KR20130050977A - 광학 필름의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

광학적 균일성 및 내찰상성이 우수한 적어도 2 층 구조의 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것.
본 발명의 제조 방법은, 기재 필름의 일방의 면에 반응성기를 갖지 않는 불소계 레벨링제를 함유하는 제 1 도공액을 도공하여 제 1 기능층을 형성하는 제 1 도공 공정과, 그 제 1 기능층의 표면에 제 2 도공액을 도공하여 제 2 기능층을 형성하는 제 2 도공 공정을 포함하고, 그 불소계 레벨링제가, 그 제 2 도공액의 도포시에는 그 제 1 기능층 표면에 편재되고, 그 제 2 도공액의 도포 후에는 그 제 2 도공액에 용출되어, 형성되는 제 2 기능층 표면에 편재된다.

Description

광학 필름의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL FILM}
본 발명은 광학 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치의 표시 품위의 향상, 시야각 특성의 개선을 위해 광 확산 소자 등의 광학 필름이 이용되고 있다. 광 확산 소자는, 예를 들어, 광 확산을 발현하는 광 확산 필름과, 외광의 반사에 의한 콘트라스트 저하나 이미지의 반사를 방지하기 위한 광 반사 방지층을 구비하고, 액정 표시 장치의 전면 (前面) 에 배치된다.
액정 표시 장치에 있어서 광학 필름의 막두께가 불균일하면, 광학 특성의 면내 균일성 (광학적 균일성) 이 저하된다. 막두께를 균일화시키는 기술로는, 광학 필름의 도공 형성에 있어서, 레벨링제를 사용하여 광학 필름의 막두께를 균일하게 하는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1). 그러나, 상기 확산 소자와 같이 다층 구조의 광학 필름의 경우, 층 계면에 레벨링제가 존재함으로써 층 사이의 밀착성이 나빠지고, 충분한 내찰상성이 얻어지지 않는다. 이와 같이 내찰상성이 불충분한 것은, 특히 상기와 같이 액정 표시 장치의 전면에 배치되는 광학 필름에 있어서는 실용상 문제가 된다.
일본 공개특허공보 2002-361769호
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 광학적 균일성 및 내찰상성이 우수한 적어도 2 층 구조의 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제조 방법은, 기재 필름의 일방의 면에 반응성기를 갖지 않는 불소계 레벨링제를 함유하는 제 1 도공액을 도공하여 제 1 기능층을 형성하는 제 1 도공 공정과, 그 제 1 기능층의 표면에 제 2 도공액을 도공하여 제 2 기능층을 형성하는 제 2 도공 공정을 포함하고, 그 불소계 레벨링제가, 그 제 2 도공액의 도포시에는 그 제 1 기능층 표면에 편재되고, 그 제 2 도공액의 도포 후에는 그 제 2 도공액에 용출되어, 형성되는 제 2 기능층 표면에 편재된다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 불소계 레벨링제가 하기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 구성 단위, 하기 일반식 (Ⅱ) 로 나타내는 구성 단위 및 하기 일반식 (Ⅲ) 으로 나타내는 구성 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 구성 단위를 포함한다 :
[화학식 1]
Figure pct00001
일반식 (Ⅰ) 에 있어서, m 은 1 ～ 10 의 정수이고, 일반식 (Ⅱ) 에 있어서, n 은 2 ～ 10 의 정수이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 불소계 레벨링제의 함유량이 상기 제 1 도공액 중의 전체 고형분에 대해 0.05 중량％ ～ 3 중량％ 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 기능층이 광 확산층이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 기능층이 반사 방지층이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 광 확산층이 매트릭스와 그 매트릭스 중에 분산된 광 확산성 미립자를 갖고, 그 매트릭스와 그 광 확산성 미립자의 계면 또는 그 근방에 굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화하는 굴절률 변조 영역이 형성되고, 또한 하기 식 (3) 및 (4) 를 만족시킨다 :
Δn ≥ 0.10 … (3)
0.0006 ≤ Δn/L ≤ 0.01 … (4)
여기서, Δn 은 매트릭스의 평균 굴절률 nM 과 광 확산성 미립자의 굴절률 nP 의 차이의 절대값 ｜nM － nP｜ 이고, L 은 굴절률 변조 영역의 평균 두께이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, nM ＞ nP 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 광 확산층이 식 (5) 를 만족시킨다 :
0.01 ≤ L/rP ≤ 1.0 … (5)
여기서, rP 는 상기 광 확산성 미립자의 반경이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 매트릭스가 수지 성분 및 초미립자 성분을 함유하고, 상기 굴절률 변조 영역이 그 매트릭스 중의 그 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배에 의해 형성되어 있다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 광 확산층이 식 (1) 을 만족시킨다 :
｜nP － nA｜ ＜ ｜nP － nB｜ … (1)
여기서, nA 는 매트릭스의 수지 성분의 굴절률을 나타내고, nB 는 매트릭스의 초미립자 성분의 굴절률을 나타낸다.
본 발명의 제조 방법은, 불소계 레벨링제를 함유하는 제 1 도포액을 도공하여 제 1 기능층을 형성하는 제 1 도공 공정과, 제 1 기능층 표면에 제 2 도포액을 도공하여 제 2 기능층을 형성하는 제 2 도공 공정을 포함한다. 본 발명의 제조 방법에 사용되는 불소계 레벨링제는, 제 2 도공액의 도포시에는 제 1 기능층 표면에 편재되고, 제 2 도공액의 도포 후에는 제 2 도공액에 용출되어, 형성되는 제 2 기능층 표면에 편재된다. 이와 같은 제조 방법에 의해 얻어진 광학 필름은 광학적 균일성 및 내찰상성이 우수하다.
도 1a 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 1b 는, 도 1a 의 제 1 기능층의 광 확산 미립자 근방을 확대하여 설명하는 모식도이다.
도 2 는, 도 1a 의 제 1 기능층에 있어서의 광 확산성 미립자 중심부에서 매트릭스까지의 굴절률 변화를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3 은, 매트릭스 중의 초미립자 성분의 면적 비율을 설명하기 위한 투과형 전자 현미경 화상이다.
도 4(a) 는, 매트릭스의 평균 굴절률 nM ＞ 광 확산성 미립자의 굴절률 nP 인 경우의 후방 산란 발생의 메커니즘을 설명하기 위한 개념도이고, 도 4(b) 는, nM ＜ nP 인 경우의 후방 산란 발생의 메커니즘을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5 는, 광 확산 반치각을 산출하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6 은, 실시예 1 및 비교예 1 에 있어서의 불소계 레벨링제의 광학 필름 단면에 있어서의 분포를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 실시예 1 의 광학 필름 단면에 있어서의 불소 원자 농도를 나타내는 도면이다.
A. 제 1 도공 공정
본 발명의 제조 방법에 있어서의 제 1 도공 공정은, 기재 필름의 일방의 면에 불소계 레벨링제를 함유하는 제 1 도공액을 도공하여 제 1 기능층을 형성한다. 제 1 도공 공정은, 기재 필름의 일방의 면에 당해 제 1 도공액을 도포하는 것, 및 기재 필름에 형성된 제 1 도공액의 도포막을 건조시키는 것을 포함한다. 제 1 기능층은, 예를 들어, 광 확산 기능을 발현하는 광 확산층일 수 있다.
상기 제 1 도공액은, 바람직하게는 수지 성분 또는 그 전구체를 함유한다. 또, 상기 제 1 기능층이 광 확산층인 경우, 제 1 도공액은, 바람직하게는 수지 성분 또는 그 전구체와 초미립자 성분을 함유하는 매트릭스 형성 재료, 및 광 확산성 미립자를 함유한다.
대표적으로는, 상기 제 1 도공액은, 수지 성분의 전구체 및 휘발성 용제 중에서 불소계 레벨링제, 초미립자 성분 및 광 확산성 미립자가 분산된 분산체이다. 초미립자 성분 및 광 확산성 미립자를 분산시키는 수단으로는, 임의의 적절한 수단 (예를 들어, 초음파 처리, 교반기에 의한 분산 처리) 이 채용될 수 있다.
상기 불소계 레벨링제는 반응성기를 갖지 않는다. 반응성기를 갖지 않는 불소계 레벨링제를 사용하면, 제 1 도공액 중의 수지 성분과 결합되지 않으므로, 후술하는 제 2 도공 공정에 있어서, 제 2 도공액에 용출되기 쉬워진다.
상기 불소계 레벨링제는, 제 1 도공 공정에 있어서는, 상기 제 1 도공액을 도포하여 형성된 도포막 표면에 편재된다. 이와 같은 불소계 레벨링제를 사용하면, 제 1 도공 공정의 건조시에 있어서, 도포막의 표면이 불소계 레벨링제의 박층으로 덮인 상태가 된다. 이와 같은 상태의 도포막의 표면 장력은 낮고, 또한 건조시에 있어서의 도공액의 용제 증발 속도는 느리다. 그 때문에, 건조시의 가열 불균일 (예를 들어, 오븐 내의 열 불균일, 필름 반송에 의해 발생하는 바람 (수반류 (隨伴流)) 의 노출 불균일) 을 요인으로 하여 발생하는 도포막 중의 표면 장력 차이를 작게 할 수 있어, 도포막 내에서의 열대류의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 이와 같은 건조를 거쳐 얻어진 제 1 기능층은 두께 정밀도가 우수하고, 광학적 균일성이 우수하다.
이와 같이 편재될 수 있는 불소계 레벨링제로는, 예를 들어, 하기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 구성 단위, 하기 일반식 (Ⅱ) 로 나타내는 구성 단위 및 하기 일반식 (Ⅲ) 으로 나타내는 구성 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 구성 단위를 포함하는 불소계 레벨링제를 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
일반식 (Ⅰ) 에 있어서, m 은 바람직하게는 1 ～ 10 의 정수이고, 더욱 바람직하게는 2 ～ 8 의 정수이다. 일반식 (Ⅱ) 에 있어서, n 은 바람직하게는 2 ～ 10 의 정수이고, 더욱 바람직하게는 4 ～ 8 의 정수이다.
상기 일반식 (Ⅰ), (Ⅱ) 및 (Ⅲ) 으로 나타내는 구성 단위의 합계 함유 비율은, 상기 불소계 레벨링제를 구성하는 구성 단위의 전체량에 대해, 바람직하게는 10 ㏖％ ～ 100 ㏖％ 이고, 더욱 바람직하게는 20 ㏖％ ～ 70 ㏖％ 이다.
