KR20190053844A - 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체 및 이것을 이용한 반사형 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

[과제] 소정의 관찰 위치(예를 들면, 화면 정면 방향)로부터 뿐만 아니라, 소정의 관찰 위치(예를 들면, 화면 정면 방향)로부터 약간 경사진 방향에서도 시인성을 저하시키지 않고 화상의 밝기의 변화를 줄여, 뛰어난 표시 특성을 가질 수 있는 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체 및 이것을 이용한 반사형 표시 장치를 제공한다.
[해결 수단]반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체는, 빛의 입사 각도에 의해 확산성이 변화하면서, 입사된 빛이 반사층에 의해서 반사되는 반사광을 적어도 투과시키는 광확산 필름 적층체로서, 상기 광확산 필름 적층체는, 상기 빛의 입사 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 이방성 광확산층과, 상기 이방성 광확산층의 일방의 면측에 마련된 등방성 광확산층을 적어도 구비하고 상기 이방성 광확산층은 그 내부에, 매트릭스 영역과, 복수의 주상 구조체로 이루어지는 주상 영역을 가지고, 상기 이방성 광확산층의 산란 중심축 각도가, 상기 이방성 광확산층 법선 방향에 대해서, -5°이상 ＋5°이하이며, 상기 반사광을 시인하는 측으로부터, 상기 이방성 광확산층, 상기 등방성 광확산층의 순서로 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체 및 이것을 이용한 반사형 표시 장치
본 발명은 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체 및 이것을 이용한 반사형 표시 장치에 관한 것이다.
최근 반사형 표시를 수행하는 표시 장치(이하 「반사형 표시 장치」라고 함)가 전자 서적 리더 등에 이용되고 있다. 여기서, 반사형 표시란, 외광을 반사해 화상을 표시하는 표시 방식이며, 예를 들면 콜레스테릭 액정을 이용한 표시 방식, 일렉트로웨팅을 이용한 표시 방식, 마이크로 캡슐의 전기 영동에 의한 표시 방식, 전자분(電子粉) 유체의 표시 방식 등이 있다.
반사형 표시 장치는, 백 라이트를 가지는 투과형 액정 표시 장치나, EL(Electro Luminescence) 디스플레이 등의 자발광형 표시 장치와 비교하면, 백 라이트를 가지지 않기 때문에 저소비 전력인 것이 최대의 특징이다. 또, 태양광 등의 강한 외광 하에서는 선명한 화상을 시인할 수 있는 한편으로, 실내 등의 한정된 외광 하에서는, 충분한 밝기를 얻기 어려워 시인성이 저하된다는 특징이 있다.
반사형 표시 장치에서는, 종래부터 외광을 반사하는 반사 부재의 금속 광택감을 경감하기 위한 등으로 표시 화면상에 확산층(확산 필름)을 마련하는 것이 일반적이다.
또한 이방성 산란층을 이용하고, 외광을 반사한 반사광을 한정된 방향으로 우선해 확산하여, 충분한 밝기를 얻는 것을 목적으로 한 반사형 표시 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1).
여기서, 반사형 표시 장치를 이용하는 이용자(관찰자)가, 반사형 표시 장치인, 예를 들면 태블릿 단말 등으로 화면을 보는 경우, 이용자(관찰자)의 자세에 맞추어 이용자(관찰자)와 태블릿 단말 등이 정대(正對)하는 형태로 보게 된다. 이 경우에는, 화면 정면 방향의 밝기를 충분히 하는 것이 바람직하다. 이때문에, 종래 기술에서는 반사형 표시 장치에 이방성 산란층을 이용함으로써 정반사 방향의 빛을 넓게 확산시켜 화면 정면 방향의 밝기를 높게 하고 있다.
일본 특개 2014-142502호 공보
그렇지만, 이용자(관찰자)는, 태블릿 단말 등을 항상, 또 엄밀하게 정대하는 것은 아니고, 그때 그때에 의해 이용자(관찰자)의 자세가 변화함으로써 화면을 약간 경사진 방향으로부터 보기도 한다.
즉, 소정의 관찰 위치(예를 들면 정면 방향)뿐만 아니라, 소정의 관찰 위치로부터 약간 경사진 방향(예를 들면 10°정도의 경사)에서도, 소정의 관찰 위치와, 동일한 정도의 밝기의 빛을 확산시키는 것이 바람직하지만, 종래의 반사형 표시 장치에 이용되어 온 확산층(확산 필름)이나 이방성 산란층에서는, 소정의 관찰 위치의 밝기가 특히 높아지는 구성이기 때문에, 이용자(관찰자)의 자세가 변화하는 등에 의해, 관찰 위치가 소정의 관찰 위치로부터 약간 경사진 방향으로 변화했을 때, 밝기의 저하를 느낀다(화면이 어두워진다)는 과제가 있다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 소정의 관찰 위치(예를 들면, 화면 정면 방향)로부터 뿐만 아니라, 소정의 관찰 위치(예를 들면, 화면 정면 방향)로부터 약간 경사진 방향에서도 시인성을 저하시키지 않고 화상의 밝기의 변화를 줄여, 뛰어난 표시 특성을 가질 수 있는 표시 품질이 뛰어난 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체 및 이것을 이용한 반사형 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체는, 빛의 입사 각도에 의해 확산성이 변화하면서, 입사된 빛이 반사층에 의해서 반사되는 반사광을 적어도 투과시키는 광확산 필름 적층체로서, 상기 광확산 필름 적층체는, 상기 빛의 입사 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 이방성 광확산층과, 상기 이방성 광확산층의 일방의 면측에 마련된 등방성 광확산층을 적어도 구비하고, 상기 이방성 광확산층은 그 내부에, 매트릭스 영역과, 복수의 주상(柱狀) 구조체로 이루어지는 주상 영역을 가지고, 상기 이방성 광확산층의 산란 중심축 각도가, 상기 이방성 광확산층의 법선 방향에 대해서, -5°이상 ＋5°이하이며, 상기 반사광을 시인하는 측으로부터, 상기 이방성 광확산층, 상기 등방성 광확산층의 순서로 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 소정의 관찰 위치(예를 들면, 화면 정면 방향)로부터 뿐만 아니라, 소정의 관찰 위치(예를 들면, 화면 정면 방향)로부터 약간 경사진 방향에서도 시인성을 저하시키지 않고 화상의 밝기의 변화를 줄여, 뛰어난 표시 특성을 가질 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 의한 필라 구조 및 루버 구조의 복수의 주상 구조체(주상 영역)를 가지는 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)의 구조와, 이들 이방성 광학 필름에 입사한 투과광의 양상의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 실시 형태에 의한 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)의 광확산성의 평가 방법을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 실시 형태에 의한 도 1에 나타낸 필라 구조 및 루버 구조의 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)에 대한 입사광 각도와 직선 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 실시 형태에 의한 확산 영역과 비확산 영역을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 실시 형태에 의한 이방성 광학 필름에서의 이방성 광확산층의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 실시 형태에 의한 이방성 광확산층에서의 산란 중심축을 설명하기 위한 3차원 극좌표 표시이다.
도 7은 본 실시 형태에 의한 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)과 등방성 광확산층의 배치 구성을 나타내는 설명도이다.
도 8은 실시예 1~4 및 비교예 3에서 얻어진 이방성 광학 필름의 광확산성을 평가한 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예 1~4 및 비교예 1~3에서 얻어진 광확산 필름 적층체 또는 이방성 광학 필름의 확산 반사광 강도의 측정 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에서 나타낸 측정 방법에 의해, 실시예 1~4에서 얻어진 광확산 필름 적층체의 확산 반사광 강도의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 도 9에서 나타낸 측정 방법에 의해, 비교예 1~3에서 얻어진 광확산 필름 적층체 또는 이방성 광학 필름의 확산 반사광 강도의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예 1에서 얻어진 광확산 필름 적층체에 대해서 광원의 각도를 변화시켜 측정한 확산 반사광 강도의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
이하에, 실시의 형태에 대해서 도면을 이용하여, 이하의 순서로 상세하게 설명한다.
0. 주된 용어의 정의
1. 이방성 광학 필름의 구조와 특성
1-1. 이방성 광학 필름의 기본적인 구조
1-2. 이방성 광학 필름의 특성
2. 이방성 광학 필름의 구성
2-1. 전체 구성
2-2. 이방성 광확산층(120)
2-2-1. 주상 구조체(123)
2-2-2. 주상 구조체(123)의 어스펙트비
2-2-3. 주상 구조체(123)의 평균 단경 및 평균 장경
2-2-4. 주상 구조체(123)가 형성되는 영역의 두께
2-3. 이방성 광학 필름(100)의 성질
2-3-1. 직선 투과율
2-3-2. 확산폭
2-3-3. 산란 중심축
2-3-4. 굴절률
2-3-5. 헤이즈값
3. 등방성 광확산층(200)
3-1. 수지 모재(母材)
3-2. 미립자, 다른 성분
3-3. 굴절률
3-4. 평균 입자 지름
3-5. 함유량
3-6. 헤이즈값
3-7. 전광선 투과율
4. 이방성 광학 필름(100)과 등방성 광확산층(200)의 배치 구성(광확산 필름 적층체(30))
5. 실시예
＜＜＜0. 주된 용어의 정의＞＞＞
여기서, 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)에 관해서, 주된 용어의 정의를 해 둔다.
「이방성 광학 필름」이란, 이방성 광확산층이 단층(1층만)인 경우, 이방성 광확산층이 2층 이상 적층되어 구성된 경우(이때, 이방성 광확산층 사이는 점착층 등을 개재하여 적층되어 있어도 된다) 등을 포함하는 것을 의미한다. 따라서, 예를 들면 이방성 광확산층이 단층인 경우에는, 단층의 이방성 광확산층이 이방성 광학 필름인 것을 의미한다.
「이방성 광학 필름」은 빛의 확산, 투과 및 확산 분포가, 빛의 입사 각도에 의해서 변화하는 입사광 각도 의존성을 가지는 이방성 및 지향성을 가지는 것이다(상세한 것은 후술함). 따라서, 입사광 각도 의존성이 없는 지향성 확산 필름, 등방성 확산 필름, 특정 방위(方位)로 배향하는 확산 필름과는 상이한 것이다.
