KR20200104209A - 광확산 필름 - Google Patents
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Abstract
[과제]타흔이나 파손의 발생이 억제된 광확산 필름을 제공한다. [해결 수단]필름 내에, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역을 구비한 내부 구조를 가지는 광확산 필름으로서, 상기 광확산 필름의 23℃에서의 압입 탄성률이, 30 MPa 이상인 광확산 필름.
Description
본 발명은, 입사각도에 의존해 입사광을 확산 또는 투과시킬 수 있는 광확산 필름에 관한 것이다.
액정표시장치나 유기 발광 디바이스 등이 속하는 광학 기술 분야에서, 특정의 방향으로부터의 입사광에 대해서는 특정의 방향으로 강하게 확산시킬 수 있는 광확산 필름의 사용이 검토되고 있다.
이러한 광확산 필름의 일례로는, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에, 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역을 구비한 내부 구조를 필름 내에 가지는 것이 존재한다. 보다 구체적으로는, 굴절률이 다른 복수의 판상 영역을 필름 면에 따른 임의의 한 방향에 따라 교대로 배치하여 이루어지는 루버 구조를 가지는 광확산 필름이나, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 주상물(柱狀物)을 임립(林立)시켜서 이루어지는 칼럼 구조를 가지는 광확산 필름 등이 존재한다.
상술한 바와 같은 광확산 필름으로서 특허문헌 1에는, 소정의 우레탄 (메타)아크릴레이트 화합물과, 방향족 골격을 가지는 소정의 (메타)아크릴산 에스테르 화합물과, 소정의 광중합개시제를 함유하는 광확산 필름용 수지 조성물을 경화하여 이루어지는 광확산 필름이 개시되어 있다.
그런데, 종래의 광확산 필름은, 제조 시에 타흔(打痕)이 생기기 쉽거나, 그 외의 부재에 적층할 때에 파손이 생기기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 이러한 타흔이나 파손이 생겨 버리면, 광확산 필름을 이용하여 제조되는 액정표시장치 등이 소망한 성능을 발휘할 수 없게 되어 버린다.
본 발명은, 이러한 실상을 감안한 것으로, 타흔이나 파손의 발생이 억제된 광확산 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 제1의 본 발명은, 필름 내에, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역을 구비한 내부 구조를 가지는 광확산 필름으로서, 상기 광확산 필름의 23℃에서의 압입 탄성률은 30 MPa 이상인 것을 특징으로 하는 광확산 필름을 제공한다(발명 1).
상기 발명(발명 1)과 관련되는 광확산 필름은, 23℃에서의 압입 탄성률이 상술한 범위인 것으로, 제조 시에 타흔의 발생이나, 그 외의 부재에 적층할 때에 파손의 발생이 양호하게 억제되게 된다.
상기 발명(발명 1)에서, 상기 광확산 필름의 23℃에서의 압입 탄성률은 500 MPa 이하인 것이 바람직하다(발명 2).
상기 발명(발명 1, 2)에서, 상기 광확산 필름의 23℃에서의 인장 탄성률은 1 MPa 이상 500 MPa 이하인 것이 바람직하다(발명 3).
상기 발명(발명 1 ~ 3)에서, 상기 광확산 필름에서 상기 내부 구조는 상기 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에, 상기 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역이 필름 막 두께 방향으로, 소정의 길이로 연재(延在)되는 내부 구조인 것이 바람직하다(발명 4).
본 발명과 관련되는 광확산 필름은, 타흔이나 파손이 발생하기 어렵다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 광확산 필름의 내부 구조의 일례(칼럼 구조)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 광확산 필름의 내부 구조의 다른 예(루버 구조)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 광확산 필름의 내부 구조의 다른 예(루버 구조)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시형태와 관련되는 광확산 필름은, 필름 내에, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역을 구비한 내부 구조를 가진다.
1.광확산 필름의 물성 등
(1) 압입 탄성률
본 실시형태와 관련되는 광확산 필름의 23℃에서의 압입 탄성률은, 30 MPa 이상이다. 이것에 의해, 본 실시형태와 관련되는 광확산 필름은, 양호한 광확산성을 달성하면서도, 적당한 탄성을 가지게 된다. 이것에 의해, 제조 시에서의 타흔의 발생이 억제되는 동시에, 그 외의 부재에 적층되는 경우에도, 파손의 발생이 억제되게 된다. 이 관점에서, 광확산 필름의 23℃에서의 압입 탄성률은, 50 MPa 이상인 것이 바람직하고, 특히 100 MPa 이상인 것이 바람직하다.