바람직하게는, 상기 불소계 레벨링제는 적어도 하나의 상기 일반식 (Ⅲ) 으로 나타내는 구성 단위를 갖는다. 이와 같은 구성 단위를 갖는 불소계 레벨링제를 함유하는 제 1 도공액을 사용하면, 당해 도공액을 도포하여 형성되는 도포막에 있어서, 불소계 레벨링제의 이동이 빨라져 효율적으로 불소계 레벨링제를 당해 도포막 표면에 편재시킬 수 있다.
상기 불소계 레벨링제가 갖는 에테르 결합의 수는 바람직하게는 2 이상이고, 더욱 바람직하게는 4 ～ 30 이고, 특히 바람직하게는 6 ～ 20 이다. 상기 불소계 레벨링제는, 많은 에테르 결합을 가짐으로써 굴곡성이 높아진다.
상기 불소계 레벨링제의 분자량은 바람직하게는 50 ～ 2000 이고, 더욱 바람직하게는 100 ～ 1500 이다. 이와 같은 범위이면, 많은 불소계 레벨링제를 상기 제 1 기능층의 표면에 편재시킬 수 있다.
불소계 레벨링제의 배합량은, 제 1 도공액 중의 전체 고형분에 대해 바람직하게는 0.05 중량％ ～ 3 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 0.1 중량％ ～ 2.5 중량％ 이고, 더욱 바람직하게는 0.2 중량％ ～ 1.0 중량％ 이고, 특히 바람직하게는 0.3 중량％ ～ 0.8 중량％ 이다.
상기 수지 성분은 임의의 적절한 수지로 구성된다. 바람직하게는 유기 화합물로 구성되고, 보다 바람직하게는 전리선 경화형 수지로 구성된다. 전리선 경화형 수지는 도막의 경도가 우수하기 때문에, 기계 강도가 우수한 제 1 기능층을 형성할 수 있다. 전리선으로는, 예를 들어, 자외선, 가시광, 적외선, 전자선을 들 수 있다. 바람직하게는 자외선이고, 따라서, 수지 성분은 특히 바람직하게는 자외선 경화형 수지로 구성된다. 자외선 경화형 수지로는, 예를 들어, 아크릴레이트 수지 (에폭시아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 아크릴아크릴레이트, 에테르아크릴레이트) 등의 라디칼 중합형 모노머 혹은 올리고머로 형성되는 수지를 들 수 있다. 아크릴레이트 수지를 구성하는 모노머 성분 (전구체) 의 분자량은 바람직하게는 200 ～ 700 이다. 아크릴레이트 수지를 구성하는 모노머 성분 (전구체) 의 구체예로는, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 (PETA : 분자량 298), 네오펜틸글리콜디아크릴레이트 (NPGDA : 분자량 212), 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (DPHA : 분자량 632), 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 (DPPA : 분자량 578), 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 (TMPTA : 분자량 296) 를 들 수 있다. 전구체에는 필요에 따라 개시제를 첨가해도 된다. 개시제로는, 예를 들어, UV 라디칼 발생제 (BASF 재팬사 제조 이르가큐어 907, 이르가큐어 127, 이르가큐어 192 등), 과산화벤조일을 들 수 있다. 상기 수지 성분은, 상기 전리선 경화형 수지 이외에 다른 수지 성분을 함유하고 있어도 된다. 다른 수지 성분은, 전리선 경화형 수지여도 되고, 열경화성 수지여도 되고, 열가소성 수지여도 된다. 다른 수지 성분의 대표예로는, 지방족계 (예를 들어, 폴리올레핀) 수지, 우레탄계 수지를 들 수 있다.
상기 제 1 기능층이 광 확산층인 경우, 제 1 기능층은, 바람직하게는 매트릭스와 그 매트릭스 중에 분산된 광 확산성 미립자를 갖는다. 상기 광 확산층은, 매트릭스와 광 확산성 미립자의 굴절률 차이에 의해 광 확산 기능을 발현한다. 바람직하게는, 상기 광 확산층에 있어서, 매트릭스와 광 확산성 미립자의 계면 근방에 굴절률 변조 영역이 형성된다. 굴절률 변조 영역에 있어서는, 굴절률은 실질적으로 연속적으로 변화한다. 본 명세서에 있어서 「굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화한다」란, 굴절률 변조 영역에 있어서 적어도 광 확산성 미립자 표면으로부터 굴절률 일정 영역까지 굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화하면 되는 것을 의미한다. 본 발명에서 얻어지는 제 1 기능층으로서 광 확산층을 갖는 광학 필름의 상세는 후술하는 B 항에서 설명한다.
상기 매트릭스를 형성하는 재료 (매트릭스 형성 재료) 는, 상기 수지 성분 또는 그 전구체와 초미립자 성분을 함유한다.
상기 매트릭스 형성 재료에 있어서의 상기 수지 성분의 배합량은, 매트릭스 100 중량부에 대해 바람직하게는 10 중량부 ～ 80 중량부이고, 보다 바람직하게는 20 중량부 ～ 65 중량부이다.
상기 매트릭스의 수지 성분 및 초미립자 성분 그리고 광 확산성 미립자의 구성 재료, 그리고 화학적 및 열역학적 특성은, 상기 굴절률 변조 영역을 형성할 수 있는 범위에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 수지 성분 및 광 확산성 미립자를 동계 (同系) 의 재료 (예를 들어 유기 화합물끼리) 로 구성하고, 초미립자 성분을 수지 성분 및 광 확산성 미립자와는 상이한 계의 재료 (예를 들어 무기 화합물) 로 구성함으로써, 굴절률 변조 영역을 양호하게 형성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 수지 성분 및 광 확산성 미립자를 동계 재료 중에서도 상용성이 높은 재료끼리로 구성하는 것이 바람직하다. 굴절률 변조 영역의 두께 및 굴절률 구배는, 매트릭스의 수지 성분 및 초미립자 성분 그리고 광 확산성 미립자의 화학적 및 열역학적 특성을 조정함으로써 제어할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「동계」란, 화학 구조나 특성이 동등 또는 유사한 것을 말하고, 「상이한 계」란, 동계 이외의 것을 말한다. 동계인지의 여부는 기준 선택의 방법에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 유기인지 무기인지를 기준으로 한 경우, 유기 화합물끼리는 동계의 화합물이고, 유기 화합물과 무기 화합물은 상이한 계의 화합물이다. 폴리머의 반복 단위를 기준으로 한 경우, 예를 들어 아크릴계 폴리머와 에폭시계 폴리머는 유기 화합물끼리임에도 불구하고 상이한 계의 화합물이고, 주기율표를 기준으로 한 경우, 알칼리 금속과 천이 금속은 무기 원소끼리임에도 불구하고 상이한 계의 원소이다.
상기 초미립자 성분은, 상기와 같이 바람직하게는 상기 수지 성분 및 후술하는 광 확산성 미립자와는 상이한 계의 화합물로 구성되고, 보다 바람직하게는 무기 화합물로 구성된다. 바람직한 무기 화합물로는, 예를 들어, 금속 산화물, 금속 불화물을 들 수 있다. 금속 산화물의 구체예로는, 산화지르코늄 (지르코니아) (굴절률 : 2.19), 산화알루미늄 (굴절률 : 1.56 ～ 2.62), 산화티탄 (굴절률 : 2.49 ～ 2.74), 산화규소 (굴절률 : 1.25 ～ 1.46) 를 들 수 있다. 금속 불화물의 구체예로는, 불화마그네슘 (굴절률 : 1.37), 불화칼슘 (굴절률 : 1.40 ～ 1.43) 을 들 수 있다. 이들 금속 산화물 및 금속 불화물은, 광의 흡수가 적은 데다가 전리선 경화형 수지나 열가소성 수지 등의 유기 화합물에서는 발현이 어려운 굴절률을 갖고 있으므로, 광 확산성 미립자와의 계면으로부터 떨어짐에 따라 초미립자 성분의 중량 농도가 상대적으로 높아짐으로써, 굴절률을 크게 변조시킬 수 있다. 광 확산성 미립자와 매트릭스의 굴절률 차이를 크게 함으로써, 박막이어도 고확산을 실현할 수 있고, 또한 굴절률 변조 영역이 형성되므로 후방 산란 방지의 효과도 크다. 특히 바람직한 무기 화합물은 산화지르코늄이다.
상기 초미립자 성분의 평균 1 차 입자 직경은, 굴절률 변조 영역의 평균 두께 L 에 비해 작은 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 평균 1 차 입자 직경은, 평균 두께 L 에 대해 바람직하게는 1/50 ～ 1/2, 보다 바람직하게는 1/25 ～ 1/3 이다. 평균 1 차 입자 직경이 평균 두께 L 에 대해 1/2 을 초과하면, 굴절률 변조 영역에 있어서의 굴절률 변화가 실질적으로 연속적으로 되지 않는 경우가 있다. 1/50 미만인 경우, 굴절률 변조 영역의 형성이 곤란해지는 경우가 있다. 상기 평균 1 차 입자 직경은 바람직하게는 1 ㎚ ～ 100 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 1 ㎚ ～ 50 ㎚ 이다. 초미립자 성분은 2 차 응집되어 있어도 되고, 그 경우의 평균 입자 직경 (응집체의 평균 입자 직경) 은 바람직하게는 10 ㎚ ～ 100 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 10 ㎚ ～ 80 ㎚ 이다. 이와 같이, 광의 파장보다 작은 평균 입경의 초미립자 성분을 사용함으로써, 초미립자 성분과 수지 성분 사이에 기하 광학적인 반사, 굴절, 산란이 발생하지 않아, 광학적으로 균일한 매트릭스를 얻을 수 있다. 그 결과, 광학적으로 균일한 광 확산층을 얻을 수 있다.