「저굴절률 영역」과「고굴절률 영역」은 본 발명에 관한 이방성 광학 필름을 구성하는 재료의 국소적인 굴절률의 고저 차이에 의해 형성되는 영역이며, 타방(他方)에 비해 굴절률이 낮은지 높은지를 나타낸 상대적인 것이다. 이들 영역은 이방성 광학 필름을 형성하는 재료가 경화할 때에 형성된다.
「산란 중심축」이란, 이방성 광학 필름에 대한 입사광 각도를 변화시켰을 때에 광확산성이 그 입사광 각도를 경계로 대략 대칭성을 가지는 빛의 입사광 각도와 일치하는 방향을 의미한다. 「대략 대칭성을 가진다」라고 한 것은 산란 중심축이 필름의 법선 방향(필름의 막 두께 방향)에 대해서 기울기를 가지는 경우에는, 광확산성에 관한 광학 프로파일(후술함)이 엄밀하게는 대칭성을 가지지 않기 때문이다. 산란 중심축은 이방성 광학 필름의 단면의 기울기를 광학 현미경에 의해서 관찰하는 것이나, 이방성 광학 필름을 개재시킨 빛의 투영 형상을 입사광 각도를 변화시켜 관찰함으로써 확인할 수 있다.
또, 「직선 투과율」이란, 일반적으로, 이방성 광학 필름에 대해서 입사한 빛의 직선 투과성에 관해, 어떤 입사광 각도로부터 입사했을 때에, 직선 방향의 투과광량과, 입사한 빛의 광량의 비율이며, 하기 식으로 표시된다.
직선 투과율(%)=(직선 투과광량/입사광량)×100
또, 본 발명에서는, 「산란」과「확산」의 양자를 구별하지 않고 사용하고 있고, 양자는 동일한 의미를 나타낸다. 또한, 「광중합」 및 「광경화」의 의미를, 광중합성 화합물이 빛에 의해 중합 반응하는 것으로 하고, 양자를 동의어로 이용하는 것으로 한다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시의 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한 본 명세서 및 도면에서는, 동일한 부호가 붙은 구성 요소는, 실질적으로 동일한 구조 또는 기능을 가지는 것으로 한다.
＜＜＜1. 이방성 광학 필름의 구조와 특성＞＞＞
도 1~도 4를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 이방성 광학 필름에 대해서 설명하는 전제로서, 종래 기술에 관한 단층의 이방성 광학 필름(본 실시 형태에서 말하는 「이방성 광확산층」이 1층만인 경우의 이방성 광학 필름)의 구조와 특성에 대해서 설명한다.
도 1은 필라 구조 및 루버 구조의 복수의 주상 구조체(주상 영역)를 가지는 단층의 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)의 구조와, 이러한 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)에 입사한 투과광의 양상의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 2는, 이방성 광학 필름의 광확산성의 평가 방법을 나타내는 설명도이다. 도 3은 도 1에 나타낸 필라 구조 및 루버 구조의 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)에 대한 입사광 각도와 직선 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 4는, 확산 영역과 비확산 영역을 설명하기 위한 그래프이다.
＜＜1-1. 이방성 광학 필름의 기본적인 구조＞＞
이방성 광학 필름이란, 필름의 막 두께 방향(법선 방향)으로, 필름의 매트릭스 영역과는 굴절률이 상이한 영역이 형성된 필름이다. 굴절률이 상이한 영역의 형상은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 매트릭스 영역(11) 중에, 단경과 장경의 어스펙트비가 작은 주상(예를 들면, 막대 모양)으로 형성된 굴절률이 상이한 복수의 주상 구조체(13)(주상 영역)이 형성된 이방성 광학 필름(필라 구조의 이방성 광학 필름) (10)이나, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 매트릭스 영역(21) 중에, 어스펙트비가 큰 주상(예를 들면, 대략 판상)으로 형성된 굴절률이 상이한 복수의 주상 구조체(23)(주상 영역)가 형성된 이방성 광학 필름(루버 구조의 이방성 광학 필름)(20) 등이 있다.
＜＜1-2. 이방성 광학 필름의 특성＞＞
상술한 구조를 가지는 이방성 광학 필름은 해당 필름에 대한 입사광 각도에 의해 광확산성이 상이한 광확산 필름, 즉 입사광 각도 의존성을 가지는 광확산 필름이다. 이 이방성 광학 필름에 소정의 입사광 각도로 입사한 빛은 굴절률이 상이한 영역의 배향 방향(예를 들면, 필라 구조에서의 복수의 주상 구조체(13)의 연재(延在) 방향(배향 방향)이나 루버 구조에서의 복수의 주상 구조체(23)의 높이 방향(이방성 광학 필름의 막 두께 방향 또는 법선 방향))과 대략 평행인 경우에는 확산이 우선되고, 해당 방향에 평행이 아닌 경우에는 투과가 우선된다.
여기서, 도 2 및 3을 참조하면서, 이방성 광학 필름의 광확산성에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 여기에서는, 상술한 필라 구조의 이방성 광학 필름(10)과, 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)의 광확산성을 예로 들어 설명한다.
광확산성의 평가 방법은 이하와 같이 하여 수행한다. 우선, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이방성 광학 필름(10, 20)을, 광원(1)과 검출기(2)의 사이에 배치한다. 본 실시 형태에서는, 광원(1)으로부터의 조사광(I)이, 이방성 광학 필름(10, 20) 평면의 법선 방향으로부터 입사하는 경우를 입사광 각도 0°로 했다. 또, 이방성 광학 필름(10, 20)은 직선(V)을 중심으로 하여 임의로 회전시킬 수 있도록 배치되고, 광원(1) 및 검출기(2)는 고정되어 있다. 즉, 이 방법에 의하면, 광원(1)과 검출기(2)의 사이에 샘플(이방성 광학 필름(10, 20))을 배치해, 샘플 표면의 직선(V)을 중심축으로 하여 각도를 변화시키면서 샘플을 직진 투과해 검출기(2)에 들어가는 직선 투과율을 측정할 수 있다.
이방성 광학 필름(10, 20)을, 각각 도 1의 TD 방향(이방성 광학 필름의 폭 방향의 축)을 도 2에 나타내는 회전 중심의 직선(V)으로 선택한 경우에서의 광확산성을 평가하여, 얻어진 광확산성의 평가 결과를 도 3에 나타냈다. 도 3은 도 2에 나타내는 방법을 이용하여 측정한 도 1에 나타내는 이방성 광학 필름(10, 20)이 가지는 광확산성(광산란성)의 입사광 각도 의존성을 나타내는 것이다. 도 3의 세로축은 산란의 정도를 나타내는 지표인 직선 투과율(본 실시 형태에서는, 소정의 광량의 평행 광선을 입사시킬 때에, 입사 방향과 동일한 방향으로 출사된 평행 광선의 광량의 비율, 보다 구체적으로는, 직선 투과율=(이방성 광학 필름(10, 20)이 있는 경우의 검출기(2)의 검출광량(입사한 빛의 직선 방향의 투과광량)/이방성 광학 필름(10, 20)이 없는 경우의 검출기(2)의 검출광량(입사한 빛의 광량))×100을 나타내고, 가로축은 이방성 광학 필름(10, 20)에 대한 입사광 각도를 나타낸다. 도 3 중의 실선은 필라 구조의 이방성 광학 필름(10)의 광확산성을 나타내고, 파선은 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)의 광확산성을 나타내고 있다. 또한 입사광 각도의 정부(正負)는, 이방성 광학 필름(10, 20)을 회전시키는 방향이 반대인 것을 나타내고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 이방성 광학 필름(10, 20)은 입사광 각도에 의해서 직선 투과율이 변화하는 광확산성의 입사광 각도 의존성을 가지는 것이다. 여기서, 도 3과 같이 광확산성의 입사광 각도 의존성을 나타내는 곡선을 이하, 「광학 프로파일」이라고 칭한다. 광학 프로파일은 광확산성을 직접적으로 표현하고 있는 것은 아니지만, 직선 투과율이 저하됨으로써 반대로 확산 투과율이 증가(증대)하고 있다고 해석하면, 대체로 광확산성을 나타내고 있다고 말할 수 있다. 바꾸어 말하면, 직선 투과율이 저하될수록 입사한 빛의 확산 투과율이 증가하게 된다. 구체적으로, 이방성 광학 필름(10, 20)에서는, 주상 영역(13, 23)의 산란 중심축 방향의 입사광 각도를 0°로 하면, -20°~ ＋20°의 입사광 각도에서 일단 직선 투과율이 상대적으로 낮아, 최소치를 가지며, 그 입사광 각도(의 절대값)가 커짐에 따라 직선 투과율이 커져, -60°~ -30°또는 ＋30°~ ＋60°의 입사광 각도에서 직선 투과율이 최대치를 가지고, 곡형(谷型) 형상의 광학 프로파일을 나타낸다. 이와 같이, 이방성 광학 필름(10, 20)은 입사광이 산란 중심축 방향에 가까운 -20°~ ＋20°의 입사광 각도 범위에서는 강하게 확산되지만, 입사광 각도의 절대값이 그것보다도 큰 입사광 각도 범위에서는, 확산이 약해져 직선 투과율이 높아진다는 성질을 갖는다.
여기서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 어떤 각도 범위에서는, 빛의 확산이 우선되는 성질(광학 프로파일)을 가지고 있고, 다른 각도 범위에서는, 빛의 투과가 우선되는 성질(광학 프로파일)을 가지고 있는 성질을 「이방성」이라고 칭한다. 즉, 빛의 입사광 각도에 의존해 빛의 확산 및 투과가 변화하는 것을 의미하고 있다.
또, 빛의 확산 분포가, 확산 각도에 의해 상이한 성질을 「지향성」이라고 칭하지만, 본 발명의 경우, 빛의 확산 분포가, 확산 각도에 의해 상이할 뿐만 아니라, 빛의 입사광 각도에 의해서 변화하는 입사광 각도 의존성을 추가로 가진 확산 분포를 나타낸다. 즉, 빛의 확산, 투과 및 확산 분포가, 빛의 입사 각도에 의해서 변화하는 입사광 각도 의존성을 가지는 이방성 및 지향성을 가지는 것이다.
또, 이하 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율의 중간값의 직선 투과율에 대한 2개의 입사광 각도의 각도 범위를 확산 영역(이 확산 영역의 폭을 「확산폭」이라고 칭한다)으로 칭하고, 그 이외의 입사광 각도 범위를 비확산 영역(투과 영역)으로 칭한다.