광확산 필름의 23℃에서의 압입 탄성률의 상한치에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 양호한 광확산성을 달성하기 쉬운 관점에서, 5000 MPa 이하인 것이 바람직하고, 특히 1000 MPa 이하인 것이 바람직하고, 또한 300 MPa 이하인 것이 바람직하다. 또한 상기 압입 탄성률의 측정 방법의 상세는, 후술하는 시험예에 기재한 바와 같다.
(2) 인장 탄성률
본 실시형태와 관련되는 광확산 필름의 23℃에서의 인장 탄성률은, 1 MPa 이상인 것이 바람직하고, 특히 5 MPa 이상인 것이 바람직하고, 또한 10 MPa 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 인장 탄성률은, 500 MPa 이하인 것이 바람직하고, 특히 100 MPa 이하인 것이 바람직하고, 또한 50 MPa 이하인 것이 바람직하다. 인장 탄성률이 이러한 범위인 것으로, 광확산 필름의 23℃에서의 압입 탄성률을 상술한 범위로 조정하기 쉬워진다. 또한 상기 인장 탄성률의 측정 방법의 상세는, 후술하는 시험예에 기재한 바와 같다.
(3) 두께
본 실시형태와 관련되는 광확산 필름의 두께는, 하한치로서 20μm 이상인 것이 바람직하고, 특히 50μm 이상인 것이 바람직하고, 또한 80μm 이상인 것이 바람직하다. 광확산 필름의 두께의 하한치가 상기 범위인 것으로, 소망한 광확산성을 발휘하기 쉬워진다. 또한, 광확산 필름의 두께는, 상한치로서 700μm 이하인 것이 바람직하고, 특히 400μm 이하인 것이 바람직하고, 또한 200μm 이하인 것이 바람직하다. 광확산 필름의 두께의 상한치가 상기 범위인 것으로, 두께 방향에서의 내부 구조 형성 영역의 비율을 증대시킬 수 있어 광학 특성이 보다 우수하게 될 수 있다.
(4) 변각 헤이즈 각도 범위
광확산 필름에서의 내부 구조가 후술하는 칼럼 구조인 경우, 확산 필름의 한쪽의 표면에 대해서, 상기 표면의 법선 방향을 0°로 하여 -50°~10°의 입사각도로 광선을 조사한 경우에 측정되는 최대 헤이즈값의 90%를 역치로 하고, 상기 역치 이상의 헤이즈값을 나타내는 입사각도의 각도 범위(변각 헤이즈 각도 범위)는, 20°이상인 것이 바람직하고, 특히 30°이상인 것이 바람직하고, 또한 38°이상인 것이 바람직하다. 상기 변각 헤이즈 각도 범위가 20°이상인 것으로, 양호한 광확산성을 달성할 수 있는 입사광의 각도 범위가 보다 넓어진다. 또한 상기 변각 헤이즈 각도 범위의 상한치에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 60°이하이어도 좋고, 특히 55°이하이어도 좋고, 또한 50°이하이어도 좋다.
또한, 광확산 필름에서의 내부 구조가 후술하는 루버 구조인 경우, 확산 필름의 한쪽의 표면에 대해서, 상기 표면의 법선 방향을 0°로 하여 -50°~ 10°의 입사각도로 광선을 조사한 경우에 측정되는 최대 헤이즈값의 30%를 역치로 하고, 상기 역치 이상의 헤이즈값을 나타내는 입사각도의 각도 범위(변각 헤이즈 각도 범위)는, 10°이상인 것이 바람직하고, 특히 15°이상인 것이 바람직하고, 또한 20°이상인 것이 바람직하다. 상기 변각 헤이즈 각도 범위가 10°이상인 것으로, 양호한 광확산성을 달성할 수 있는 입사광의 각도 범위가 보다 넓어진다. 또한 상기 변각 헤이즈 각도 범위의 상한치에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 50°이하이어도 좋고, 특히 40°이하이어도 좋고, 또한 30°이하이어도 좋다.
또한 상술한 변각 헤이즈 각도 범위의 측정 방법의 상세는, 후술하는 시험예에 기재한 바와 같다.