바람직하게는, 상기 초미립자 성분은 표면 개질이 이루어져 있다. 표면 개질을 실시함으로써, 초미립자 성분을 수지 성분 중에 양호하게 분산시킬 수 있고, 또한 상기 굴절률 변조 영역을 양호하게 형성할 수 있다. 표면 개질 수단으로는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한에 있어서 임의의 적절한 수단이 채용될 수 있다. 대표적으로는, 표면 개질은, 초미립자 성분의 표면에 표면 개질제를 도포하여 표면 개질제층을 형성함으로써 실시된다. 바람직한 표면 개질제의 구체예로는, 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제 등의 커플링제, 지방산계 계면 활성제 등의 계면 활성제를 들 수 있다. 이와 같은 표면 개질제를 사용함으로써, 수지 성분과 초미립자 성분의 젖음성을 향상시키고, 수지 성분과 초미립자 성분의 계면을 안정화시키고, 초미립자 성분을 수지 성분 중에 양호하게 분산시키고, 또한 굴절률 변조 영역을 양호하게 형성할 수 있다.
상기 초미립자 성분의 배합량은, 매트릭스 100 중량부에 대해 바람직하게는 15 중량부 ～ 80 중량부이고, 더욱 바람직하게는 20 중량부 ～ 70 중량부이다.
상기 광 확산성 미립자는 임의의 적절한 재료로 구성된다. 바람직하게는, 상기 굴절률 변조 영역이 양호하게 형성될 수 있는 재료로 구성되고, 상기와 같이, 광 확산성 미립자는 상기 매트릭스의 수지 성분과 동계의 화합물로 구성된다. 예를 들어, 매트릭스의 수지 성분을 구성하는 전리선 경화형 수지가 아크릴레이트계 수지인 경우에는, 광 확산성 미립자도 또 아크릴레이트계 수지로 구성되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 매트릭스의 수지 성분을 구성하는 아크릴레이트계 수지의 모노머 성분이 예를 들어 상기와 같은 PETA, NPGDA, DPHA, DPPA 및/또는 TMPTA 인 경우에는, 광 확산성 미립자를 구성하는 아크릴레이트계 수지는, 바람직하게는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리메틸아크릴레이트 (PMA), 및 이들의 공중합체, 그리고 그들의 가교물이다. PMMA 및 PMA 와의 공중합 성분으로는, 폴리우레탄, 폴리스티렌 (PSt), 멜라민 수지를 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 광 확산성 미립자는 PMMA 로 구성된다. 매트릭스의 수지 성분 및 초미립자 성분과의 굴절률이나 열역학적 특성의 관계가 적절하기 때문이다. 또한, 바람직하게는, 광 확산성 미립자는 가교 구조 (삼차원 망목 구조) 를 갖는다. 가교 구조의 조밀 (粗密) (가교도) 을 조정함으로써, 광 확산성 미립자 표면에 있어서 미립자를 구성하는 폴리머 분자의 자유도를 제어할 수 있으므로, 초미립자 성분의 분산 상태를 제어할 수 있고, 결과적으로, 원하는 굴절률 구배를 갖는 굴절률 변조 영역을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도공액을 도포할 때의 광 확산성 미립자의 수지 성분 전구체 (용매를 함유하고 있어도 된다) 에 대한 팽윤도는 바람직하게는 100 ％ ～ 200 ％ 이다. 여기서, 「팽윤도」란, 가교도의 지표로, 팽윤 전의 입자의 평균 입경에 대한 팽윤 상태의 입자의 평균 입경의 비율을 말한다.
상기 광 확산성 미립자는, 평균 입경이 바람직하게는 1.0 ㎛ ～ 5.0 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 1.0 ㎛ ～ 4.0 ㎛ 이다. 광 확산성 미립자의 평균 입경은, 바람직하게는 광 확산층의 두께의 1/2 이하 (예를 들어, 1/2 ～ 1/20) 이다. 광 확산층의 두께에 대해 이와 같은 비율을 갖는 평균 입경이면, 광 확산성 미립자를 광 확산층의 두께 방향으로 복수 배열할 수 있으므로, 입사광이 광 확산층을 통과하는 동안에 당해 광을 다중으로 확산시킬 수 있고, 그 결과, 충분한 광 확산성이 얻어질 수 있다.
상기 광 확산성 미립자의 중량 평균 입경 분포의 표준 편차는, 바람직하게는 1.0 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하이다. 중량 평균 입경에 대해 입경이 작은 광 확산성 미립자가 다수 혼재하고 있으면, 확산성이 지나치게 증대되어 후방 산란을 양호하게 억제할 수 없는 경우가 있다. 중량 평균 입경에 대해 입경이 큰 광 확산성 미립자가 다수 혼재하고 있으면, 광 확산층의 두께 방향으로 복수 배열할 수 없어, 다중 확산이 얻어지지 않는 경우가 있고, 그 결과, 광 확산성이 불충분해지는 경우가 있다.
상기 광 확산성 미립자의 형상으로는, 목적에 따라 임의의 적절한 형상이 채용될 수 있다. 구체예로는, 진구상, 인편상, 판상, 타원 구상, 부정형을 들 수 있다. 대부분의 경우, 상기 광 확산성 미립자로서 진구상 미립자가 사용될 수 있다.
상기 광 확산성 미립자의 배합량은, 매트릭스 100 중량부에 대해 바람직하게는 10 중량부 ～ 100 중량부이고, 보다 바람직하게는 10 중량부 ～ 40 중량부, 더욱 바람직하게는 10 중량부 ～ 35 중량부이다. 예를 들어 이와 같은 배합량으로 상기 적합 범위의 평균 입경을 갖는 광 확산성 미립자를 함유시킴으로써, 매우 우수한 광 확산성을 갖는 광 확산층을 형성할 수 있다.
상기 수지 성분, 초미립자 성분 및 광 확산성 미립자는, 대표적으로는 하기 식 (1) 을 만족시킨다 :
｜nP － nA｜ ＜ ｜nP － nB｜ … (1)
식 (1) 중, nA 는 매트릭스의 수지 성분의 굴절률을 나타내고, nB 는 매트릭스의 초미립자 성분의 굴절률을 나타내고, nP 는 광 확산성 미립자의 굴절률을 나타낸다. 또한, 수지 성분은 하기 식 (2) 도 만족시킬 수 있다 :
｜nP － nA｜ ＜ ｜nA － nB｜ … (2)
수지 성분의 굴절률은 바람직하게는 1.40 ～ 1.60 이다. 초미립자 성분의 굴절률은 바람직하게는 1.40 이하 또는 1.60 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.40 이하 또는 1.70 ～ 2.80 이고, 특히 바람직하게는 1.40 이하 또는 2.00 ～ 2.80 이다. 굴절률이 1.40 을 초과하거나 또는 1.60 미만이면, 광 확산성 미립자와 매트릭스의 굴절률 차이가 불충분해져, 광 확산층을 갖는 광학 필름이 콜리메이트 백라이트 프론트 확산 시스템을 채용하는 액정 표시 장치에 사용된 경우, 콜리메이트 백라이트로부터의 광을 충분히 확산시키지 못하여 시야각이 좁아질 우려가 있다. 광 확산성 미립자의 굴절률은 바람직하게는 1.30 ～ 1.70 이고, 더욱 바람직하게는 1.40 ～ 1.60 이다.
상기 휘발성 용제로는, 상기 각 성분을 용해 또는 균일하게 분산시킬 수 있는 한에 있어서, 임의의 적절한 용제가 채용될 수 있다. 휘발성 용제의 구체예로는, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산이소프로필, 2-부타논 (메틸에틸케톤), 메틸이소부틸케톤, 시클로펜타논, 톨루엔, 이소프로필알코올, n-부탄올, 시클로펜탄, 물을 들 수 있다.
상기 제 1 도공액은, 목적에 따라 임의의 적절한 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 예를 들어, 초미립자 성분을 양호하게 분산시키기 위해 분산제가 바람직하게 사용될 수 있다. 첨가제의 다른 구체예로는, 자외선 흡수제, 소포제를 들 수 있다.
상기 제 1 도공액의 고형분 농도는, 바람직하게는 10 중량％ ～ 70 중량％ 정도가 되도록 조정될 수 있다. 이와 같은 고형분 농도이면, 도공이 용이한 점도를 갖는 도공액이 얻어질 수 있다.
상기 제 1 도공액에 있어서, 휘발성 용제로서 메틸에틸케톤을 사용하고, 제 1 도공액의 전체 중량에 대해 27.5 중량％ 의 불소계 레벨링제를 함유시킨 경우의 표면 장력은 바람직하게는 10 mN/m ～ 32 mN/m 이고, 더욱 바람직하게는 20 mN/m ～ 30 mN/m 이다. 이와 같은 범위이면, 건조에 있어서, 가열 불균일을 요인으로 하여 발생하는 도포막 중의 표면 장력 차이를 작게 할 수 있어, 도포막 내에서의 열대류의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 이와 같은 건조를 거쳐 얻어진 광 확산층은 두께 정밀도가 우수하고, 면내 휘도의 균일성이 높다.
상기 기재 필름으로는 임의의 적절한 필름이 채용될 수 있다. 구체예로는, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름, 폴리프로필렌 (PP) 필름, 나일론 필름, 아크릴 필름, 락톤 변성 아크릴 필름 등을 들 수 있다. 상기 기재 필름은, 필요에 따라 용이 접착 처리 등의 표면 개질이 이루어져 있어도 되고, 활제, 대전 방지제, 자외선 흡수제 등의 첨가제가 함유되어 있어도 된다.
상기 기재 필름의 두께는 바람직하게는 20 ㎛ ～ 80 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 30 ㎛ ～ 60 ㎛ 이다.
상기 기재 필름은 투명한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 기재 필름의 전광선 투과율은 바람직하게는 80 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 90 ％ 이상이고, 특히 바람직하게는 95 ％ 이상이다.
상기 제 1 도공액의 기재 필름에 대한 도포 방법으로는, 임의의 적절한 코터를 사용한 방법이 채용될 수 있다. 코터의 구체예로는, 바 코터, 리버스 코터, 키스 코터, 그라비아 코터, 다이 코터, 콤마 코터를 들 수 있다.
상기 제 1 도공액의 건조 방법으로는 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 구체예로는 자연 건조, 가열 건조, 감압 건조를 들 수 있다. 바람직하게는 가열 건조이다. 상기 제 1 기능층이 광 확산층인 경우, 가열 온도는 예를 들어 60 ℃ ～ 150 ℃ 이고, 가열 시간은 예를 들어 30 초 ～ 5 분이다.