여기서, 도 4를 참조하면서, 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)을 예로 들어 확산 영역과 비확산 영역에 대해서 설명한다. 도 4는, 도 3의 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)의 광학 프로파일을 나타낸 것이지만, 도 4에 나타내는 바와 같이, 최대 직선 투과율(도 4의 예에서는, 직선 투과율이 약 78%)과 최소 직선 투과율(도 4의 예에서는, 직선 투과율이 약 6%)의 중간값의 직선 투과율(도 4의 예에서는, 직선 투과율이 약 42%)에 대한 2개의 입사광 각도의 사이(도 4에 나타내는 광학 프로파일상의 2개의 흑점의 위치의 2개의 입사광 각도의 내측)의 입사광 각도 범위가 확산 영역(빛의 확산이 우선된다)이 되고, 그 이외(도 4에 나타내는 광학 프로파일상의 2개의 흑점의 위치의 2개의 입사광 각도의 외측)의 입사광 각도 범위가 비확산 영역(빛의 투과가 우선된다)이 된다.
필라 구조의 이방성 광학 필름(10)에서는, 도 1(a)의 투과광의 양상을 보면 알 수 있듯이, 투과광은 대략 원형상으로 되어 있고, MD 방향과 TD 방향에서 대략 동일한 광확산성을 나타내고 있다. 즉, 필라 구조의 이방성 광학 필름(10)에서는, 확산은 방위적으로 보면 등방성을 갖는다. 또, 도 3의 실선으로 나타내는 바와 같이, 입사광 각도를 바꾸어도 광확산성(특히, 비확산 영역과 확산 영역의 경계 부근에서의 광학 프로파일)의 변화가 비교적 완만하기 때문에, 밝기의 급격한 변화에 의한 위화감을 일으키지 않는다는 효과가 있다. 그렇지만, 이방성 광학 필름(10)에서는, 도 3의 파선으로 나타낸 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)의 광학 프로파일과 비교하면 이해할 수 있는 바와 같이, 비확산 영역에서의 직선 투과율이 낮기 때문에, 표시 특성(휘도나 콘트라스트 등)이 약간 저하되어 버린다는 문제도 있다. 또, 필라 구조의 이방성 광학 필름(10)은 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)과 비교하여, 확산 영역의 폭도 좁다는 문제도 있다. 또한, 필라 구조로 함으로써, 방위각에 의한 확산의 지향성은 없지만, 확산의 분포에 대해서는 지향성을 가지는 특성이 된다.
한편, 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)에서는, 도 1(b)의 투과광의 양상을 보면 알 수 있듯이, 투과광은 대략 침상으로 되어 있고, MD 방향과 TD 방향에서 광확산성이 크게 상이하다. 즉, 루버 구조의 이방성 광학 필름(20)에서는, 확산은 방위각에 의해서 크게 확산 특성이 상이한 지향성을 갖는다. 구체적으로는, 도 1(b)에 나타내는 예에서는, MD 방향에서는 필라 구조의 경우보다도 확산이 확대되고 있지만, TD 방향에서는 필라 구조의 경우보다도 확산이 좁아지고 있다. 또, 도 3의 파선으로 나타내는 바와 같이, 입사광 각도를 바꾸면, (본 실시 형태의 경우, TD 방향에서) 광확산성(특히, 비확산 영역과 확산 영역의 경계 부근에서의 광학 프로파일)의 변화가 극히 급준(急峻)하기 때문에, 이방성 광학 필름(20)을 표시 장치에 적용한 경우, 밝기의 급격한 변화가 되어 나타나고 위화감을 일으킬 우려가 있었다. 아울러, 루버 구조의 이방성 광학 필름은 빛의 간섭(무지개)이 생기기 쉽다는 문제도 있다. 그렇지만, 이방성 광학 필름(20)에서는, 비확산 영역에서의 직선 투과율이 높고, 표시 특성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. 특히, 우선되는 확산의 방위(도 1(b)에서는 MD 방향)을, 시야각을 넓히고 싶은 방향과 일치시킴으로써, 의도하는 특정 방향으로 시야각을 넓히는 것이 가능해진다.
＜＜＜2. 이방성 광학 필름의 구성＞＞＞
도 5를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)의 구성에 대해서 설명한다. 도 5는, 본 실시 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)에서의 이방성 광확산층(120)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 또한 이하에서는, 이방성 광학 필름(100)으로 한 경우, 간단히 이방성 광확산층(120)을 나타내는 경우가 있다.
＜＜2-1. 전체 구성＞＞
도 5에 나타내는 바와 같이, 이방성 광학 필름(100)은 입사광 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 이방성 광확산층(120)을 가지는 이방성 광학 필름이다.
이하, 이와 같은 이방성 광확산층(120)을 가지는 이방성 광학 필름(100)에 대해서 상술한다.
＜＜2-2. 이방성 광확산층(120)＞＞
이방성 광확산층(120)은 필라 구조(도 1(a)의 이방성 광학 필름(10)과 동일한 구성)을 가지고 있고, 입사광 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 광확산성을 가지고 있다. 또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 이방성 광확산층(120)은 광중합성 화합물을 포함하는 조성물의 경화물로 이루어지며, 매트릭스 영역(121)과, 해당 매트릭스 영역(121)과는 굴절률이 상이한 복수의 주상 구조체(123)(주상 영역)를 가지고 있다. 복수의 주상 구조체(123) 및 매트릭스 영역(121)은 불규칙한 분포나 형상을 가지지만, 이방성 광확산층(120)의 전면에 걸쳐서 형성됨으로써, 얻어지는 광학 특성(예를 들면, 직선 투과율 등)은 대략 동일해진다. 복수의 주상 구조체(123) 및 매트릭스 영역(121)이 불규칙한 분포나 형상을 가지기 때문에, 본 실시 형태에 관한 이방성 광확산층(120)은 빛의 간섭(무지개)이 발생하는 것이 적다. 이 주상 구조체(123)의 배향 방향(연재 방향)(P)은, 산란 중심축과 평행이 되도록 형성되어 있고, 이방성 광확산층(120)이 소망한 직선 투과율 및 확산성을 가지도록 적절히 정해져 있다. 또한 산란 중심축과 주상 영역의 배향 방향이 평행하다는 것은 굴절률의 법칙(Snell의 법칙)을 만족하는 것이면 되고, 엄밀하게 평행일 필요는 없다. Snell의 법칙은 굴절률 n1의 매질로부터 굴절률 n2의 매질의 계면에 대해서 빛이 입사하는 경우, 그 입사광 각도 θ1과 굴절각 θ2의 사이에, n1sinθ1=n2sinθ2의 관계가 성립하는 것이다. 예를 들면, n1=1(공기), n2=1.51(이방성 광학 필름)으로 하면, 입사광 각도가 30°인 경우, 주상 영역의 배향 방향(굴절각)은 약 19°가 되지만, 이와 같이 입사광 각도와 굴절각이 상이해도 Snell의 법칙을 만족하고 있으면, 본 실시 형태에서는 평행의 개념에 포함된다.
또한 본 실시 형태에서의 이방성 광확산층(120)으로서는, 주상 구조체(123)의 배향 방향이 필름의 막 두께 방향(법선 방향)과 대략 일치하고 있다. 이 경우의 대략 일치란, 법선 방향에 대해서 -5°이상 ＋5°이하에 연재하고 있는 것을 나타내고 있다. 이 경우, 이방성 광확산층(120)에서는, 입사광이 법선 방향으로부터 가까운 입사광 각도 범위(확산 영역)에서는 강하게 확산되지만, 그 이상의 입사광 각도 범위(비확산 영역)에서는 확산이 약해져 직선 투과율이 높아진다는 성질을 갖는다.
＜2-2-1. 주상 구조체(123)＞
본 실시 형태에 관한 주상 구조체(123)는 매트릭스 영역(121) 중에, 복수의 주상의 구조체로서 마련되어 있고, 각각의 주상 구조체(123)는 각각 배향 방향이 산란 중심축과 평행이 되도록 형성된 것이다. 따라서, 동일한 이방성 광확산층(120)에서의 복수의 주상 구조체(123)는 서로 평행이 되도록 형성되어 있다.
매트릭스 영역(121)의 굴절률은 주상 영역의 굴절률과 상이하면 되지만, 굴절률이 어느 정도 상이할지는 특별히 한정되지 않고, 상대적인 것이다. 매트릭스 영역(121)의 굴절률이 주상 영역의 굴절률보다도 낮은 경우, 매트릭스 영역(121)은 저굴절률 영역이 된다. 반대로, 매트릭스 영역(121)의 굴절률이 주상 영역의 굴절률보다도 높은 경우, 매트릭스 영역(121)은 고굴절률 영역이 된다.
주상 구조체(123)의 배향 방향에 수직인 단면 형상은 도 5에 나타내는 바와 같이, 단경(SA)과 장경(LA)을 갖는다. 주상 구조체(123)의 단면 형상은 후술하는 어스펙트비의 범위(2 미만)를 만족하는 것이 적합하다. 예를 들면, 도 5에서는, 주상 구조체(123)의 단면 형상을 원형상으로 나타내고 있지만, 주상 구조체(123)의 단면 형상은 원형상으로 한정되는 것이 아니고, 타원형상, 다각형상, 부정형상, 이들이 섞여있는 것 등, 특별히 한정되는 것은 아니다.
＜2-2-2. 주상 구조체(123)의 어스펙트비＞
복수의 주상 구조체(123)는 단경(SA)의 평균값(평균 단경)과 평균 장경(LA)의 평균값(평균 장경)의 어스펙트비(=평균 장경/평균 단경)가 2 미만인 것이 적합하고, 1.5 미만인 것이 보다 적합하며, 1.2 미만인 것이 더욱 적합하다.
본 실시 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)은 복수의 주상 구조체(123)의 평균 단경과 평균 장경의 어스펙트비를 모두 상기 적합 범위로 함으로써, 보다 높은 레벨로 각종 특성을 균형있게 가지는 이방성 광학 필름으로 할 수 있다.