2.광확산 필름의 구성
본 실시형태와 관련되는 광확산 필름을 구성하기 위한 재료는, 광확산 필름이 상술한 압입 탄성률에 관한 물성을 만족하게 되는 한, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 실시형태와 관련되는 광확산 필름은, 고굴절률 성분과 상기 고굴절률 성분보다도 낮은 굴절률을 가지는 저굴절률 성분을 함유하는 광확산 필름용 조성물을 경화시킨 것이어도 좋다.
특히, 본 실시형태와 관련되는 광확산 필름은, 23℃에서의 압입 탄성률을 상술한 범위로 조정하기 쉬운 관점에서, 1개 또는 2개의 중합성 관능기를 가지는 고굴절률 성분과, 상기 고굴절률 성분보다도 낮은 굴절률을 가짐과 동시에, 1개 또는 2개의 중합성 관능기를 가지는 저굴절률 성분과, 3개 이상의 중합성 관능기를 가지는 다관능성 모노머를 함유하는 광확산 필름용 조성물을 경화시켜 이루어지는 것이 바람직하다. 이하에 이러한 광확산 필름용 조성물에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
(1) 광확산 필름용 조성물
(1－1) 고굴절률 성분
상기 광확산 필름용 조성물이, 1개 또는 2개의 중합성 관능기를 가지는 고굴절률 성분을 함유함으로써, 전술한 바와 같은, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역을 구비한 내부 구조를 양호하게 형성하기 쉬워진다. 이것에 의해, 얻어지는 광확산 필름이 소망한 광확산성을 발휘하기 쉬워진다. 또한, 얻어지는 광확산 필름이, 상술한 압입 탄성률에 관한 물성을 만족하기 쉬워진다.
상기 고굴절률 성분으로는, 1개 또는 2개의 중합성 관능기를 가짐과 동시에, 얻어지는 광확산 필름이 소망한 광확산성을 발휘할 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다. 상기 고굴절률 성분의 바람직한 예로는, 방향환을 함유하는 (메타)아크릴산 에스테르를 들 수 있고, 특히 복수의 방향환을 함유하는 (메타)아크릴산 에스테르를 바람직하게 들 수 있다. 또한 본 명세서에서, (메타)아크릴산이란, 아크릴산 및 메타크릴산의 양쪽 모두를 의미한다. 다른 유사 용어도 마찬가지이다.
상술한 복수의 방향환을 함유하는 (메타)아크릴산 에스테르의 예로는, (메타)아크릴산 비페닐, (메타)아크릴산 나프틸, (메타)아크릴산 안트라실, (메타)아크릴산 벤질페닐, (메타)아크릴산 비페닐옥시알킬, (메타)아크릴산나프틸옥시알킬, (메타)아크릴산 안트라실옥시알킬, (메타)아크릴산 벤질페닐옥시알킬 등, 이들의 일부가 할로겐, 알킬, 알콕시, 할로겐화알킬 등에 의해서 치환된 것 등을 들 수 있다.
또한, 상술한 복수의 방향환을 함유하는 (메타)아크릴산 에스테르는, 비페닐환을 함유하는 화합물인 것이 바람직하고, 특히, 하기 일반식(1)로 나타나는 비페닐 화합물인 것이 바람직하다. 광확산 필름용 조성물이, 고굴절률 성분으로서 일반식(1)로 나타나는 비페닐 화합물을 함유함으로써, 광확산 필름용 조성물을 경화시킬 때에, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 중합속도의 차이가 생기기 쉬워지는 동시에, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 상용성(相溶性)이 저하하기 쉬워진다. 이것에 의해, 양쪽 성분끼리의 공중합성이 효과적으로 저하하고, 결과적으로, 전술한 내부 구조가 보다 양호하게 형성된다. 또한, 고굴절률 성분으로부터 유래한 고굴절률 영역의 굴절률을 높이기 쉬워져, 저굴절률 영역의 굴절률과의 차이를 소망한 값으로 조절하기 쉬워진다.
[화 1]
(상기 일반식(1) 중, R1 ~ R10은, 각각 독립적으로 있고, R1 ~ R10의 1개 또는 2개는, 하기 일반식(2)로 나타나는 치환기이고, 나머지는, 수소원자, 수산기, 카르복실기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐화알킬기, 히드록시알킬기, 카르복시알킬기 및 할로겐 원자의 어느 하나의 치환기이다.)