바람직하게는, 상기 제 1 도공 공정에 있어서는, 상기 도포 후에 상기 전구체를 중합시키는 것을 추가로 포함한다. 중합 방법은, 수지 성분 (따라서, 그 전구체) 의 종류에 따라 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 예를 들어, 수지 성분이 전리선 경화형 수지인 경우에는, 전리선을 조사함으로써 전구체를 중합시킨다. 전리선으로서 자외선을 사용하는 경우에는, 그 적산 광량은 바람직하게는 50 mJ/㎠ ～ 1000 mJ/㎠ 이다. 전리선의 광 확산성 미립자에 대한 투과율은 바람직하게는 70 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 80 ％ 이상이다. 또 예를 들어, 수지 성분이 열경화형 수지인 경우에는, 가열시킴으로써 전구체를 중합시킨다. 가열 온도 및 가열 시간은, 수지 성분의 종류에 따라 적절히 설정될 수 있다. 바람직하게는, 중합은 전리선을 조사함으로써 실시된다. 전리선 조사이면, 상기 제 1 기능층이 광 확산층인 경우, 굴절률 변조 영역을 양호하게 유지한 채 도막을 경화시킬 수 있으므로, 양호한 확산 특성의 광 확산층을 형성시킬 수 있는. 전구체를 중합시킴으로써 굴절률 변조 영역과 굴절률 일정 영역을 갖는 매트릭스가 형성된다.
상기 중합은 상기 건조 전에 실시해도 되고, 건조 후에 실시해도 된다.
상기 제 1 도공 공정에 있어서는, 상기 도포, 건조 및 중합에 추가하여, 임의의 적절한 시점에서 임의의 적절한 공정, 처리 및/또는 조작을 포함할 수 있는 것은 말할 것도 없다. 그와 같은 공정 등의 종류 및 그와 같은 공정 등이 실시되는 시점은 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.
이와 같이 하여, 제 1 도공 공정에 의해 제 1 기능층을 형성한다. 상기 제 1 도공 공정 후의 제 1 기능층에 있어서는, 그 표면에 상기 불소계 레벨링제가 편재되어 있다.
B. 제 2 도공 공정
본 발명의 제조 방법에 있어서의 제 2 도공 공정은, 상기 제 1 도공 공정에 의해 형성된 제 1 기능층의 표면에 제 2 도공액을 도공하여 제 2 기능층을 형성한다. 제 2 도공 공정은, 상기 제 1 기능층 상에 제 2 도공액을 도포하는 것, 및 제 1 기능층 상에 형성된 제 2 도공액의 도포막을 건조시키는 것을 포함한다. 제 2 도공액의 도포시에는, 상기 불소계 레벨링제는, 상기 제 1 기능층 표면에 편재되어 있다. 제 2 기능층은, 예를 들어, 반사 방지층일 수 있다.
상기 제 2 도공액은, 바람직하게는 임의의 적절한 수지 또는 그 전구체를 함유한다. 예를 들어, 제 2 기능층이 반사 방지층인 경우, 상기 제 2 도공액은, 바람직하게는 자외선 경화형 아크릴 수지 또는 그 전구체, 또는 수지 중에 콜로이달 실리카 등의 무기 미립자를 분산시킨 하이브리드계 재료 등을 함유한다.
상기 제 2 도공액은 바람직하게는 휘발성 용매를 함유한다. 제 2 도공액에 함유되는 휘발성 용매는, 바람직하게는 상기 불소계 레벨링제와의 친화성이 높은 용매로, 구체적으로는 메틸이소부틸케톤 (MIBK) 등을 들 수 있다. 이와 같은 휘발성 용매이면, 상기 제 1 도공 공정 후에 제 1 기능층 표면에 편재되는 상기 불소계 레벨링제가 제 2 도공액에 함유되는 휘발성 용매에 용출되기 쉽다.
상기 불소계 레벨링제는, 상기와 같이 제 2 도공액에 함유되는 휘발성 용매에 용출되어, 제 1 기능층으로부터 제 2 도공액 중으로 이동한다. 본 발명의 제조 방법에 의하면, 상기와 같이 불소계 레벨링제가 반응성기를 갖지 않으므로, 제 2 도공액으로 용이하게 이동할 수 있다. 또, 상기와 같이 제 2 도공액에 함유되는 휘발성 용매로서 상기 불소계 레벨링제와의 친화성이 높은 용매를 사용함으로써, 불소계 레벨링제의 제 2 도공액으로의 이동이 더욱 용이해진다. 본 발명의 제조 방법에 의하면, 이와 같이 불소계 레벨링제가 이동함으로써, 당해 불소계 레벨링제가 제 1 기능층의 두께의 균일화에도, 제 2 기능층의 두께의 균일화에도 기여할 수 있다. 즉, 높은 광학적 균일성을 실현할 수 있다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 광학 필름은, 제 1 기능층과 제 2 기능층의 계면에 있어서의 불소계 레벨링제의 존재량이 적으므로 내찰상성이 우수하다.
상기 불소계 레벨링제는, 상기와 같이 제 2 도공액으로 이동하고, 또한 제 2 도공액을 도포하여 형성된 도포막 표면에 편재된다. 이와 같이 편재되면, 상기 A 항에서 설명한 작용과 동일한 작용에 의해, 두께 정밀도가 우수한 제 2 기능층을 얻을 수 있다. 또, 본 발명의 제조법에 의해 얻어진 광학 필름은, 제 2 기능층 표면에 있어서 불소계 레벨링제가 편재되어 있으므로 내찰상성이 우수하다.
상기 제 2 도공액은, 목적에 따라 임의의 적절한 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 예를 들어, 초미립자 성분을 양호하게 분산시키기 위해 분산제가 바람직하게 사용될 수 있다. 첨가제의 다른 구체예로는, 자외선 흡수제, 소포제를 들 수 있다.
상기 제 2 도공액의 고형분 농도는, 바람직하게는 10 중량％ ～ 70 중량％ 정도가 되도록 조정될 수 있다. 이와 같은 고형분 농도이면, 도공이 용이한 점도를 갖는 도공액이 얻어질 수 있다.
상기 제 1 도공액의 도포 방법은, 상기 A 항에서 설명한 제 1 도공액의 도포 방법과 동일한 방법을 들 수 있다.
상기 제 2 도공액의 건조 방법으로는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 구체예로는, 자연 건조, 가열 건조, 감압 건조를 들 수 있다. 바람직하게는 가열 건조이다. 상기 제 2 기능층이 반사 방지층인 경우, 가열 온도는 예를 들어 60 ℃ ～ 150 ℃ 이고, 가열 시간은 예를 들어 30 초 ～ 5 분이다.
상기 제 2 도공 공정에 있어서는, 상기 도포 및 건조에 추가하여, 임의의 적절한 시점에서 임의의 적절한 공정, 처리 및/또는 조작을 포함할 수 있는 것은 말할 것도 없다. 그와 같은 공정 등의 종류 및 그와 같은 공정 등이 실시되는 시점은 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.
이와 같이 하여, 제 2 도공 공정에 의해 제 2 기능층을 형성한다. 상기 제 2 도공 공정 후에 있어서는, 제 2 기능층의 표면에 상기 불소계 레벨링제가 편재되어 있다.
본 발명의 제조 방법은, 광학 필름의 용도에 따라 추가로 다른 도공 공정을 포함할 수 있고, 또한 다른 기능층을 형성할 수 있다. 다른 도공 공정은, 제 1 도공 공정 전에 실시되어도 되고, 제 1 도공 공정 후 제 2 도공 공정 전에 실시되어도 되고, 또, 제 2 도공 공정 후에 실시되어도 된다. 다른 도공 공정에 있어서도, 도공액에 함유되는 휘발 용매는 상기 불소계 레벨링제와의 친화성이 높은 용매인 것이 바람직하다. 불소계 레벨링제가 각 도공 공정에서 형성되는 기능층을 이동하여, 최종적으로 광학 필름의 최외층 표면에 편재될 수 있기 때문이다.
C. 광학 필름
도 1a 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 구성을 설명하기 위한 모식도이고, 도 1b 는, 도 1a 의 제 1 기능층 (120) (광 확산층) 의 광 확산 미립자 근방을 확대하여 설명하는 모식도이다. 광학 필름 (100) 은, 기재 필름 (110) 과, 제 1 기능층 (120) 과, 제 2 기능층 (130) 을 이 순서로 구비한다. 제 2 기능층 (130) 에 있어서는, 그 표면 (즉, 제 2 기능층 (130) 에 있어서의 제 1 기능층 (120) 과 반대측의 표면) 에 불소계 레벨링제 (10) 가 편재되어 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 제 1 기능층 (120) 은 광 확산층이고, 제 2 기능층 (130) 은 반사 방지층이다. 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름은, 광 확산층의 휘도 불균일 및 반사 방지층의 간섭 불균일이 억제되고, 또한 내찰상성이 우수하기 때문에, 예를 들어 액정 표시 장치의 최표면에 배치되는 형태에 있어서 유용하다.