＜2-2-3. 주상 구조체(123)의 평균 단경 및 평균 장경＞
또, 복수의 주상 구조체(123)의 단경(SA)의 평균값(평균 단경)은 0.5μm 이상인 것이 적합하고, 1.0μm 이상인 것이 보다 적합하며, 1.5μm 이상인 것이 더욱 적합하다. 한편, 복수의 주상 구조체(123)의 단경(SA)의 평균값(평균 단경)은 5.0μm 이하인 것이 적합하고, 4.0μm 이하인 것이 보다 적합하며, 3.0μm 이하인 것이 더욱 적합하다. 이들 복수의 주상 구조체(123)의 평균 단경의 하한값 및 상한값은, 적절히 조합할 수 있다.
또한, 복수의 주상 구조체(123)의 장경(LA)의 평균값(평균 장경)은 0.5μm 이상인 것이 적합하고, 1.0μm 이상인 것이 보다 적합하며, 1.5μm 이상인 것이 더욱 적합하다. 한편, 복수의 주상 구조체(123)의 장경(LA)의 평균값(평균 장경)은 8.0μm 이하인 것이 적합하고, 5.0μm 이하인 것이 보다 적합하며, 3.0μm 이하인 것이 더욱 적합하다. 이들 복수의 주상 구조체(123)의 평균 장경의 하한값 및 상한값은, 적절히 조합할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)은 복수의 주상 구조체(123)의 평균 단경 및 평균 장경을 모두 상기 적합 범위로 함으로써, 보다 높은 레벨로 각종 특성을 균형있게 가지는 이방성 광학 필름으로 할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서의 복수의 주상 구조체(123)의, 단경(SA)의 평균값(평균 단경) 및 장경(LA)의 평균값(평균 장경)은, 이방성 광확산층(120)의 표면을 현미경으로 관찰해, 임의로 선택한 100개의 주상 구조체(123)의 단경(SA), 장경(LA)을 계측하고, 이들의 평균값을 구하면 된다. 또, 주상 구조체의 어스펙트비로서는, 상기에서 구한 장경(LA)의 평균값(평균 장경)을 단경(SA)의 평균값(평균 단경)으로 나눈 값을 이용한다.
＜2-2-4. 주상 구조체(123)가 형성되는 영역의 두께＞
복수의 주상 구조체(123)의 두께(T)는, 10μm~200μm인 것이 적합하고, 20μm 이상 100μm 미만인 것이 보다 적합하며, 20μm 이상 50μm 미만인 것이 더욱 적합하다. 두께(T)가 200μm를 넘는 경우, 재료비가 더 소요될 뿐만 아니라, UV 조사에 소요되는 비용도 늘어나기 때문에, 코스트가 소요될 뿐만 아니라, 두께(T) 방향에서의 확산성 증가에 의해, 화상 보케(bokeh)나 콘트라스트 저하가 일어나기 쉬워진다. 또, 두께(T)가 10μm 미만인 경우, 빛의 확산성 및 집광성을 충분한 것으로 하는 것이 어려운 경우가 있다. 본 발명에서는, 두께(T)를 상기 규정 범위 내로 함으로써, 코스트의 문제를 줄여, 빛의 확산성 및 집광성이 뛰어나고, 또한 두께(T) 방향에서의 광확산성 저하에 의해, 화상 보케가 발생하기 어려워져, 콘트라스트도 향상시킬 수 있다.
＜＜2-3. 이방성 광학 필름(100)의 성질＞＞
상술한 바와 같이, 이방성 광학 필름(100)은 이방성 광확산층(120)을 갖는다. 보다 구체적으로는, 이방성 광확산층(120)은 필라 구조(적합하게는 어스펙트비가 2 미만인 주상 영역을 가지는 영역)를 갖는다. 이하, 이와 같은 이방성 광학 필름(100)의 성질에 관해서 설명한다.
＜2-3-1. 직선 투과율＞
여기서, 직선 투과율이 최대가 되는 입사광 각도에서 이방성 광학 필름(100)(이방성 광확산층(120))에 입사한 빛의 직선 투과율을 「최대 직선 투과율」이라고 정의하면, 이방성 광학 필름(100)(이방성 광확산층(120))은 최대 직선 투과율이 15% 이상 90% 미만이며, 20% 이상 90% 미만인 것이 적합하고, 30% 이상 90% 미만인 것이 보다 적합하며, 50% 이상 90% 미만인 것이 더욱 적합하고, 70% 이상 90% 미만인 것이 특히 적합하다.
또한 직선 투과율이 최소가 되는 입사광 각도로 이방성 광확산층(120)에 입사한 빛의 직선 투과율을 「최소 직선 투과율」이라고 정의할 수 있다. 또한 최소 직선 투과율은 10% 이하인 것이 적합하다.
이방성 광학 필름(100)의 최대 직선 투과율을 상기 범위로 함으로써, 적당한 이방성으로 할 수 있기 때문에, 이방성 광학 필름(100)의 적용 범위를 넓게 할 수 있다. 예를 들면, 표시 장치에 이방성 광학 필름(100)을 사용하는 경우, 이방성이 너무 강하면, MD 방향으로의 빛의 확산·집광성이 극히 뛰어나지만, TD 방향으로의 빛의 확산·집광성이 불충분해지기 쉬운 문제가 있다. 본 실시 형태에 관한 이방성 광학 필름(100)은 상기의 최대 직선 투과율을 가짐으로써, MD 방향으로의 뛰어난 빛의 확산·집광성을 유지한 다음, TD 방향으로의 빛의 확산·집광성을 충분히 구비하는 것이다.
여기서, 직선 투과광량 및 직선 투과율은 상술한, 도 2에 나타내는 방법에 따라 측정할 수 있다. 즉, 도 2에 나타내는 직선(V)과, 도 5에 나타내는 C-C축을 일치시키도록 하고, 입사광 각도마다 직선 투과광량 및 직선 투과율을 측정한다(법선 방향을 0°로 함). 얻어진 데이터로부터 광학 프로파일이 얻어지고, 이 광학 프로파일로부터 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율을 구할 수 있다.
또, 이방성 광학 필름(100)(이방성 광확산층(120))에서의 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율은 제조시의 설계 파라미터에 의해서 조정할 수 있다. 파라미터의 예로서는, 도막의 조성, 도막의 막 두께, 구조 형성시에 부여하는 도막에 대한 온도 등을 들 수 있다. 도막의 조성은 구성 성분을 적절히 선택해 조합함으로써, 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율은 변화한다. 설계 파라미터에서는, 막 두께가 두꺼울수록 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율은 낮아지기 쉽고, 얇을수록 높아지기 쉽다. 온도가 높을수록 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율은 낮아지기 쉽고, 낮을수록 높아지기 쉽다. 이들 파라미터의 조합에 의해, 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율의 각각을 적절히 조절하는 것이 가능하다.
＜2-3-2. 확산폭＞
상기 방법에 의해, 이방성 광학 필름(100)의 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율을 구하여 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율의 중간값의 직선 투과율을 구한다. 이 중간값의 직선 투과율에 대한 2개의 입사광 각도를 판독한다. 광학 프로파일에서는, 법선 방향을 0°로 하고, 입사광 각도를 마이너스 방향 및 플러스 방향으로 나타내 보이고 있다. 따라서, 입사광 각도 및 교점에 대응하는 입사광 각도는 마이너스의 값을 가지는 경우가 있다. 2개의 교점의 값이 플러스의 입사광 각도값과, 마이너스의 입사광 각도값을 가지는 것이면, 마이너스의 입사광 각도값의 절대값과 플러스의 입사광 각도값의 합이 입사광의 확산 영역의 각도 범위인, 확산폭이 된다. 2개의 교점의 값이 모두 플러스인 경우, 보다 큰 값으로부터 보다 작은 값을 뺀 차이가 입사광 각도의 각도 범위인 확산폭이 된다. 2개의 교점의 값이 모두 마이너스인 경우, 각각의 절대값을 취하고, 보다 큰 값으로부터 보다 작은 값을 뺀 차이가 입사광 각도의 각도 범위인 확산폭이 된다.
＜2-3-3. 산란 중심축＞
다음에, 도 6을 참조하면서, 이방성 광확산층에서의 산란 중심축(P)에 대해서 설명한다. 도 6은 이방성 광확산층(120)에서의 산란 중심축(P)을 설명하기 위한 3차원 극좌표 표시이다.
이방성 광확산층은 적어도 1개의 산란 중심축을 가지지만, 이 산란 중심축은 상술한 바와 같이, 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)에 대한 입사광 각도를 변화시켰을 때에 광확산성이 그 입사광 각도를 경계로 대략 대칭성을 가지는 빛의 입사광 각도와 일치하는 방향을 의미한다. 또한 이때의 입사광 각도(산란 중심축 각도)는, 이방성 광확산층의 광학 프로파일을 측정하고, 이 광학 프로파일에서의 확산 영역의 중앙부, 혹은 이방성 광확산층의 평면에 수직인 방향(막 두께 방향)을 법선 방향으로 했을 때, 이방성 광확산층 단면 형상에서의 주상 구조체 경사 각도를, 광학 현미경에 의해 관찰함으로써 얻어진다. 또한 본 발명에서, 산란 중심축 각도와 주상 구조체 경사 각도는 동의인 것으로 한다.
구체적으로는, 상기 산란 중심축은 도 6에 나타내는 3차원 극좌표 표시에 의하면, 이방성 광확산층(120)의 표면을 xy 평면으로 하고, 법선을 z 축으로 하면, 극각(θ)과 방위각(φ)에 의해서 표현할 수 있다. 즉, 도 6 중의 Pxy가, 상기 이방성 광확산층의 표면에 투영한 산란 중심축의 길이 방향이라고 할 수 있다.
또, 주상 구조체(123)의 산란 중심축(P)의 극각(θ)(즉, 산란 중심축 각도)은 -5°~ ＋5°인 것이 적합하고, -3°~ ＋3°인 것이 보다 적합하다. 물론, 가장 적합한 것은 ±0°이다. 산란 중심축 각도가 ＋5°보다 큰, 혹은 -5°미만에서는, 반사 표시 장치 정면 방향의 밝기를 충분히 향상시킬 수 없다.
＜2-3-4. 굴절률＞
이방성 광확산층(120)은 광중합성 화합물을 포함하는 조성물을 경화한 것이지만, 이 조성물로서는, 다음과 같은 조합이 사용 가능하다.