[화 2]
(상기 일반식(2) 중, R11은, 수소원자 또는 메틸기이고, 탄소수 n은 1 ~ 4의 정수이고, 반복수 m은 1 ~ 10의 정수이다.)
상술한 일반식(1)로 나타나는 비페닐 화합물의 바람직한 예로는, 하기의 일반식(3)의 화합물(o-페닐페녹시에틸 아크릴레이트)이나 하기의 일반식(4)의 화합물(o-페닐 페녹시에톡시에틸 아크릴레이트)을 들 수 있다.
[화 3]
[화 4]
본 실시형태에서 고굴절률 성분의 중량평균분자량은, 상한치로서 2500 이하인 것이 바람직하고, 특히 1500 이하인 것이 바람직하고, 또한 1000 이하인 것이 바람직하다. 고굴절률 성분의 중량평균분자량의 상한치가 상기 범위인 것으로, 고굴절률 성분의 중량평균분자량과 저굴절률 성분의 중량평균분자량의 차이가 생기기 쉬워지고, 이것에 의해, 고굴절률 성분의 중합속도와 저굴절률 성분의 중합속도의 차이도 생기기 쉬워진다. 그 결과, 소망한 내부 구조를 가진 광확산 필름을 형성하기 쉬워진다.
또한, 본 실시형태에서 고굴절률 성분의 중량평균분자량은, 하한치로서 150 이상인 것이 바람직하고, 특히 200 이상인 것이 바람직하고, 또한 250 이상인 것이 바람직하다. 고굴절률 성분의 중량평균분자량의 하한치가 상기 범위인 것으로, 고굴절률화를 실현하기 쉬워져, 고굴절률 성분이 소망한 중합속도를 가지기 쉬워진다. 그 결과, 고굴절률 성분의 중합속도와 저굴절률 성분의 중합속도의 차이가 생기기 쉬워져, 소망한 내부 구조를 가진 광확산 필름을 형성하기 쉬워진다.
또한 본 명세서에서의 중량평균분자량은, 겔투과 크로마토그래피(GPC) 법에 따라 측정된 표준 폴리스티렌 환산값이다.
본 실시형태에서 고굴절률 성분의 굴절률은, 하한치로서 1.45 이상인 것이 바람직하고, 1.50 이상인 것이 보다 바람직하고, 특히 1.54 이상인 것이 바람직하고, 또한 1.56 이상인 것이 바람직하다. 고굴절률 성분의 굴절률의 하한치가 상기 범위인 것으로, 광확산 필름 내에 형성되는, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역과 굴절률이 상대적으로 높은 영역의 사이에서, 소망한 굴절률 차이를 달성하기 쉬워진다.
또한, 본 실시형태에서 고굴절률 성분의 굴절률은, 상한치로서 1.70 이하인 것이 바람직하고, 특히 1.65 이하인 것이 바람직하고, 또한 1.59 이하인 것이 바람직하다. 고굴절률 성분의 굴절률의 상한치가 상기 범위인 것으로, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 상용성이 과도하게 저하하는 것이 억제되어 소망한 광확산 필름을 형성하기 쉬워진다.
또한 상술한 고굴절률 성분의 굴절률이란, 광확산 필름용 조성물을 경화하기 전의 고굴절률 성분의 굴절률을 의미하고, 또한, 상기 굴절률은, JIS K0062：1992에 준하여 측정된 것이다.
또한, 광확산 필름용 조성물 중의 고굴절률 성분의 함유량은, 저굴절률 성분 100질량부에 대해서, 25질량부 이상인 것이 바람직하고, 특히 40질량부 이상인 것이 바람직하고, 또한 50질량부 이상인 것이 바람직하다. 또한, 광확산 필름용 조성물 중의 고굴절률 성분의 함유량은, 저굴절률 성분 100질량부에 대해서, 400질량부 이하인 것이 바람직하고, 특히 300질량부 이하인 것이 바람직하고, 또한 200질량부 이하인 것이 바람직하다. 고굴절률 성분의 함유량이 이러한 범위인 것으로, 형성되는 광확산 필름의 내부 구조에서, 고굴절률 성분으로부터 유래하는 영역과 저굴절률 성분으로부터 유래하는 영역이 소망한 비율로 존재하게 되고, 그 결과, 광확산 필름이 소망한 광확산성을 달성하기 쉬워진다.