상기 제 1 기능층 (120) 이 광 확산층인 경우, 도 1a 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기능층 (120) 은 바람직하게는 매트릭스 (20) 와, 그 매트릭스 중에 분산된 광 확산성 미립자 (30) 를 갖는다. 매트릭스 (20) 는, 수지 성분 (21) 및 초미립자 성분 (22) 을 함유한다. 상기 광 확산층은, 매트릭스와 광 확산성 미립자의 굴절률 차이에 의해 광 확산 기능을 발현한다. 바람직하게는, 도 1a 및 도 1b 에 나타내는 바와 같이, 초미립자 성분 (22) 은, 매트릭스 (20) 와 광 확산성 미립자 (30) 의 계면 근방에 굴절률 변조 영역 (40) 을 형성하도록 하여, 수지 성분 (21) 에 분산되어 있다. 따라서, 매트릭스 (20) 는, 광 확산성 미립자 (30) 와의 계면 근방의 굴절률 변조 영역 (40) 과, 당해 굴절률 변조 영역 (40) 의 외측 (광 확산성 미립자로부터 떨어진 측) 의 굴절률 일정 영역을 갖는다. 바람직하게는, 매트릭스 (20) 에 있어서의 굴절률 변조 영역 이외의 부분은, 실질적으로는 굴절률 일정 영역이다. 본 명세서에 있어서 「매트릭스와 광 확산성 미립자의 계면 근방」이란, 광 확산성 미립자 표면, 표면 부근의 외부 및 표면 부근의 내부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 광 확산층은 하기의 식 (3) 및 (4) 를 만족시킨다 :
Δn ≥ 0.10 … (3)
0.0006 ≤ Δn/L ≤ 0.01 … (4)
여기서, Δn 은 매트릭스의 평균 굴절률 nM 과 광 확산성 미립자의 굴절률 nP 의 차이의 절대값 ｜nM － nP｜ 이고, L 은 굴절률 변조 영역의 평균 두께이다. 매트릭스의 평균 굴절률 nM 은, 수지 성분의 굴절률과 초미립자 성분의 굴절률의 가중 평균이다. Δn 은 바람직하게는 0.12 이상이다. Δn 의 상한은 바람직하게는 0.20 이다. Δn 이 0.10 미만이면, 헤이즈가 90 ％ 이하가 되는 경우가 많고, 그 결과, 액정 표시 장치에 장착한 경우에 광원으로부터의 광을 충분히 확산시키지 못하여, 시야각이 좁아질 우려가 있다. Δn 이 0.20 을 초과하면, 후방 산란이 증대될 우려가 있다. 또, 매트릭스의 수지 성분 및 초미립자 성분의 선택이 곤란해지는 경우가 있다. 더욱 바람직하게는 nM ＞ nP 이다. Δn/L (㎚-1) 은 바람직하게는 0.0008 ～ 0.008 이고, 더욱 바람직하게는 0.0010 ～ 0.007 이다. 이와 같은 Δn/L 을 실현할 수 있는 굴절률 변조 영역의 평균 두께 L 은 바람직하게는 5 ㎚ ～ 500 ㎚, 보다 바람직하게는 12 ㎚ ～ 400 ㎚, 더욱 바람직하게는 15 ㎚ ～ 300 ㎚ 이다. 평균 두께 L 이 5 ㎚ 미만이면, 후방 산란이 커지는 경우가 있다. 평균 두께 L 이 500 ㎚ 를 초과하면, 확산성이 불충분해지는 경우가 있다. 이와 같이, 상기 광 확산층은, 굴절률 변조 영역의 평균 두께 L 이 매우 얇음에도 불구하고, Δn 이 큰 (즉, Δn/L 이 현격하게 큰) 굴절률 변조 영역을 형성할 수 있다. 게다가, 상기와 같이, 상기 광 확산층은 굴절률 변조 영역에 있어서 굴절률을 실질적으로 연속적으로 변화시킬 수 있다. 이들의 상승적인 작용에 의해, 상기 광 확산층에 의하면, 헤이즈값이 높고, 강한 확산성을 갖고, 또한 후방 산란이 억제된 박막의 광학 필름을 실현할 수 있다.
상기와 같이, 굴절률 변조 영역 (40) 에 있어서는, 굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화한다. 바람직하게는, 이에 추가하여, 상기 굴절률 변조 영역의 최외부의 굴절률과 상기 굴절률 일정 영역의 굴절률이 실질적으로 동일하다. 바꿔 말하면, 상기 광 확산층에 있어서는, 굴절률 변조 영역에서 굴절률 일정 영역에 걸쳐 굴절률이 연속적으로 변화하고, 바람직하게는 광 확산성 미립자에서 굴절률 일정 영역에 걸쳐 굴절률이 연속적으로 변화한다 (도 2). 바람직하게는, 당해 굴절률 변화는 도 2 에 나타내는 바와 같이 매끄럽다. 즉, 굴절률 변조 영역과 굴절률 일정 영역의 경계에 있어서, 굴절률 변화 곡선에 접선을 그을 수 있는 형상으로 변화한다. 바람직하게는, 굴절률 변조 영역에 있어서, 굴절률 변화의 구배는 상기 광 확산성 미립자로부터 멀어짐에 따라 커진다. 상기 광 확산층에 의하면, 상기 A 항에서 설명한 바와 같이, 광 확산성 미립자와 매트릭스의 수지 성분과 초미립자 성분을 적절히 선택함으로써, 실질적으로 연속적인 굴절률 변화를 실현할 수 있다. 그 결과, 매트릭스 (20) (실질적으로는, 굴절률 일정 영역) 와 광 확산성 미립자 (30) 의 굴절률 차이를 크게 해도, 매트릭스 (20) 와 광 확산성 미립자 (30) 의 계면의 반사를 억제할 수 있어, 후방 산란을 억제할 수 있다. 또한, 굴절률 일정 영역에서는, 광 확산성 미립자 (30) 와는 굴절률이 크게 상이한 초미립자 성분 (22) 의 중량 농도가 상대적으로 높아지므로, 매트릭스 (20) (실질적으로는, 굴절률 일정 영역) 와 광 확산성 미립자 (30) 의 굴절률 차이를 크게 할 수 있다. 그 결과, 박막이어도 높은 헤이즈 (강한 확산성) 를 실현할 수 있다. 따라서, 상기 광 확산층에 의하면, Δn/L 이 매우 크고, 또한 굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화하는 굴절률 변조 영역을 형성함으로써, 고헤이즈를 실현하면서, 후방 산란을 현저하게 억제할 수 있다.
바람직하게는, 상기 광 확산층은 식 (5) 를 만족시킨다 :
0.01 ≤ L/rP ≤ 1.0 … (5)
여기서, rP 는 상기 광 확산성 미립자의 반경이다. L/rP 는 바람직하게는 0.02 ～ 0.90 이다. 상기 광 확산층에 의하면, 상기와 같이 굴절률 변조 영역의 평균 두께 L 을 매우 얇게 할 수 있으므로, L/rP 를 매우 작게 할 수 있다. 그 결과, 상기 광 확산성 미립자의 산란능을 충분히 유지하면서, 후방 산란을 양호하게 억제할 수 있다. 따라서, 박막이어도 높은 헤이즈 (강한 확산성) 를 실현할 수 있다.
상기 굴절률 변조 영역 (40) 의 두께 (굴절률 변조 영역 최내부에서 굴절률 변조 영역 최외부까지의 거리) 는 일정해도 되고 (즉, 굴절률 변조 영역이 광 확산성 미립자의 주위에 동심 구상으로 확대되어도 되고), 광 확산성 미립자 표면의 위치에 따라 두께가 상이해도 된다 (예를 들어, 콘페이토의 외곽 형상과 같이 되어 있어도 된다). 바람직하게는, 굴절률 변조 영역 (40) 의 두께는, 광 확산성 미립자 표면의 위치에 따라 상이하다. 이와 같은 구성이면, 굴절률 변조 영역 (40) 에 있어서, 굴절률을 보다 매끄럽게 연속적으로 변화시킬 수 있다. 상기 평균 두께 L 은, 굴절률 변조 영역 (40) 의 두께가 광 확산성 미립자 표면의 위치에 따라 상이한 경우의 평균 두께이고, 두께가 일정한 경우에는 그 두께이다.
상기와 같이, 매트릭스 (20) 는, 바람직하게는 수지 성분 (21) 및 초미립자 성분 (22) 을 함유한다. 바람직하게는, 상기 굴절률 변조 영역 (40) 은, 매트릭스 (20) 중의 초미립자 성분 (22) 의 분산 농도의 실질적인 구배에 의해 형성되어 있다. 구체적으로는, 굴절률 변조 영역 (40) 에 있어서는, 광 확산성 미립자 (30) 로부터 멀어짐에 따라, 초미립자 성분 (22) 의 분산 농도 (대표적으로는, 중량 농도로 규정된다) 가 높아진다 (필연적으로, 수지 성분 (21) 의 중량 농도가 낮아진다). 바꿔 말하면, 굴절률 변조 영역 (40) 에 있어서의 광 확산성 미립자 (30) 의 최근접 영역에는, 초미립자 성분 (22) 이 상대적으로 저농도로 분산되어 있고, 광 확산성 미립자 (30) 로부터 멀어짐에 따라 초미립자 성분 (22) 의 농도가 증대된다. 예를 들어, 투과형 전자 현미경 (TEM) 화상에 의한 매트릭스 (20) 중의 초미립자 성분 (22) 의 면적 비율은, 광 확산성 미립자 (30) 에 근접하는 측에서는 작고, 매트릭스 (20) 에 근접하는 측에서는 크며, 당해 면적 비율은 광 확산성 미립자측에서 매트릭스측 (굴절률 일정 영역측) 으로 실질적인 구배를 형성하면서 변화한다. 그 대표적인 분산 상태를 나타내는 TEM 화상을 도 3 에 나타낸다. 본 명세서에 있어서, 「투과형 전자 현미경 화상에 의한 매트릭스 중의 초미립자 성분의 면적 비율」이란, 광 확산성 미립자의 직경을 포함하는 단면의 투과형 전자 현미경 화상에 있어서, 소정 범위 (소정 면적) 의 매트릭스에서 차지하는 초미립자 성분의 면적의 비율을 말한다. 당해 면적 비율은, 초미립자 성분의 3 차원적인 분산 농도 (실제 분산 농도) 에 대응한다. 예를 들어, 상기와 같은 면적 비율이면, 초미립자 성분 (22) 의 분산 농도는, 그 농도 변화의 구배가 광 확산성 미립자 (30) 에 근접하는 측에서는 작고, 굴절률 일정 영역에 근접하는 측에서는 커서, 광 확산 미립자측에서 굴절률 일정 영역측으로 실질적인 구배를 형성하면서 변화한다. 바꿔 말하면, 초미립자 성분 (22) 의 분산 농도는, 그 농도 변화의 구배가 광 확산성 미립자로부터 멀어짐에 따라 커진다. 당해 초미립자 성분의 면적 비율은, 임의의 적절한 화상 해석 소프트웨어에 의해 구할 수 있다. 또한, 상기 면적 비율은, 대표적으로는, 초미립자 성분의 각 입자 사이의 평균 최단 거리에 대응한다. 구체적으로는, 초미립자 성분의 각 입자 사이의 평균 최단 거리는, 굴절률 변조 영역에 있어서는 광 확산성 미립자로부터 멀어짐에 따라 짧아지고, 굴절률 일정 영역에 있어서 일정해진다 (예를 들어, 평균 최단 거리는, 광 확산성 미립자의 최근접 영역에서는 3 ㎚ ～ 100 ㎚ 정도이고, 굴절률 일정 영역에 있어서는 1 ㎚ ～ 20 ㎚ 이다). 평균 최단 거리는, 도 3 과 같은 분산 상태의 TEM 화상을 2 치화하고, 예를 들어 화상 해석 소프트웨어 「A 조쿤」(아사히카세이 엔지니어링사 제조) 의 무게중심간 거리법을 사용하여 산출할 수 있다. 이상과 같이, 상기 광 확산층에 의하면, 초미립자 성분 (22) 의 분산 농도의 실질적인 구배를 이용하여 매트릭스와 광 확산성 미립자의 계면 근방에 굴절률 변조 영역 (40) 을 형성할 수 있으므로, 간편한 순서로 또한 현격하게 저비용으로 광 확산층을 형성할 수 있다. 또한, 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배를 이용하여 굴절률 변조 영역을 형성함으로써, 굴절률 변조 영역 (40) 과 굴절률 일정 영역의 경계에 있어서 굴절률을 매끄럽게 변화시킬 수 있다. 또한, 수지 성분 및 광 확산성 미립자와 굴절률이 크게 상이한 초미립자 성분을 사용함으로써, 광 확산성 미립자와 매트릭스 (실질적으로는, 굴절률 일정 영역) 의 굴절률 차이를 크게, 또한 굴절률 변조 영역의 굴절률 구배를 가파르게 할 수 있다.