(1) 단독의 광중합성 화합물을 사용하는 것
(2) 복수의 광중합성 화합물을 혼합 사용하는 것
(3) 단독 또는 복수의 광중합성 화합물과, 광중합성을 가지지 않는 고분자 화합물을 혼합하여 사용하는 것
상기 어느 조합에서도, 광조사에 의해 이방성 광확산층(120) 중에, 굴절률이 상이한 미크론 오더의 미세한 구조가 형성된다고 추측되고 있고, 이것에 의해, 본 실시 형태에 나타내는 특이한 이방성 광확산 특성이 발현될 것이라고 생각된다. 따라서, 상기 (1)에서는, 광중합의 전후에서의 굴절률 변화가 큰 쪽이 적합하고, 또 (2), (3)에서는 굴절률이 상이한 복수의 재료를 조합하는 것이 적합하다. 또한 여기서의 굴절률 변화나 굴절률의 차이란, 적합하게는, 0.01 이상, 보다 적합하게는 0.05 이상, 더욱 적합하게는 0.10 이상의 변화나 차이를 나타내는 것이다.
여기서, 매트릭스 영역(121)의 굴절률이 주상 구조체(123)의 굴절률보다도 높은 경우, 매트릭스 영역(121)은 고굴절률 영역이 되고, 주상 구조체(123)가 저굴절률 영역이 된다. 매트릭스 영역(121)(고굴절률 영역)과 복수의 주상 구조체(123)(저굴절률 영역)의 굴절률의 차이는, 예를 들면 0.01~0.20의 범위인 것이 적합하고, 0.03~0.20의 범위인 것이 보다 적합하며, 0.05~0.15가 더욱 적합하다. 굴절률의 차이가 0.01 미만이면 충분한 이방 산란성을 발현하지 못하고, 반대로 0.20을 넘으면 빛의 간섭(무지개)이 발생해, 시인성이 저하되기 때문에 모두 적합하지 않다.
＜2-3-5. 헤이즈값＞
이방성 광확산층(120)의 헤이즈값은 적합하게는 60% 이상, 보다 적합하게는 80% 이상, 더욱 적합하게는 90% 이상이다. 또, 특히 적합하게는 98% 미만이다. 여기서, 헤이즈값(Hz,%)은 JIS K7105에 준거해, 확산 투과율(%) 및 전광선 투과율(%)을 측정해, 다음 식으로 산출된 값이다. Hz(%)=(확산 투과율/전광선 투과율)×100
＜＜＜3. 등방성 광확산층(200)＞＞＞
등방성 광확산층(200)(예를 들면, 도 7)은 광투과성을 가지는 수지를 모재로 하고, 모재와의 굴절률 차이에 의해 빛을 확산하는 미립자를 함유하는 층이다. 이 등방성 광확산층(200)은 빛의 입사 각도에 의하지 않고 빛을 확산해, 확산성에 방향성을 가지지 않는다. 보다 구체적으로는, 빛이 등방성 광확산층(200)에 의해서 확산된 경우에, 확산된 빛(출사광)에서의 등방성 광확산층(200)과 평행한 면 내에서의, 그 빛의 확산 상태(확산광의 확대의 형상)가, 동면(同面) 내에서의 방향에 의해서 변화하지 않는 성질을 갖는다.
＜＜3-1. 수지 모재＞＞
등방성 광확산층(200)을 구성하는 수지로서는, 종래부터 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 폴리우레탄계 수지, 실리콘계 수지 등이 알려져 있지만, 광학적 투명성이 높은 점, 가공성이 양호한 점, 비교적 저렴한 점 등으로부터, 아크릴계 수지가 특히 적합하다. 또한 등방성 광확산층(200)을 다른 부재(예를 들면, 반사형 표시 장치)와 라미네이트하기 쉽게, 수지에 점착성을 부여해도 된다. 이 경우, 아크릴계 수지로 이루어지는 점착제가, 본 실시 형태에서는 적합하게 이용된다.
＜＜3-2. 미립자, 다른 성분＞＞
또, 수지 중에 혼합·분산되는 미립자로서는, 모재가 되는 수지와의 굴절률이 상이하여, 투과광의 착색을 막기 위해서 무색 또는 백색의 미립자가 적합하고, 예를 들면 무기 미립자, 백색 안료나 수지 미립자 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 실리카 미립자, 알루미나 미립자, 지르코늄 미립자, 실리콘 미립자, 아크릴 수지 미립자, 폴리스티렌 수지 미립자, 스티렌-아크릴 공중합체 수지 미립자, 폴리에틸렌 수지 미립자, 에폭시 수지 미립자 등을 들 수 있다. 또한 수지 중에는, 필요에 따라 금속 킬레이트계, 이소시아네이트계, 에폭시계 등의 가교제를 1종 혹은 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.
또한 등방성 광확산층(200)을 형성하기 위한 다른 성분으로서, 광개시제, 열경화 개시제 등의 개시제, 용매 외에, 필요에 따라 증점제, 계면활성제, 분산제, 가소제, 레벨링제 등을 첨가할 수 있다.
＜＜3-3. 굴절률＞＞
모재가 되는 수지의 굴절률(JIS K-7142에 의한 B법)과 미립자의 굴절률의 차이는, 0.01~0.30의 범위인 것이 적합하고, 특히 0.02~0.20의 범위인 것이 보다 적합하다.
본 실시 형태에서는, 아크릴계 점착제의 굴절률(고굴절률 영역)과 실리콘 수지 미립자(저굴절률 영역)를 이용하는 것이 적합하다. 실리콘 수지 미립자의 굴절률은 1.40~1.45이며, 아크릴계 점착제의 굴절률인 1.45~1.55보다도 약간 낮은 굴절률을 가지고 있고, 이때문에 다른 재료와 비교해서 광투과율이 높고, 후방 산란이나 편광 해소도 적어, 반사형 표시 장치에 적용하는데 우수하다.
＜＜3-4. 평균 입자 지름＞＞
미립자의 평균 입자 지름은 적합하게는 0.1~20μm, 보다 적합하게는 1~10μm이다. 평균 입자 지름이 0.1μm 미만에서는, 광확산 성능이 낮고, 광반사판의 금속 광택이 보이기 때문에 페이퍼 화이트성을 얻을 수 없게 된다. 한편, 평균 입자 지름이 20μm를 넘으면, 입자가 너무 엉성해서 화면의 배경에 이지(梨地) 모양이나 눈부심이 보이고 콘트라스트가 저하되게 된다. 여기서 말하는 평균 입자 지름은 쿨터 카운터법에 의해 측정되는 것이다.
＜＜3-5. 함유량＞＞
등방성 광확산층(200) 중의 미립자의 함유량은 적합하게는 5.0~50.0 중량%, 보다 적합하게는 7.5~45 중량%이다. 함유량이 5.0 중량% 미만에서는, 광확산성이 저하되고, 또 50.0 중량%를 넘으면, 등방성 광확산층(200) 중에 미립자를 균일 분산하는 것이 어려워져, 광확산성 등의 광학 특성이 저하된다.
＜＜3-6. 헤이즈값＞＞
등방성 광확산층(200)의 헤이즈값은 40% 이상인 것이 적합하다. 이것은 헤이즈값이 40% 미만이면, 후술하는 반사형 표시 장치에 페이퍼 화이트의 지기(地肌)를 부여할 수 없기 때문이다. 등방성 광확산층(200)의 헤이즈값은 보다 적합하게는 50% 이상이다. 또한, 헤이즈값의 적합한 상한값은 80% 미만이다. 여기서, 헤이즈값(Hz, %)은 JIS K7105에 준거해, 확산 투과율(%) 및 전광선 투과율(%)을 측정해, 다음 식으로 산출된 값이다. Hz(%)=(확산 투과율/전광선 투과율)×100
＜＜3-7. 전광선 투과율＞＞
등방성 광확산층(200)의 전광선 투과율은 85% 이상인 것이 적합하다. 전광선 투과율이 85% 미만에서는, 후술하는 반사형 표시 장치의 화면이 어둡고, 또 화상 콘트라스트가 저하될 우려가 있다. 등방성 광확산층(200)의 전광선 투과율은 보다 적합하게는 90% 이상이다.
등방성 광확산층(200)의 두께는, 5μm~100μm인 것이 적합하고, 10μm 이상 50μm 미만인 것이 보다 적합하며, 10μm 이상 25μm 미만인 것이 더욱 적합하다.
＜＜＜4. 이방성 광학 필름(100)과, 등방성 광확산층(200)의 배치 구성(광확산 필름 적층체(30))＞＞＞
도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 광확산 필름 적층체(30)는 상술한 이방성 광학 필름(100)과, 등방성 광확산층(200)이 적층된 이방성 광학 필름(적층체)이다. 광확산 필름 적층체(30)는 태양 등의 외광이 입사되는 면 혹은 시인자의 시인측(외표면측)에 이방성 광학 필름(100)이 배치되고, 이방성 광학 필름(100)의 이면(裏面)(시인측과 반대의 일면)에 등방성 광확산층(200)이 배치되는 것이 적합하다. 이와 같은 배치로 함으로써, 이방성 광학 필름(100)의 이방성을 유효하게 작용시키는 것이 가능하고, 소정의 관찰 위치(예를 들면, 화면 정면 방향)로부터 뿐만 아니라, 소정의 관찰 위치(예를 들면, 화면 정면 방향)로부터 약간 경사진 방향에서도 시인성을 저하시키지 않고 화상의 밝기의 변화를 줄여, 뛰어난 표시 특성을 가질 수 있다.
본 실시 형태에서 사용되는 이방성 광학 필름(100)은, 예를 들면 필라 구조의 이방성 광학 필름(100)이다. 다만, 본 발명에서의 필라 구조란, 예를 들면 필라 구조와 루버 구조의 중간의 어스펙트비(2~40)의 주상 구조체를 가지는 이방성 광확산층을 포함하는 것으로 한다. 등방성 광확산층(200)은 모재가 되는 수지와 굴절률이 상이한 미립자를 이용하는 것이 특징이며, 빛의 입사 각도에 의존하지 않는 확산성을 가짐으로써, 이방성 광학 필름(100)의 확산 기능을 보충하는 것이 가능해진다. 여기서, 광확산 필름 적층체(30)에 입사되는 빛은 태양광이나 실내 등의 외광을 의미하고, 스크린에 광화상을 투영하는 투광기로부터의 빛은 포함하지 않는다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 이방성 광학 필름(100)은 1개의 산란 중심축(P)을 가지고, 이 산란 중심축(P)이 이방성 광학 필름(100)의 법선 방향(S)(필름의 막 두께 방향)에 대해서 -5°이상 ＋5°이하의 범위인 것이 적합하다. 또한 산란 중심축(P)(이 방향의 입사광 각도를 0°로 함)과 법선 방향(S)이 일치하고 있는 경우에는, 이방성 광학 필름(100)의 복수의 주상 구조체(123)의 배향 방향(연재 방향)은 산란 중심축(P) 및 법선 방향(S)과 평행이 되도록 형성되어 있게 된다.