(1-2) 저굴절률 성분
광확산 필름용 조성물이, 고굴절률 성분보다도 낮은 굴절률을 가짐과 동시에, 1개 또는 2개의 중합성 관능기를 가지는 저굴절률 성분을 함유함으로써, 전술한 바와 같은, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역을 구비한 내부 구조를 양호하게 형성하기 쉬워진다. 이것에 의해, 얻어지는 광확산 필름이 소망한 광확산성을 발휘하기 쉬워진다. 또한, 얻어지는 광확산 필름이, 상술한 압입 탄성률에 관한 물성을 만족하기 쉬워진다.
상기 저굴절률 성분으로는, 고굴절률 성분보다도 낮은 굴절률을 가지고, 1개 또는 2개의 중합성 관능기를 가짐과 동시에, 얻어지는 광확산 필름이 소망한 광확산성을 발휘할 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다. 상기 저굴절률 성분의 바람직한 예로는, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 측쇄에 (메타)아크릴로일기를 가지는 (메타)아크릴계 폴리머, (메타)아크릴로일기 함유 실리콘 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있지만, 특히 우레탄 (메타)아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 우레탄 (메타)아크릴레이트는, (a) 이소시아네이트기를 적어도 2개 함유하는 화합물, (b) 폴리알킬렌글리콜, 및 (c) 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트로 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 (a) 이소시아네이트기를 적어도 2개 함유하는 화합물의 바람직한 예로는, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실릴렌 디이소시아네이트, 1,4-크실릴렌 디이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 등의 지방족 폴리이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 수소 첨가 디페닐메탄 디이소시아네이트 등의 지환식 폴리이소시아네이트, 및 이들의 뷰렛체, 이소시아누레이트체, 또한 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 트리메티롤프로판, 피마자유 등의 저분자 활성수소 함유 화합물과의 반응물인 어덕트체(예를 들면, 크실릴렌 디이소시아네이트계 3관능 어덕트체) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 지환식 폴리이소시아네이트인 것이 바람직하고, 특히 이소시아네이트기를 2개만 함유하는 지환식 디이소시아네이트가 바람직하다.
상술한 (b) 폴리알킬렌글리콜의 바람직한 예로는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리헥실렌글리콜 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 폴리프로필렌글리콜인 것이 바람직하다.
또한 (b) 폴리알킬렌글리콜의 중량평균분자량은, 2300 이상인 것이 바람직하고, 특히 4300 이상인 것이 바람직하고, 또한 6300 이상인 것이 바람직하다. 또한, (b) 폴리알킬렌글리콜의 중량평균분자량은, 19500 이하인 것이 바람직하고, 특히 14300 이하인 것이 바람직하고, 또한 12300 이하인 것이 바람직하다. (b) 폴리알킬렌글리콜의 중량평균분자량이 상기 범위인 것으로, 저굴절률 성분의 중량평균분자량을 후술하는 범위로 조정하기 쉬워진다.
상술한 (c) 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트의 바람직한 예로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 3-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 얻어지는 우레탄 (메타)아크릴레이트의 중합속도를 저하시켜, 소정의 내부 구조를 보다 효율적으로 형성할 수 있는 관점에서, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 (a) ~ (c)의 성분을 재료로 한 우레탄 (메타)아크릴레이트의 합성은, 상법(常法)에 따라서 행할 수 있다. 이 때 (a) ~ (c)의 성분의 배합 비율은, 우레탄 (메타)아크릴레이트를 효율적으로 합성하는 관점에서, 몰비로, (a) 성분：(b) 성분：(c) 성분=1 ~ 5：1：1 ~ 5의 비율로 하는 것이 바람직하고, 특히 1 ~ 3：1：1 ~ 3의 비율로 하는 것이 바람직하고, 또한 2：1：2의 비율로 하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서 저굴절률 성분의 중량평균분자량은, 하한치로서 3000 이상인 것이 바람직하고, 특히 5000 이상인 것이 바람직하고, 또한 7000 이상인 것이 바람직하다. 저굴절률 성분의 중량평균분자량의 하한치가 상기 범위인 것으로, 고굴절률 성분의 중량평균분자량과 저굴절률 성분의 중량평균분자량의 차이가 생기기 쉬워지고, 이것에 의해, 고굴절률 성분의 중합속도와 저굴절률 성분의 중합속도의 차이도 생기기 쉬워진다. 그 결과, 소망한 내부 구조를 가진 광확산 필름을 형성하기 쉬워진다.