상기와 같이, 상기 광 확산층에 있어서는 바람직하게는 nM ＞ nP 이다. 도 4(a) 및 도 4(b) 에 비교하여 나타내는 바와 같이, nM ＞ nP 인 경우에는, nM ＜ nP 인 경우에 비해 굴절률 변조 영역의 굴절률 구배가 가파르더라도 후방 산란을 보다 양호하게 억제할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름의 두께는, 용도에 따라 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다.
상기 제 1 기능층의 두께는, 용도에 따라 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 상기 제 1 기능층이 광 확산층인 경우, 당해 광 확산층의 두께는 바람직하게는 4 ㎛ ～ 50 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 4 ㎛ ～ 20 ㎛ 이고, 특히 바람직하게는 5 ㎛ ～ 15 ㎛ 이다. 상기 제조 방법에 의해 형성할 수 있는 광 확산층은, 이와 같이 매우 얇은 두께에도 불구하고, 상기와 같은 매우 높은 헤이즈를 갖는다. 또한, 이와 같은 얇은 두께의 광 확산층을 갖는 광학 필름이면 절곡시켜도 균열되거나 하지 않아, 롤상으로의 보관이 가능해진다. 추가하여, 본 발명의 광학 필름은 도공에 의해 형성될 수 있으므로, 예를 들어, 광학 필름의 제조와 다른 부재 (예를 들어, 액정 표시 장치에 있어서의 편광판) 에 대한 첩합 (貼合) 을 이른바 롤투롤로 연속적으로 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제조 방법은, 종래에 비해 생산성이 현격하게 우수하고, 또한 편광판과 같은 다른 광학 부재와의 첩합의 제조 효율도 매우 높다. 또한, 롤투롤이란, 장척의 필름끼리를 롤 반송하면서, 그 길이 방향을 맞추어 연속적으로 첩합하는 방법을 말한다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름은, 상기와 같이 두께 정밀도가 우수하다. 상기 제 1 기능층이 광 확산층인 경우, 당해 광 확산층의 두께 정밀도는 100 ㎜ × 100 ㎜ 의 사이즈에 있어서, 바람직하게는 (평균 두께 － 1.0 ㎛) ～ (평균 두께 ＋ 1.0 ㎛) 이고, 보다 바람직하게는 (평균 두께 － 0.5 ㎛) ～ (평균 두께 ＋ 0.5 ㎛) 이다. 이와 같은 범위이면, 매트릭스와 광 확산성 미립자의 굴절률 차이를 크게 설정하여, 광 확산층의 외관이 희어진 경우에 있어서도 외관 불균일이 적은 광 확산층이 얻어진다. 또한, 광 확산층의 광학적 균일성의 정도는, 예를 들어, 당해 광 확산층을 사이에 두도록 크로스 니콜 상태로 배치된 2 장의 편광판과의 적층체를 형성하고, 당해 적층체의 일방의 면으로부터 백색광을 투과시켰을 때의, 출사면에 있어서의 면내 휘도의 편차 (표준 편차 σ) 에 의해 수치화할 수 있다. 당해 면내 휘도의 표준 편차 σ 는 바람직하게는 1 이하이고, 보다 바람직하게는 0.8 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.1 ～ 0.7 이다.
상기 제 1 기능층이 광 확산층인 경우, 당해 광 확산층의 확산 특성은, 대표적으로는 헤이즈와 광 확산 반치각에 의해 나타낸다. 헤이즈란, 광의 확산의 강도, 즉 입사광의 확산 정도를 나타내는 것이다. 한편, 광 확산 반치각이란, 확산광의 질, 즉 확산시키는 광의 각도 범위를 나타내는 것이다. 당해 광 확산층의 헤이즈값은 75 ％ 이상이고, 바람직하게는 75 ％ ～ 99.9 ％ 이고, 보다 바람직하게는 85 ％ ～ 99.9 ％ 이고, 더욱 바람직하게는 90 ％ ～ 99.9 ％ 이고, 특히 바람직하게는 95 ％ ～ 99.9 ％ 이다.
상기 광 확산층의 확산 특성은, 광 확산 반치각으로 나타내면, 바람직하게는 10°～ 150°(편측 5°～ 75°) 이고, 보다 바람직하게는 10°～ 100°(편측 5°～ 50°) 이고, 더욱 바람직하게는 30°～ 80°(편측 15°～ 40°) 이다. 광 확산 반치각이 지나치게 작으면, 비스듬한 시야각 (예를 들어, 백색 휘도) 이 좁아지는 경우가 있다. 광 확산 반치각이 지나치게 크면, 후방 산란이 커지는 경우가 있다.
상기 제 2 기능층이 반사 방지층인 경우, 당해 반사 방지층의 두께 정밀도는 100 ㎜ × 100 ㎜ 의 사이즈에 있어서, 바람직하게는 (평균 두께 － 2.0 ㎚) ～ (평균 두께 ＋ 2.0 ㎚) 이고, 보다 바람직하게는 (평균 두께 － 1.8 ㎚) ～ (평균 두께 ＋ 1.8 ㎚) 이고, 더욱 바람직하게는 (평균 두께 － 1.7 ㎚) ～ (평균 두께 ＋ 1.7 ㎚) 이다. 또한, 반사 방지층의 광학적 균일성은, 예를 들어 간섭 무늬에 의해 정성적으로 평가할 수 있다.
상기 제 2 기능층의 두께는, 용도에 따라 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 상기 제 2 기능층이 반사 방지층인 경우, 당해 반사 방지층의 두께는 바람직하게는 70 ㎚ ～ 100 ㎚ 이다.
상기 제 2 기능층이 반사 방지층인 경우, 당해 반사 방지층의 굴절률은 반사 방지층의 두께에 따라 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 바람직하게는 1.38 ～ 1.51 이다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 실시예에 있어서의 평가 방법은 하기와 같다. 또, 특별히 명기하지 않는 한, 실시예에 있어서의 「부」및 「％」는 중량 기준이다.
(1) 내찰상성
실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름의 제 2 기능층 표면에 대해, 스틸울 (＃0000) 을 하중 300 g 으로 10 왕복시켰을 때의 광학 필름 상의 흠집의 유무를 육안으로 확인하고, 하기의 기준으로 평가하였다.
A … 눈에 띈 흠집 없음
B … 1 ～ 7 개의 흠집이 보인다
C … 다수의 흠집이 보인다
(2) 제 2 기능층의 표면 자유 에너지
실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름을 온도 25 ℃, 습도 60 ％RH 에서 2 시간 조습 (調濕) 시킨 후, 물에 대한 접촉각을 측정하고, 그들 값으로부터 표면 자유 에너지를 산출하였다.
(3) 광학 필름의 광학적 균일성
(3-1) 광학 필름의 휘도 불균일
투명 점착제를 사용하여, 실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름과 편광판과 유리판 (두께 : 0.7 ㎜) 의 적층체 (유리판/편광판/유리판/광학 필름/편광판/유리판) 를 형성하였다. 이 때, 2 장의 편광판은 크로스 니콜 상태에서 적층시켰다. 이 적층체에 고휘도 백색 LED 백라이트를 사용하여 백색광을 투과시켰다. 투과광의 출사면을 휘도 측정 카메라 (사이버넷사 제조, 상품명 「PROMETRIC 1600」을 사용하여 화상 촬영하고, 면내 휘도를 수치 데이터화하였다.
얻어진 면내 휘도값 중 휘점 부분을 제외한 후, 외관 불균일의 주기보다 큰 주기의 굴곡을 보정하여, 휘도의 표준 편차 σ1 을 산출하였다. 당해 휘도의 표준 편차 σ1 에 의해, 광학 필름의 휘도 불균일 (보다 구체적으로는, 제 1 기능층의 휘도 불균일) 을 평가하였다.
(3-2) 제 2 기능층의 두께 정밀도
실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름에 있어서, 각각 무작위로 선택한 10 점의 두께를 오오츠카 전자사 제조, 상품명 「MCPD2000」으로 측정하고, 그 측정값으로부터 제 2 기능층의 두께의 표준 편차 σ2 를 산출하였다.
(4) 불소계 레벨링제의 분포 1
실시예 1 및 비교예 1 에서 얻어진 광학 필름에 대해, 비행 시간 2 차 이온 질량 분석계 (TOF-SIMS) (ION-TOF 사 제조, 상품명 「TOF-SIMS5」) 를 사용하여, 광학 필름 단면 (제 2 기능층 표면 ～ 깊이 270 ㎚) 에 있어서의 불소 이온 강도의 분포를 측정하였다.
(5) 불소계 레벨링제의 분포 2
실시예 1 에서 얻어진 광학 필름의 제 2 기능층 표면으로부터 깊이 270 ㎚ 의 범위에 있어서의 원자 (F, C, N, O, Al, Si, Zr) 의 원자 비율을 알박·파이사 제조, 상품명 「Quantum2000」을 사용하여 ESCA 분석하였다.