이방성 광학 필름(100)의 두께와, 등방성 광확산층(200)의 두께의 비는, 1:1~10:1인 것이 적합하고, 1:1~5:1인 것이 보다 적합하며, 1:1~2:1인 것이 더욱 적합하다.
또한 이방성 광학 필름(100)의 외표면측에는, 예를 들면 점착제를 개재하여 PET 필름 등을 적층해도 된다.
이와 같이, 이방성 광학 필름(100)과, 등방성 광확산층(200)이 적층된 광확산 필름 적층체(30), 보다 구체적으로는, 태양 등의 외광이 입사되는 면 혹은 시인자의 시인측(외표면측)에 이방성 광학 필름(100)이 배치되고, 이방성 광학 필름(100)의 이면(시인측과 반대의 일면)에 등방성 광확산층(200)이 배치된 광확산 필름 적층체(30)를, 도시하지 않은 반사 부재(예를 들면, 반사 필름, 반사판 등의 빛을 반사하는 미러)를 가지는, 예를 들면 반사형 표시 장치에 적용함으로써, 외광의 입사 및 반사광의 출사시의, 이방성 광학 필름(100)의 이방성 효과의 저해를 최소한으로 하는 것이 가능해져, 반사형 표시 장치의 화면 정면 방향 및 화면 정면으로부터 약간 경사진 방향의 시인성을 저하시키지 않고 화상의 밝기의 변화를 줄일 수 있다.
보다 구체적으로는, 이방성 광학 필름(100)은 상술한 바와 같이 확산 영역에서는 빛의 확산이 우선하고, 비확산 영역에서는 빛의 투과가 우선한다는 성질을 갖는다.
여기서, 이방성 광학 필름(100)의 법선 방향(필름의 막 두께 방향)에 대한 산란 중심축 각도를 ＋15°, 이방성 광학 필름(100)의 법선 방향에 대한 태양 등의 외광의 입사광 각도를 -30°로 한다. 이 경우, 입사광 각도는 산란 중심축 각도와의 차이가 크고, 비확산 영역이 되기 때문에, 이방성 광학 필름(100) 내에서는 거의 확산되지 않고 빛의 투과가 우선되어 반사형 표시 장치 내의 반사 부재인 반사층으로 도달해(혹은 등방성 광확산층 내에서 확산된 후에 반사형 표시 장치 내의 반사층으로 도달해), 반사층에 의해서 정반사되게 된다.
정반사한 반사광은 이방성 광학 필름(100)의 입사광이 입사한 면과는 반대면(이방성 광학 필름(100) 이면)으로부터 입사하게 되지만(구성에 따라서는 등방성 광확산층을 경유한 후), 이방성 광학 필름(100)에 대한 반사광의 입사광 각도가, 산란 중심축 각도와의 차이가 작은 확산 영역인 경우(예를 들면 이방성 광학 필름(100)의 법선 방향에 대해서, ＋30°), 이방성 광학 필름(100) 내에서 강하게 확산된다.
즉, 이방성 광학 필름(100)은 입사광을 소정의 범위에만 확산시키기 때문에, 일정한 밝기를 유지(예를 들면 광확산 필름 적층체(30)의 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상인 산란 각도 영역을 -10°이상, ＋10°이하 등의 소정의 각도로)할 수 있다.
등방성 광확산층(200)은 상술한 바와 같이, 빛을 확산하는 확산성을 가지는 미립자를 이용하고 있고, 빛의 입사 각도에 의하지 않고 빛을 확산해, 확산성에 방향성을 가지지 않는 성질(등방성)을 갖는다. 이때문에, 등방성 광확산층(200)에 의해서, 빛을 등방적으로 확산함으로써, 확산 범위를 넓혀, 정면 방향으로부터 벗어난 경사 방향의 시인성을 저하시키지 않게 할 수 있다.
그 결과, 광확산 필름 적층체(30)는 입사광을 소정의 범위에만 확산시키기 때문에, 일정한 밝기를 유지할 수 있어 소정의 관찰 위치로부터 멀어진 위치(예를 들면 화면 정면으로부터 벗어난 경사 방향)에서도, 시인성을 저하시키지 않게 할 수 있다.
＜＜＜반사형 표시 장치＞＞＞
본 실시 형태에 이용되는 반사형 표시 장치는, 반사형의 기능을 가지고 있으면, 특별히 한정되지 않는다. 구체적인 표시 방식의 예로서는, 전자 분립체 방식, 액정 방식(콜레스테릭 액정, 쌍안정 네마틱 액정, 화소 메모리 액정 등), 일렉트로웨팅 방식, 일렉트로크로믹 방식, 전기 영동 방식(마이크로 캡슐 등) 등 공지의 기술을 이용한 반사형 표시 장치를 적용할 수 있다.
여기서 본 발명인 광확산 필름 적층체(30)의 반사형 표시 장치에서의 적층 개소이지만, 반사형 표시 장치에서의, 외광 입사면측(시인자의 시인측, 반사광을 시인하는 측)에서, 각 표시 방식에서의 화상 형성부(예를 들면 전기 영동 방식이면 마이크로 캡슐 개소, 전자 분립체 방식이면 전자 분립체 봉입 개소, 일렉트로웨팅 방식이면 물 및 유막 봉입 개소, 액정 방식이면 액정층 등을 나타냄)보다도 앞쪽(手前側)이 되는, 평면상 기재 표면(외광 입사면측) 상에 적층한다.
여기서 평면상 기재란, 구체적으로는, 유리, 수지 성형체, 필름 등이다.
본 발명의 광확산 필름 적층체(30)는 평면상 기재 표면상(시인자의 시인측, 반사광을 시인하는 측)에, 본 발명의 광확산 필름 적층체(30)를 적층한다. 이때, 반사형 표시 장치의 평면상 기재 표면상에, 광확산 필름 적층체(30)의 이방성 광학 필름(100)과, 등방성 광확산층(200)의 어느 쪽을 적층시킬지는, 한정되지 않지만, 외광 입사면측(시인자의 시인측, 반사광을 시인하는 측)이, 광확산 필름 적층체(30)에서의 이방성 광학 필름(100)이 되고, 반사형 표시 장치의 화상 형성부측이 등방성 광확산층(200)이 되도록 평면상 기재 표면상에 적층하는 것이 적합하다.
반사형 표시 장치의 화상 형성부측이 등방성 광확산층(200)이 되도록 평면상 기재 표면상에 적층할 때, 등방성 광확산층이 점착제이면, 등방성 광확산층(200)을 개재하여 적층하면 된다.
한편, 반사형 표시 장치의 화상 형성부측이 이방성 광학 필름(100)이 되도록 평면상 기재 표면상에 적층한다면, 투명성을 가지는 공지 기술의 점착제를 개재하여 적층하면 된다.
＜＜＜5. 실시예＞＞＞
다음에, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해, 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해서 한정되는 것은 아니다.
이하의 방법에 따라서, 본 발명의 광확산 필름 적층체(이방성 광학 필름 및 등방성 광확산층)와 비교예의 광확산 필름 적층체(이방성 광학 필름 및 등방성 광확산층)를 제작했다.
(실시예 1)
＜이방성 광학 필름＞
두께 100μm의 PET 필름(토요보사 제, 상품명: A4300)의 연부 전체 둘레에, 디스펜서를 사용해 경화성 수지로 높이 0.04 mm의 격벽을 형성했다. 이 중에 하기의 광경화성 수지 조성물을 충전하고, PET 필름으로 커버했다.
·실리콘·우레탄·아크릴레이트(굴절률: 1.460, 중량 평균 분자량: 5890) 20 중량부
(RAHN사 제, 상품명: 00-225/TM18)
·네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(굴절률: 1.450) 30 중량부
(다이셀 사이텍사 제, 상품명 Ebecryl145)
·비스페놀 A의 EО 부가물 디아크릴레이트(굴절률: 1.536) 15 중량부
(다이셀 사이텍사 제, 상품명 Ebecryl150)
·페녹시에틸 아크릴레이트(굴절률 1.518) 40 중량부
(쿄에이샤 화학 제, 상품명: 라이트 아크릴레이트 PО-A)
·2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온 4 중량부
(BASF사 제, 상품명: Irgacure651)
이 양면을 PET 필름에 끼워진 0.04 mm 두께의 액막을 가열하고, 상부로부터 UV 스팟 광원(하마마츠 포토닉스사 제, 상품명: L2859-01)의 낙사(落射)용 조사 유닛으로부터 출사되는 평행 UV 광선을 액막면의 법선 방향으로부터 수직으로, 조사 강도 5 mW/cm2로 1분간의 조사를 수행하여, 주상 구조를 다수 가지는 두께 40μm의 이방성 확산층을 PET 필름 사이에 형성한 단층의 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)을 얻었다.
PET 필름을 박리한 다음 얻어진 이방성 광학 필름의 헤이즈값을 측정한 결과, 93.1%였다. 또 광확산성을 평가한 결과, 산란 중심축 각도는 0°였다. 광학 프로파일을 도 8(a)에 나타낸다(가로축은 입사광 각도, 세로축은 직선 투과율을 나타낸다). 또한 헤이즈값은 일본 전색 공업사 제의 헤이즈 미터 NDH2000를 이용하여 측정하고, 광확산성은 제네시아사 제의 고니오 포토 미터를 이용하여 측정했다.
또한 광학 현미경으로 주상 구조체를 관찰한 결과, 평균 단경과 평균 장경의 어스펙트비는 1.0이었다.
＜등방성 광확산층＞
두께 38μm의 이형 PET 필름(린텍사 제, 상품명: 38C에, 콤마 코터를 이용해 하기 성분의 도료를 용제 건조 후의 막 두께가 25μm가 되도록 도공하고, 이것을 건조해 등방성 광확산층을 형성한 후, 두께 38μm의 이형 PET 필름(린텍사 제, 상품명: 3801)을 라미네이트하여, PET 부착 등방성 광확산층을 얻었다.