또한, 본 실시형태에서 저굴절률 성분의 중량평균분자량은, 상한치로서 20000 이하인 것이 바람직하고, 특히 15000 이하인 것이 바람직하고, 또한 13000 이하인 것이 바람직하다. 저굴절률 성분의 중량평균분자량의 상한치가 상기 범위인 것으로, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 상용성이 과도하게 저하하는 것이 억제되어 광확산 필름용 조성물을 공정 시트에 도포하는 단계에서 고굴절률 성분의 석출 등을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 실시형태에서 저굴절률 성분의 굴절률은, 상한치로서 1.59 이하인 것이 바람직하고, 1.50 이하인 것이 보다 바람직하고, 특히 1.49 이하인 것이 바람직하고, 또한 1.48 이하인 것이 바람직하다. 저굴절률 성분의 굴절률의 상한치가 상기 범위인 것으로, 광확산 필름 내에서, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역과 굴절률이 상대적으로 높은 영역이, 소망한 굴절률 차이를 가진 상태에서 형성되기 쉬워진다.
또한, 본 실시형태에서 저굴절률 성분의 굴절률은, 하한치로서 1.30 이상인 것이 바람직하고, 특히 1.40 이상인 것이 바람직하고, 또한 1.46 이상인 것이 바람직하다. 저굴절률 성분의 굴절률의 하한치가 상기 범위인 것으로, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 상용성이 과도하게 저하하는 것이 억제되어 소망한 광확산 필름을 형성하기 쉬워진다.
또한 상술한 저굴절률 성분의 굴절률이란, 광확산 필름용 조성물을 경화하기 전의 저굴절률 성분의 굴절률을 의미하고, 또한, 상기 굴절률은, JIS K0062：1992에 준하여 측정된 것이다.
또한, 본 실시형태에서, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 굴절률의 차이는, 0.01 이상인 것이 바람직하고, 특히 0.05 이상인 것이 바람직하고, 또한 0.1 이상인 것이 바람직하다. 굴절률의 차이가 상기 범위인 것으로, 형성되는 광확산 필름이 소망한 광확산성을 달성하기 쉬워진다. 한편, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 굴절률의 차이는, 이러한 성분의 상용성을 적당한 범위로 조정하는 관점에서, 0.5 이하인 것이 바람직하고, 특히 0.2 이하인 것이 바람직하다.
(1-3) 다관능성 모노머
광확산 필름용 조성물은, 3개 이상의 중합성 관능기를 가지는 다관능성 모노머를 전술한 함유량으로 함유함으로써, 얻어지는 광확산 필름이, 상술한 압입 탄성률에 관한 물성을 만족하기 쉬워진다.
상기 다관능성 모노머로는, 3개 이상의 중합성 관능기를 가지는 것인 한 특별히 한정되지 않고, 특히 다관능 (메타)아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 3개 이상의 중합성 관능기를 가지는 다관능 (메타)아크릴레이트로는, 예를 들면 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 트리스(아크릴록시에틸) 이소시아누레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 이용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다. 상술한 다관능 (메타)아크릴레이트 중에서도, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트 및 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트의 적어도 1종을 사용하는 것이 바람직하다.
광확산 필름용 조성물 중에서의 다관능성 모노머의 함유량은, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 합계량 100질량부에 대해서, 0.1질량부 이상인 것이 바람직하고, 특히 1질량부 이상인 것이 바람직하고, 또한 특히 4질량부 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 함유량은, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 합계량 100질량부에 대해서, 14질량부 이하인 것이 바람직하고, 특히 10질량부 이하인 것이 바람직하고, 또한 특히 8질량부 이하인 것이 바람직하다. 다관능성 모노머의 함유량이 이러한 범위인 것으로, 얻어지는 광확산 필름이, 상술한 압입 탄성률에 관한 물성을 보다 만족하기 쉬워진다.
(1-4) 그 외
광확산 필름용 조성물은, 전술한 성분 이외에, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 그 외의 첨가제를 함유해도 좋다. 그 외의 첨가제로는, 예를 들면, 광중합개시제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 대전방지제, 중합촉진제, 중합 금지제, 적외선흡수제, 가소제, 희석 용제, 및 레벨링제 등을 들 수 있다.
상술한 것 중에서도, 광확산 필름용 조성물은, 광중합개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광확산 필름용 조성물이 광중합개시제를 함유하는 것으로, 소망한 내부 구조를 가지는 광확산 필름을 효율적으로 형성하기 쉬워진다.