(6) 굴절률 변조 영역의 두께 L
실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름을 액체 질소로 냉각시키면서, 마이크로톰으로 0.1 ㎛ 의 두께로 슬라이스하여 측정 시료로 하였다. 투과형 전자 현미경 (TEM) 을 사용하여, 당해 측정 시료의 제 1 기능층 (광 확산층) 부분의 미립자의 상태 및 당해 미립자와 매트릭스의 계면 상태를 관찰하고, 미립자와 매트릭스의 계면이 불명료한 부분을 굴절률 변조 영역으로 인정하고, 그 평균 두께 L 을 TEM 화상으로부터 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 산출하였다. 보다 구체적으로는, 광시야 (배율 300 배) 의 단면 TEM 화상에서 관찰된 범위 중에서 가장 큰 미립자를 선택하고, 선택된 미립자와 매트릭스의 계면의 확대 화상 (배율 12000 배) 에서 관찰된 두께를 화상 해석 소프트웨어에 의해 산출하였다. 이 해석을 임의의 5 개 지점에서 실시하고, 그 평균 두께를 굴절률 변조 영역의 두께로 하였다. 미립자와 매트릭스의 계면이 명료한 경우에는 굴절률 변조 영역이 형성되지 않은 것으로 인정하였다.
(7) 광 확산 반치각
실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름으로부터 기재 필름 및 제 2 기능층을 박리하여 얻어진 제 1 기능층 (광 확산층) 의 정면에서 레이저 광을 조사하고, 확산된 광의 확산 각도에 대한 확산 휘도를 고니오포토미터로 1°간격으로 측정하고, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 레이저의 직진 투과광을 제외한 광 확산 휘도의 최대값으로부터 절반의 휘도가 되는 확산 각도를 확산의 양측에서 측정하여, 당해 양측의 각도를 더한 것 (도 5 의 각도 A ＋ 각도 A′) 을 광 확산 반치각으로 하였다.
(8) 후방 산란율
상기 (7) 과 동일하게 하여 제 1 기능층 (광 확산층) 을 얻고, 당해 제 1 기능층을 투명 점착제를 개재하여 흑아크릴판 (스미토모 화학사 제조, 상품명 「SUMIPEX」(등록상표), 두께 2 ㎜) 상에 첩합하여 측정 시료로 하였다. 이 측정 시료의 적분 반사율을 분광 광도계 (히타치 계측기사 제조, 상품명 「U4100」) 로 측정하였다. 한편, 제 1 기능층 (광 확산층) 형성용 도공액으로부터 미립자를 제거한 도공액을 사용하여, 기재와 투명 도공층의 적층체를 제조하여 대조 시료로 하고, 상기와 동일하게 하여 적분 반사율 (즉, 표면 반사율) 을 측정하였다. 상기 측정 시료의 적분 반사율로부터 상기 대조 시료의 적분 반사율 (표면 반사율) 을 뺌으로써, 제 1 기능층 (광 확산층) 의 후방 산란율을 산출하였다.
＜실시예 1＞
초미립자 성분으로서의 지르코니아 나노 입자 (평균 입경 60 ㎚, 평균 1 차 입자 직경 10 ㎚, 굴절률 2.19) 를 62 ％ 함유하는 하드 코트용 수지 (JSR 사 제조, 상품명 「오프스타 KZ6661」(MEK/MIBK 함유)) 100 부에 수지 성분의 전구체로서의 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 (오사카 유기 화학 공업사 제조, 상품명 「비스코트 ＃300」, 굴절률 1.52) 의 50 ％ 메틸에틸케톤 (MEK) 용액을 11 부, 광중합 개시제 (BASF 재팬사 제조, 상품명 「이르가큐어 907」) 를 0.5 부, 광 확산성 미립자로서의 폴리메타크릴산메틸 (PMMA) 미립자 (세키스이 화성품 공업사 제조, 상품명 「XX-131AA」, 평균 입경 2.5 ㎛, 굴절률 1.495) 를 15 부, 및 반응성기를 갖지 않는 불소계 레벨링제 (DIC 사 제조, 상품명 「메가팍 TF-1661」) 를 상기 전체 고형분에 대해 0.5 ％ 첨가하였다. 교반기 (아사다 철공 주식회사, 상품명 「데스파 (DESPA)」) 를 사용하여 이 혼합물을 분산 처리하고, 상기 각 성분이 균일하게 분산된 제 1 기능층 (광 확산층) 형성용 도공액을 조제하였다. 이 제 1 기능층 (광 확산층) 형성용 도공액의 고형분 농도는 55 ％ 였다. 당해 제 1 기능층 (광 확산층) 형성용 도공액을 조제 후 바로 바 코터를 사용하여 TAC 필름 (후지 필름사 제조, 상품명 「후지탁」, 두께 40 ㎛) 으로 이루어지는 기재 필름 상에 도공하고, 100 ℃ 에서 1 분간 건조 후, 적산 광량 300 mJ 의 자외선을 조사하여 두께 10 ㎛ 의 제 1 기능층 (광 확산층) 을 형성하였다.
나노 실리카 (굴절률 1.49) 함유 다환 아크릴레이트 (JSR 사 제조, 상품명 「KZ7540」) 1.8 ％ 의 MIBK 용액을, 바 코터를 사용하여 상기에서 얻어진 제 1 기능층 (광 확산층) 상에 도공하고, 100 ℃ 에서 1 분간 건조 후, 적산 광량 300 mJ 의 자외선을 조사하여 두께 110 ㎚ 의 제 2 기능층 (반사 방지층) 을 형성하였다.
이와 같이 하여, 기재 필름 (40 ㎛)/제 1 기능층 (10 ㎛)/제 2 기능층 (110 ㎚) 을 갖는 광학 필름을 얻었다.
얻어진 광학 필름을 상기 (1) ～ (3) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 또, 광학 필름에 있어서의 불소계 레벨링제의 분포에 대해 상기 (4) 및 (5) 의 평가에 제공하였다. 평가 (4) 의 결과를 도 6 에, 평가 (5) 의 결과를 도 7 에 나타낸다. 또한, 도 6 에 있어서는, 색의 농담이 불소 이온 강도를 나타내고, 색이 엷을수록 (백색에 가까울수록) 불소 이온 강도가 강한 것, 즉 불소계 레벨링제의 존재량이 많은 것을 나타낸다. 또, 도 7 에 있어서는, F, C, N, O, Al, Si 및 Zr 의 합계에 대한 불소 원자 (F) 의 원자 비율을 나타낸다.
또한, 표 1 에 기재하지 않은 제 1 기능층 (광 확산층) 의 특성은 이하와 같았다 : L ＝ 50 ㎚, Δn ＝ 0.12, Δn/L ＝ 0.0024, 광 확산 반치각 ＝ 60°, L/rP ＝ 0.04, 후방 산란율 ＝ 0.38 ％. 또한, 제 1 기능층 (광 확산층) 의 매트릭스와 광 확산성 미립자의 계면 근방 부분의 TEM 화상으로부터 3 차원 이미지를 재구성해하고, 당해 3 차원 재구성 이미지를 2 치화하여 화상 처리를 실시하고, 광 확산성 미립자 표면으로부터의 거리와 초미립자 성분의 분산 농도 (존재 비율) 의 관계를 산출하였다. 그 결과, 초미립자 성분의 분산 농도의 구배가 형성되어 있는 것을 확인하였다.
＜실시예 2＞
반응성기를 갖지 않는 불소계 레벨링제 (DIC 사 제조, 상품명 「메가팍 TF-1661」) 의 첨가량 0.5 ％ 를 0.2 ％ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 필름을 얻었다. 얻어진 광학 필름을 상기 (1) ～ (3) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
또한, 표 1 에 기재하지 않은 제 1 기능층 (광 확산층) 의 특성은 이하와 같았다 : L ＝ 50 ㎚, Δn ＝ 0.12, Δn/L ＝ 0.0024, 광 확산 반치각 ＝ 60°, L/rP ＝ 0.04, 후방 산란율 ＝ 0.38 ％.
＜비교예 1＞
반응성기를 갖지 않는 불소계 레벨링제 (DIC 사 제조, 상품명 「메가팍 TF-1661」) 대신에, 이소시아네이트기를 갖는 불소계 레벨링제 (DIC 사 제조, 상품명 「메가팍 RS-721」 : 상기 일반식 (Ⅰ) ～ (Ⅲ) 으로 나타내는 구성 단위를 갖는다) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 필름을 얻었다.
얻어진 광학 필름을 상기 (1) ～ (3) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 또, 광학 필름에 있어서의 불소계 레벨링제의 분포에 대해 상기 (4) 의 평가에 제공하였다. 결과를 도 6 에 나타낸다.
또한, 표 1 에 기재하지 않은 제 1 기능층 (광 확산층) 의 특성은 이하와 같았다 : L ＝ 49 ㎚, Δn ＝ 0.12, Δn/L ＝ 0.0024, 광 확산 반치각 ＝ 60°, L/rP ＝ 0.04, 후방 산란율 ＝ 0.37 ％.
＜비교예 2＞
반응성기를 갖지 않는 불소계 레벨링제 (DIC 사 제조, 상품명 「메가팍 TF-1661」) 대신에, 이소시아네이트기를 갖는 불소계 레벨링제 (DIC 사 제조, 상품명 「메가팍 F479」: 상기 일반식 (Ⅰ) ～ (Ⅲ) 으로 나타내는 구성 단위를 갖지 않는다) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 광학 필름을 얻었다.
얻어진 광학 필름을 상기 (1) ～ (3) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
또한, 표 1 에 기재하지 않은 제 1 기능층 (광 확산층) 의 특성은 이하와 같았다 : L ＝ 50 ㎚, Δn ＝ 0.12, Δn/L ＝ 0.0024, 광 확산 반치각 ＝ 60°, L/rP ＝ 0.04, 후방 산란율 ＝ 0.39 ％.