·아크릴계 점착제(굴절률: 1.47, 전고형분 농도: 18.8%, 용제: 아세트산에틸, 메틸에틸케톤) 100 중량부
(소켄 가가꾸사 제, 상품명: SK다인 TM206)
·이소시아네이트계 경화제 0.5 중량부
(소켄 가가꾸사 제, 상품명: L-4)
·에폭시계 경화제 0.02 중량부
(소켄 가가꾸사 제, 상품명: E-5XM)
·실리콘 수지 구상 미립자(굴절률: 1.43, 평균 입자 지름: 4.5μm) 7.4 중량부
(모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈사 제, 상품명: 토스 펄 145)
이 등방성 광확산층의 PET 필름을 박리한 다음 헤이즈값을 측정한 결과, 50.0%이며, 전광선 투과율은 89%였다. 또한 헤이즈값 및 전광선 투과율은 일본 전색 공업사 제의 헤이즈 미터 NDH2000를 이용하여 측정했다.
상기 이방성 광학 필름과 등방성 광확산층을, 서로의 라미네이트면에서의 PET 필름을 박리한 다음 라미네이트하여, 이방성 광학 필름/ 등방성 광확산층의 2층으로 이루어지는 실시예 1의 광확산 필름 적층체를 얻었다.
(실시예 2)
＜이방성 광학 필름＞
격벽의 높이를 0.05 mm로 한 것 이외에는 실시예 1의 이방성 광학 필름과 동일하게 제작을 수행하여, 주상 구조를 다수 가지는 두께 50μm의 이방성 확산층을 PET 필름상에 형성한 단층의 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)을 얻었다. PET 필름을 박리한 다음 얻어진 이방성 광학 필름의 헤이즈값을 측정한 결과, 95.6%였다. 또 광확산성을 평가한 결과, 산란 중심축 각도는 0°였다. 광학 프로파일을 도 8(b)에 나타낸다(가로축은 입사광 각도, 세로축은 직선 투과율을 나타낸다). 또한 헤이즈값은 일본 전색 공업사 제의 헤이즈 미터 NDH2000를 이용하여 측정하고, 광확산성은 제네시아사 제의 고니오 포토 미터를 이용하여 측정했다.
또한 광학 현미경으로 주상 구조체를 관찰한 결과, 평균 단경과 평균 장경의 어스펙트비는 1.0이었다.
＜등방성 광확산층＞
하기 성분의 도료를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 등방성 광확산층과 동일하게 제작을 수행하여, PET 부착 등방성 광확산층을 얻었다.
·아크릴계 점착제(굴절률: 1.47, 전고형분 농도: 18.8%, 용제: 아세트산에틸, 메틸에틸케톤) 100 중량부
(소켄 가가꾸사 제, 상품명: SK다인 TM206)
·이소시아네이트계 경화제 0.5 중량부
(소켄 가가꾸사 제, 상품명: L-4)
·에폭시계 경화제 0.02 중량부
(소켄 가가꾸사 제, 상품명: E-5XM)
·실리콘 수지 구상 미립자(굴절률: 1.43, 평균 입자 지름: 4.5μm) 20.0 중량부
(모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈사 제, 상품명: 토스 펄 145)
이 등방성 광확산층의 PET 필름을 박리한 다음 헤이즈값을 측정한 결과, 75.0%이며, 전광선 투과율은 89%였다. 또한 헤이즈값 및 전광선 투과율은 일본 전색 공업사 제의 헤이즈 미터 NDH2000를 이용하여 측정했다.
상기 이방성 광학 필름과 등방성 광확산층을, 서로의 라미네이트면에서의 PET 필름을 박리한 다음 라미네이트하여, 이방성 광학 필름/ 등방성 광확산층의 2층으로 이루어지는 실시예 2의 광확산 필름 적층체를 얻었다.
(실시예 3)
＜이방성 광학 필름＞
격벽의 높이를 0.08 mm로 한 것 이외에는 실시예 1의 이방성 광학 필름과 동일하게 제작을 수행하여, 주상 구조를 다수 가지는 두께 80μm의 이방성 확산층을 PET 필름 사이에 형성한 단층의 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)을 얻었다. PET 필름을 박리한 다음 얻어진 이방성 광학 필름의 헤이즈값을 측정한 결과, 96.2%였다. 또 광확산성을 평가한 결과, 산란 중심축 각도는 4°였다. 광학 프로파일을 도 8(c)에 나타낸다(가로축은 입사광 각도, 세로축은 직선 투과율을 나타낸다). 또한 헤이즈값은 일본 전색 공업사 제의 헤이즈 미터 NDH2000를 이용하여 측정하고, 광확산성은 제네시아사 제의 고니오 포토 미터를 이용하여 측정했다.
또한 광학 현미경으로 주상 구조체를 관찰한 결과, 평균 단경과 평균 장경의 어스펙트비는 1.1이었다.
＜등방성 광확산층＞
실시예 2의 등방성 광확산층과 동일하게 제작을 수행하여, PET 부착 등방성 광확산층을 얻었다.
이 등방성 광확산층의 PET 필름을 박리한 다음 헤이즈값을 측정한 결과, 75.0%이며, 전광선 투과율은 89%였다. 또한 헤이즈값 및 전광선 투과율은 일본 전색 공업사 제의 헤이즈 미터 NDH2000를 이용하여 측정했다.
상기 이방성 광학 필름과 등방성 광확산층을, 서로의 라미네이트면에서의 PET 필름을 박리한 다음 라미네이트하여, 이방성 광학 필름/ 등방성 광확산층의 2층으로 이루어지는 실시예 3의 광확산 필름 적층체를 얻었다.
(실시예 4)
＜이방성 광학 필름＞
격벽의 높이를 0.02 mm로 한 것 이외에는 실시예 1의 이방성 광학 필름과 동일하게 제작을 수행하여, 주상 구조를 다수 가지는 두께 20μm의 이방성 확산층을 PET 필름 사이에 형성한 단층의 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)을 얻었다. PET 필름을 박리한 다음 얻어진 이방성 광학 필름의 헤이즈값을 측정한 결과, 68.1%였다. 또 광확산성을 평가한 결과, 산란 중심축 각도는 0°였다. 광학 프로파일을 도 8(d)에 나타낸다(가로축은 입사광 각도, 세로축은 직선 투과율을 나타낸다). 또한 헤이즈값은 일본 전색 공업사 제의 헤이즈 미터 NDH2000를 이용하여 측정하고, 광확산성은 제네시아사 제의 고니오 포토 미터를 이용하여 측정했다.
또한 광학 현미경으로 주상 구조체를 관찰한 결과, 평균 단경과 평균 장경의 어스펙트비는 1.0이었다.
＜등방성 광확산층＞
실시예 2의 등방성 광확산층과 동일하게 제작을 수행하여, PET 부착 등방성 광확산층을 얻었다.
이 등방성 광확산층의 PET 필름을 박리한 다음 헤이즈값을 측정한 결과, 75.0%이며, 전광선 투과율은 89%였다. 또한 헤이즈값 및 전광선 투과율은 일본 전색 공업사 제의 헤이즈 미터 NDH2000를 이용하여 측정했다.
상기 이방성 광학 필름과 등방성 광확산층을, 서로의 라미네이트면에서의 PET 필름을 박리한 다음 라미네이트하여, 이방성 광학 필름/ 등방성 광확산층의 2층으로 이루어지는 실시예 4의 광확산 필름 적층체를 얻었다.
(비교예 1)
실시예 1에서 제작한 이방성 광학 필름층과 등방성 광확산층을, 실시예 1과 반대의 배치로 라미네이트하여, 등방성 광확산층/이방성 광학 필름의 2층으로 이루어지는 비교예 1의 광확산 필름 적층체를 얻었다.
(비교예 2)
실시예 2의 이방성 광학 필름을, 등방성 확산층과 라미네이트하지 않고 단층의 이방성 광학 필름만으로 이루어지는 비교예 2의 이방성 광학 필름을 얻었다.
(비교예 3)
＜이방성 광학 필름＞
평행 UV 교선의 조사 각도를, 액막면의 법선 방향으로부터 6°기울여 조사를 수행한 것 이외에는 실시예 1의 이방성 광학 필름과 동일하게 제작을 수행하여, 주상 구조를 다수 가지는 두께 40μm의 이방성 확산층을 PET 필름 사이에 형성한 단층의 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)을 얻었다. PET 필름을 박리한 다음 얻어진 이방성 광학 필름의 헤이즈값을 측정한 결과, 95.2%였다. 또 광확산성을 평가한 결과, 산란 중심축 각도는 6°였다. 광학 프로파일을 도 8(e)에 나타낸다(가로축은 입사광 각도, 세로축은 직선 투과율을 나타낸다). 또한 헤이즈값은 일본 전색 공업사 제의 헤이즈 미터 NDH2000를 이용하여 측정하고, 광확산성은 제네시아사 제의 고니오 포토 미터를 이용하여 측정했다.
또한 광학 현미경으로 주상 구조체를 관찰한 결과, 평균 단경과 평균 장경의 어스펙트비는 1.1이었다.
＜등방성 광확산층＞
실시예 1의 등방성 광확산층과 동일하게 제작을 수행하여, PET 부착 등방성 광확산층을 얻었다.
이 등방성 광확산층의 PET 필름을 박리한 다음 헤이즈값을 측정한 결과, 50.0%이며, 전광선 투과율은 89%였다. 또한 헤이즈값 및 전광선 투과율은 일본 전색 공업사 제의 헤이즈 미터 NDH2000를 이용하여 측정했다.
상기 이방성 광학 필름과 등방성 광확산층을, 서로의 라미네이트면에서의 PET 필름을 박리한 다음 라미네이트하여, 이방성 광학 필름/ 등방성 광확산층의 2층으로 이루어지는 비교예 3의 광확산 필름 적층체를 얻었다.
＜＜평가 방법＞＞
상기의 실시예 및 비교예의 광확산 필름 적층체에 관해, 이하와 같이 하여 평가를 수행했다.
