 시인측이 되도록, 배치되어 있는 액정 표시 장치로서,
   상기 방현 필름은, 내부 헤이즈가 1% 이하이고, 표면 헤이즈가 0.4% 이상 10% 이하이며, 또한 상기 미세 요철 표면의 평균면의 주법선 방향으로부터 입사되고, 상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하며, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면인 최고 표고면으로부터 출사되는 파장 550 ㎚의 평면파에 대해서, 상기 최고 표고면에서의 복소 진폭을 상기 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산하고, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 광학 이방성층은, 상기 배면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이 및 상기 전면측 편광 필름과 상기 액정셀 사이에 배치된 것인 액정 표시 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 광학 이방성층은, 광학적으로 부 또는 정의 일축성으로, 그 광학축이 필름의 법선 방향으로부터 5˚?50˚ 경사진 것인 액정 표시 장치.
9. 서로 평행한 한 쌍의 셀 기판 사이에 액정이 봉입되고, 상기 액정이 상기 셀 기판에 평행하게, 또한 동일 방향으로 배향되어 있는 액정셀과,
   상기 액정셀의 시인측에 배치된 전면측 편광 필름과,
   그 반대측에 배치된 배면측 편광 필름과,
   투명 지지체, 및 상기 투명 지지체상에 형성되어 상기 투명 지지체와 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 포함하는 방현 필름을 구비하고,
   상기 전면측 편광 필름의 상기 액정셀을 마주하는 면과 반대측에, 방현층이 가장 시인측이 되도록, 배치되어 있는 액정 표시 장치로서,
   상기 방현 필름은, 내부 헤이즈가 1% 이하이고, 표면 헤이즈가 0.4% 이상 10% 이하이며, 상기 미세 요철 표면의 평균면의 주법선 방향으로부터 입사되고, 상기 미세 요철 표면 중 표고가 가장 높은 점을 포함하며, 상기 미세 요철 표면의 평균면에 평행한 가상적인 평면인 최고 표고면으로부터 출사되는 파장 550 ㎚의 평면파에 대해서, 상기 최고 표고면에서의 복소 진폭을 상기 미세 요철 표면의 표고와 방현층의 굴절률로부터 계산하고, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타내었을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.032 ㎛^-1 이상 0.064 ㎛^-1 이하의 범위 내에서, 2개의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 전면측 편광 필름의 액정셀측 표면에 투명 보호 필름을 갖지 않고, 상기 전면측 편광 필름은 상기 액정셀의 전면측 표면에 직접 접합되어 있는 것인 액정 표시 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 전면측 편광 필름의 액정셀측 표면에 투명 보호 필름을 가지며, 상기 투명 보호 필름의 두께 방향 위상차값(R_th)은 -10 ㎚ 내지 +40 ㎚의 범위에 있는 것인 액정 표시 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 투명 보호 필름은, 셀룰로오스아세테이트계 수지 또는 노르보르넨계 수지를 포함하는 것인 액정 표시 장치.
13. 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복소 진폭의 1차원 파워 스펙트럼의 공간 주파수에 관한 이계 도함수는 공간 주파수 0.024 ㎛^-1에서 정인 것인 액정 표시 장치.
14. 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5˚ 이상인 미소면의 비율은 10% 미만인 것인 액정 표시 장치.

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