Figure pct00003
본 발명의 제조 방법에 의하면, 도 6 및 7 에 나타내는 바와 같이, 불소계 레벨링제가 제 2 기능층 표면에 편재된다. 제 2 기능층의 표면 자유 에너지는 제 2 기능층 표면의 불소계 레벨링제의 존재량의 지표이다. 실시예 1 및 2 의 광학 필름은, 표 1 에 나타내는 바와 같이 당해 표면 자유 에너지가 작고, 불소계 레벨링제가 제 2 기능층 표면에 편재되어 있는 것을 알 수 있다. 이와 같은 광학 필름은, 표 1 에 나타내는 바와 같이 우수한 내찰상성 및 광학적 균일성 (휘도 불균일 및 간섭 불균일이 저감되어 있다) 을 갖는다. 한편, 반응성기를 갖는 불소계 레벨링제를 사용한 경우, 당해 불소계 레벨링제는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 2 기능층 중의 존재량이 매우 적다. 이와 같은 광학 필름은, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 제 2 기능층의 두께 정밀도가 나쁘다 (간섭 불균일이 강하다). 또한, 비교예 1 의 광학 필름은, 제 1 기능층과 제 2 기능층의 계면에 있어서의 불소계 레벨링제의 존재량이 많기 때문에 내찰상성이 나쁘다. 비교예 2 의 광학 필름은, 불소계 레벨링제가 제 1 기능층 및 제 2 기능층에서 편재되지 않고 분산되어 있는 것으로 생각된다. 그 결과, 제 1 기능층 및 제 2 기능층의 두께 정밀도가 나쁘고, 표 1 에 나타내는 바와 같이 광학 필름의 광학적 균일성이 낮다. 또, 비교예 2 의 광학 필름은, 불소계 레벨링제가 제 1 기능층과 제 2 기능층의 계면에 잔존하므로 내찰상성이 나쁘다.
산업상 이 용가능성
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 필름은, 액정 표시 장치의 시인측 부재, 액정 표시 장치의 백라이트용 부재, 조명 기구 (예를 들어, 유기 EL, LED) 용 확산 부재에 바람직하게 사용될 수 있다.
10 : 불소계 레벨링제
20 : 매트릭스
21 : 수지 성분
22 : 초미립자 성분
30 : 광 확산성 미립자
40 : 굴절률 변조 영역
100 : 광학 필름
110 : 기재 필름
120 : 제 1 기능층
130 : 제 2 기능층

Claims (10)

  1. 기재 필름의 일방의 면에 반응성기를 갖지 않는 불소계 레벨링제를 함유하는 제 1 도공액을 도공하여 제 1 기능층을 형성하는 제 1 도공 공정과,
    상기 제 1 기능층의 표면에 제 2 도공액을 도공하여 제 2 기능층을 형성하는 제 2 도공 공정을 포함하고,
    상기 불소계 레벨링제가,
    상기 제 2 도공액의 도포시에는 상기 제 1 기능층 표면에 편재되고, 상기 제 2 도공액의 도포 후에는 상기 제 2 도공액에 용출되어, 형성되는 제 2 기능층 표면에 편재되는, 광학 필름의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 불소계 레벨링제가 하기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 구성 단위, 하기 일반식 (Ⅱ) 로 나타내는 구성 단위 및 하기 일반식 (Ⅲ) 으로 나타내는 구성 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 구성 단위를 포함하는, 광학 필름의 제조 방법 :
    [화학식 1]
    Figure pct00004

    일반식 (Ⅰ) 에 있어서, m 은 1 ～ 10 의 정수이고, 일반식 (Ⅱ) 에 있어서, n 은 2 ～ 10 의 정수이다.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 불소계 레벨링제의 함유량이 상기 제 1 도공액 중의 전체 고형분에 대해 0.05 중량％ ～ 3 중량％ 인, 광학 필름의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기능층이 광 확산층인, 광학 필름의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 기능층이 반사 방지층인, 광학 필름의 제조 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 광 확산층이 매트릭스와 상기 매트릭스 중에 분산된 광 확산성 미립자를 갖고,
    상기 매트릭스와 상기 광 확산성 미립자의 계면 또는 그 근방에 굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화하는 굴절률 변조 영역이 형성되고, 또한 하기 식 (3) 및 (4) 를 만족시키는, 광학 필름의 제조 방법 :
    Δn ≥ 0.10 … (3)
    0.0006 ≤ Δn/L ≤ 0.01 … (4)
    여기서, Δn 은 매트릭스의 평균 굴절률 nM 과 광 확산성 미립자의 굴절률 nP 의 차이의 절대값 ｜nM － nP｜ 이고, L 은 굴절률 변조 영역의 평균 두께이다.
  7. 제 6 항에 있어서,
    nM ＞ nP 인, 광학 필름의 제조 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 광 확산층이 식 (5) 를 만족시키는, 광학 필름의 제조 방법 :
    0.01 ≤ L/rP ≤ 1.0 … (5)
    여기서, rP 는 상기 광 확산성 미립자의 반경이다.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스가 수지 성분 및 초미립자 성분을 함유하고, 상기 굴절률 변조 영역이 상기 매트릭스 중의 상기 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배에 의해 형성되어 있는, 광학 필름의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 확산층이 식 (1) 을 만족시키는, 광학 필름의 제조 방법 :
    ｜nP － nA｜ ＜ ｜nP － nB｜ … (1)
    여기서, nA 는 매트릭스의 수지 성분의 굴절률을 나타내고, nB 는 매트릭스의 초미립자 성분의 굴절률을 나타낸다.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160076504A (ko) * 2012-10-19 2016-06-30 삼성에스디아이 주식회사 수지막, 이를 포함하는 편광판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5781216B2 (ja) 2012-02-27 2015-09-16 三菱電機株式会社 スクリーン、光学素子及び表示装置
US20160084998A1 (en) * 2013-04-10 2016-03-24 Nitto Denko Corporation Light-diffusing element
US20140322486A1 (en) * 2013-04-30 2014-10-30 Shigeto Kobori Method for preparing modified silica film, coating liquid for the same and modified silica film prepared from the same
JP2014213318A (ja) * 2013-04-30 2014-11-17 チェイル インダストリーズインコーポレイテッド 改質シリカ膜の製造方法、塗工液、及び改質シリカ膜
KR102107563B1 (ko) * 2013-08-08 2020-05-08 삼성디스플레이 주식회사 광학 필름, 이를 포함하는 표시 장치 및 광학 필름의 제조 방법
EP3514580B1 (en) * 2016-10-25 2023-03-01 Daikin Industries, Ltd. Functional film
WO2020009083A1 (ja) * 2018-07-03 2020-01-09 株式会社ダイセル ペン入力デバイス用表面材及びペン入力デバイス

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4101339B2 (ja) * 1997-09-25 2008-06-18 大日本印刷株式会社 光拡散フィルム、その製造方法、拡散層付偏光板及び液晶表示装置
JP2003057415A (ja) * 2001-08-21 2003-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd 光拡散フィルム、その製造方法、偏光板および液晶表示装置
JP2003307728A (ja) * 2002-04-18 2003-10-31 Nitto Denko Corp 反射型液晶表示装置
JP2004038009A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶表示装置
JP4689297B2 (ja) * 2005-02-17 2011-05-25 大日本印刷株式会社 光拡散シート及び透過型スクリーン
JP2006227353A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Fuji Photo Film Co Ltd 塗膜、光学フィルム、反射防止フィルム、偏光板およびそれらを用いたディスプレイ装置
JP2006330705A (ja) 2005-04-28 2006-12-07 Fujifilm Holdings Corp 光拡散フィルム、反射防止フィルム、並びにそのような光拡散フィルムまたは反射防止フィルムを用いた偏光板及び画像表示装置
JP2007051203A (ja) * 2005-08-17 2007-03-01 Fujifilm Corp 含フッ素共重合体、該含フッ素共重合体を含有する皮膜形成用組成物、この皮膜形成用組成物を用いた反射防止フィルム、該反射防止フィルムを用いた偏光板、並びに該反射防止フィルム又は該偏光板を用いた画像表示装置
JP2007069471A (ja) * 2005-09-07 2007-03-22 Fujifilm Corp 光学フィルム、反射防止フィルム、偏光板および表示装置
JP5175468B2 (ja) * 2005-11-04 2013-04-03 富士フイルム株式会社 光学フィルム、偏光板および画像表示装置
WO2007099615A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Shimadzu Corporation 光学的測定の解析方法
WO2007108432A1 (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Mitsui Chemicals, Inc. 光学フィルムおよびその製造方法
JP2008026883A (ja) * 2006-06-19 2008-02-07 Fujifilm Corp 光学フィルム
TWI444649B (zh) * 2007-05-05 2014-07-11 Lg Display Co Ltd 光學膜及其製造方法
KR20080098466A (ko) * 2007-05-05 2008-11-10 엘지디스플레이 주식회사 광학필름과 이를 이용한 편광판 및 디스플레이 장치와 그제조방법
KR100951509B1 (ko) * 2007-05-16 2010-04-07 광 석 서 자외선 경화형 대전방지 코팅 조성물
JP5217744B2 (ja) * 2007-08-02 2013-06-19 大日本印刷株式会社 反射防止フィルム及び反射防止フィルムの製造方法
JP2009070814A (ja) * 2007-08-21 2009-04-02 Fujifilm Corp 散乱部材を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置
JP2009080256A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Dainippon Printing Co Ltd 防眩フィルム
JP2009180830A (ja) * 2008-01-29 2009-08-13 Nippon Zeon Co Ltd 輝度向上フィルム及び液晶表示装置
JP2009203364A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Sumitomo Chemical Co Ltd 硬化性樹脂組成物及び該組成物からなる保護膜
JP2009227930A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Mitsumura Printing Co Ltd カラーフィルター作製用インキ組成物
JP2009244383A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Fujifilm Corp 液晶表示装置
TWI394985B (zh) * 2008-05-07 2013-05-01 Ind Tech Res Inst 抗眩膜及其製造方法
JP5401891B2 (ja) * 2008-09-25 2014-01-29 Ｊｓｒ株式会社 光拡散粒子、その製造方法、光拡散粒子組成物、及び光拡散フィルム
JP2010079101A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Fujifilm Corp 光学フィルム、偏光板、及び画像表示装置
KR20080101830A (ko) * 2008-09-30 2008-11-21 광 석 서 자외선 경화형 대전방지 코팅 조성물
KR101653018B1 (ko) * 2008-12-30 2016-08-31 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 플루오로중합체성 다층 광학 필름 및 이를 제조하고 사용하는 방법
TW201027132A (en) * 2009-01-05 2010-07-16 Kolon Inc Light diffusion film
JP5238537B2 (ja) * 2009-02-06 2013-07-17 富士フイルム株式会社 反射防止ハードコートフィルムの製造方法、反射防止ハードコートフィルム、偏光板、及び画像表示装置
JP6275934B2 (ja) * 2010-09-17 2018-02-07 日東電工株式会社 光拡散素子、光拡散素子付偏光板、偏光素子、およびこれらを用いた液晶表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160076504A (ko) * 2012-10-19 2016-06-30 삼성에스디아이 주식회사 수지막, 이를 포함하는 편광판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

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