(확산 반사광 강도)
실시예 1~4, 비교예 1~3의 광확산 필름 적층체 또는 이방성 광학 필름에서, 실시예 1~4, 비교예 3의 등방성 광확산층면 또는, 비교예 1, 2의 이방성 광학 필름면을, 반사형 표시 장치용의 반사층으로서의 알루미늄제 반사 미러에, 직접 적층(실시예 1~4, 비교예 3), 혹은 층 두께 5μm의 투명 점착층을 개재하여 적층(비교예 1, 2)하여, 확산 반사광 강도 측정용 샘플로 했다.
도 9에 나타내는 바와 같은, 광원의 투광각, 검출기의 수광각을 임의로 가변할 수 있는 변각 광도계 고니오 포토 미터(제네시아사 제)를 이용하고, 실시예 및 비교예의 광확산 필름 적층체의 확산 반사광 강도의 측정을 수행했다.
평가 샘플의 표면, 법선 방향으로부터 10°기울여 광원을 배치하고, 평가 샘플의 방위각이 광원에 대해서 직교하는 방향에 대해서, 법선의 극각을 0°로 하여 -45°~ ＋45°의 범위의 확산 반사광 강도를 측정해, 샘플의 확산 반사광 강도로 했다.
도 10과 도 11에, 실시예 및 비교예의 확산 반사광 강도의 그래프를 나타낸다. 또한 본 발명에서, 확산 반사광 강도는, 최대를 100%로 한 규격값으로 나타내는 것으로 한다. 도 10(a)이 실시예 1의 확산 반사광 강도의 그래프이며, 도 10(b)이 실시예 2의 확산 반사광 강도의 그래프이며, 도 10(c)이 실시예 3의 확산 반사광 강도의 그래프이며, 도 10(d)이 실시예 4의 확산 반사광 강도의 그래프이다. 또, 도 11(a)이 비교예 1의 확산 반사광 강도의 그래프이며, 도 11(b)이 비교예 2의 확산 반사광 강도의 그래프이며, 도 11(c)이 비교예 3의 확산 반사광 강도의 그래프이다. 또한 도 10 및 도 11의 세로축은 확산 반사광 강도를 나타내고, 가로축은 샘플 법선의 극각을 0°로 했을 때의 산란 각도를 나타낸다.
＜＜평가 결과＞＞
실시예 1의 광확산 필름 적층체를 사용한 샘플의 차트는 사다리꼴 형상을 하고 있고, 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상의 산란 각도 영역이 -13°이상, ＋11°이하이며, 반사형 표시 장치를 기울여 보았을 때의 밝기의 변화가 작다.
또, 실시예 2의 광확산 필름 적층체를 사용한 샘플의 차트는 사다리꼴 형상을 하고 있고, 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상의 산란 각도 영역이 -12°이상, ＋13°이하였다.
또, 실시예 3의 광확산 필름 적층체를 사용한 샘플의 차트는 사다리꼴 형상을 하고 있고, 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상의 산란 각도 영역이 -14°이상, ＋13°이하였다.
또, 실시예 4의 광확산 필름 적층체를 사용한 샘플의 차트는 산형(山型) 형상을 하고 있고, 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상의 산란 각도 영역이 -4°이상, ＋7°이하이며, 반사형 표시 장치를 조금 기울인 것만으로 밝기의 변화가 크고, 보기 힘든 것이 되고 있다.
한편, 비교예 1의 광확산 필름 적층체를 사용한 샘플의 차트는 산형 형상을 하고 있고, 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상의 산란 각도 영역이 -9°이상, ＋5°이하이며, 반사형 표시 장치를 조금 기울인 것만으로 밝기의 변화가 크고, 보기 힘든 것이 되고 있다.
또, 비교예 2의 이방성 광학 필름을 사용한 샘플의 차트는 산형 형상을 하고 있고, 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상의 산란 각도 영역이 -6°이상, ＋5°이하이며, 반사형 표시 장치를 조금 기울인 것만으로 밝기의 변화가 크고, 보기 힘든 것이 되고 있다.
또, 비교예 3의 광확산 필름 적층체를 사용한 샘플의 차트는 찌그러진 형상을 하고 있고, 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상의 산란 각도 영역이 -14°이상, 0°이하이며, 반사형 표시 장치를 어느 한 방향으로 조금 기울인 것만으로 밝기의 변화가 크고, 보기 힘든 것이 되고 있다.
따라서, 실시예의 광확산 필름 적층체를, 예를 들면 반사형 표시 장치에 이용한 경우에, 소정의 관찰 위치(예를 들면, 화면 정면 방향) 및 소정의 관찰 위치로부터 멀어진 위치(예를 들면, 화면 정면으로부터 벗어난 경사 방향)에서도 시인성을 저하시키지 않고, 일정한 밝기가 유지되고 있으므로(확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상인 산란 각도 영역을 적어도 -10°이상, ＋10°이하의 소정의 각도), 화상의 밝기의 변화를 줄여, 뛰어난 표시 특성을 가질 수 있다.
또, 도 12에, 실시예 1에서 얻어진 광확산 필름 적층체에 대해서 광원의 각도를 10°, 30°, 40°로 변화시켜 측정한 확산 반사광 강도의 측정 결과를 나타낸다. 도 12의 세로축은 확산 반사광 강도를 나타내고, 가로축은 샘플 법선의 극각을 0°로 했을 때의 산란 각도를 나타낸다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 평가 샘플의 표면, 법선 방향으로부터 10°, 30°, 40°기울여 광원을 배치해, 확산 반사광 강도를 측정해도, 광확산 필름 적층체를 사용한 샘플의 차트는 사다리꼴 형상을 하고 있고, 어느 각도에서도, 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상의 산란 각도 영역이 적어도 -10°이상, ＋10°이하이며, 반사형 표시 장치를 기울여 보았을 때의 밝기의 변화가 작은 것을 알았다. 또한 법선 방향으로부터 30°기울여 광원을 배치한 경우, 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상의 산란 각도 영역이 -17°이상, ＋17°이하였다. 또, 법선 방향으로부터 40°기울여 광원을 배치한 경우, 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상의 산란 각도 영역이 -23°이상, ＋23°이하였다.
본 실시 형태에서는, 광확산 필름 적층체를 반사형 표시 장치에 적용한 예에 대해서 설명했지만, 반사형 표시 장치로서는, 예를 들면 스마트 폰 등의 탭 레드형 단말, 손목시계, 게임기, 노트북 컴퓨터 등의 개인용 디바이스가 대상이며, 개인 한 명이 가장 보기 쉬운 영역을 조금이라도 확장하는 것을 목적으로 한 장치이면 된다. 이 때문에, 예를 들면 많은 사람이 보기 쉽게 시야각을 확장하는 장치(예를 들면, 프로젝터 스크린)와는 목적을 달리하고 있다.
이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시의 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상술한 형태로 한정되지 않는다. 즉, 특허 청구의 범위에 기재된 발명의 범위 내에서 당업자가 상도할 수 있는 다른 형태 또는 각종의 변경예에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
30 광확산 필름 적층체
100 이방성 광학 필름(이방성 광확산층)
200 등방성 광확산층
P 산란 중심축
S 법선

Claims (9)

  1. 빛의 입사 각도에 의해 확산성이 변화하면서, 입사된 빛이 반사층에 의해서 반사되는 반사광을 적어도 투과시키는 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체로서,
    상기 광확산 필름 적층체는,
    상기 빛의 입사 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 이방성 광확산층과,
    상기 이방성 광확산층의 일방의 면측에 마련된 등방성 광확산층을 적어도 구비하고,
    상기 이방성 광확산층은 그 내부에,
    매트릭스 영역과, 복수의 주상(柱狀) 구조체로 이루어지는 주상 영역을 가지며,
    상기 이방성 광확산층의 산란 중심축 각도가, 상기 이방성 광확산층 법선 방향에 대해서, -5°이상 ＋5°이하이며,
    상기 반사광을 시인하는 측으로부터, 상기 이방성 광확산층, 상기 등방성 광확산층의 순서로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 빛의 입사 각도가, 상기 법선 방향에 대해서, 10°이상 40°이하인 경우, 상기 이방성 광확산층의 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상인 산란 각도 영역이, 상기 법선 방향에 대해서, 적어도 -10°이상 ＋10°이하인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 등방성 광확산층의 전광선 투과율이 85% 이상, 또한 헤이즈값이 40% 이상 80% 미만인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이방성 광확산층은 제1 고굴절률 영역과 제2 저굴절률 영역을 가지고,
    상기 등방성 광확산층은 제3 고굴절률 영역과 제4 저굴절률 영역을 가지며,
    상기 제1 고굴절률 영역과 상기 제2 저굴절률 영역의 굴절률의 차이가 0.01~0.20이며,
    상기 제3 고굴절률 영역과 상기 제4 저굴절률 영역의 굴절률의 차이가 0.01~0.30의 범위인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이방성 광확산층의 두께와 상기 등방성 광확산층의 두께의 비가, 1:1~10:1인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 이방성 광확산층의 헤이즈값이 60%~98%의 범위 내이며, 또한 상기 등방성 광확산층의 헤이즈값이 30%~90%의 범위 내인 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 주상 구조체는, 상기 이방성 광확산층의 일방의 표면으로부터 타방의 표면에 걸쳐 배향하여 구성되고, 평균 단경과 평균 장경의 어스펙트비가 2 미만인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치용 광확산 필름 적층체.
  8. 층 내부에, 매트릭스 영역과, 복수의 주상 구조체로 이루어지는 주상 영역을 가지고, 층의 산란 중심축 각도가, 층의 법선 방향에 대해서, -5°이상 ＋5°이하인 빛의 입사 각도에 의해 직선 투과율이 변화하는 이방성 광확산층과,
    상기 이방성 광확산층의 일방의 면측에 마련된 등방성 광확산층과,
    상기 등방성 광확산층의 상기 이방성 광확산층과는 반대의 면측에 마련된 화상 형성부를 적어도 구비하고,
    빛을 시인하는 측으로부터, 상기 이방성 광확산층, 상기 등방성 광확산층, 상기 화상 형성부의 순서로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    빛의 입사 각도가, 상기 법선 방향에 대해서, 10°이상 40°이하인 경우, 상기 이방성 광확산층의 확산 반사광 강도의 피크값에 대해서 95% 이상인 산란 각도 영역이, 상기 법선 방향에 대해서, 적어도 -10°이상 ＋10°이하인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
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