광중합개시제의 예로는, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-［4-(메틸티오)페닐］-2-몰포리노프로판 1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필) 케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-터셔리-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디메틸 티옥산톤, 2,4-디에틸 티옥산톤, 벤질 디메틸 케탈, 아세토페논 디메틸 케탈, p-디메틸아미노안식향산에스테르, 올리고［2-히드록시-2-메틸-1-［4-(1-메틸비닐) 페닐］프로판］ 등을 들 수 있다. 이들은, 1종을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.
광중합개시제를 사용하는 경우, 광확산 필름용 조성물 중의 광중합개시제의 함유량은, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 합계량 100질량부에 대해서, 0.2질량부 이상으로 하는 것이 바람직하고, 특히 0.5질량부 이상으로 하는 것이 바람직하고, 또한 1질량부 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 광중합개시제의 함유량은, 고굴절률 성분과 저굴절률 성분의 합계량 100질량부에 대해서, 20질량부 이하로 하는 것이 바람직하고, 특히 15질량부 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 10질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 광확산 필름용 조성물 중의 광중합개시제의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 광확산 필름을 효율적으로 형성하기 쉬워진다.
(1-5) 광확산 필름용 조성물의 조제
광확산 필름용 조성물은, 전술한 고굴절률 성분, 저굴절률 성분 및 다관능성 모노머, 및 소망에 따라 광중합개시제 등의 그 외의 첨가제를 균일하게 혼합하여 조정할 수 있다.
상기 혼합 시에는, 40 ~ 80℃의 온도에서 가열하면서 교반하여, 균일한 광확산 필름용 조성물을 얻어도 좋다. 또한, 얻어지는 광확산 필름용 조성물이 소망한 점도가 되도록, 희석 용제를 첨가하여 혼합해도 좋다.
(2) 내부 구조
다음에, 본 실시형태와 관련되는 광확산 필름의 내부 구조에 대해서, 보다 상세하게 설명한다. 본 실시형태와 관련되는 광확산 필름은, 필름 내에, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역을 구비한 내부 구조를 가진다. 보다 구체적으로는, 본 실시형태와 관련되는 광확산 필름은, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에, 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역이, 필름 막 두께 방향으로, 소정의 길이로 연재되는 내부 구조를 가진다. 또한 여기에서의 내부 구조는, 굴절률이 상대적으로 높은 영역이 필름 막 두께 방향으로 연재되어 이루어지는 것인 점에서, 한쪽의 상이 다른 한쪽의 상 중에 명확한 규칙성 없이 존재하여 이루어지는 상분리 구조나, 바다 성분 중에 대략 구상의 섬 성분이 존재하여 이루어지는 해도(海島) 구조와는 구별되는 것이다.
본 실시형태에서 내부 구조의 일례로는, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에, 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 주상물을 필름 막 두께 방향으로 임립시켜서 이루어지는 칼럼 구조를 들 수 있다. 또한, 상술한 내부 구조의 다른 예로는, 굴절률이 다른 복수의 판상 영역을 필름 면에 따른 임의의 한 방향으로 교대로 배치하여 이루어지는 루버 구조를 들 수 있다.
(2-1) 칼럼 구조
도 1은, 상술한 칼럼 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 칼럼 구조(113)에서는, 굴절률이 상대적으로 높은 주상물(112)이 두께 방향으로 복수 임립하고, 그 주위를, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역(114)을 매립한 구조로 되어 있다. 또한 도 1에서는, 주상물(112)이, 칼럼 구조(113) 내의 두께 방향 전역에 존재하는 것으로 도시되어 있지만, 칼럼 구조(113)의 두께 방향의 상단부 및 하단부의 적어도 한쪽에, 주상물(112)이 존재하지 않게 되어 있어도 좋다.
이러한 칼럼 구조(113)를 가지는 광확산 필름에 입사된 광이, 소정의 입사각도 범위 내에 있는 경우, 소정의 개구각(aperture angle)을 가지고 강하게 확산하면서 광확산 필름으로부터 사출된다. 한편, 입사광이 상기 입사각도 범위 외의 각도로 입사되는 경우, 확산하지 않고 투과하거나, 또는 입사각도 범위 내의 입사광의 경우보다도 약한 확산을 따라 사출되게 된다. 또한 칼럼 구조(113)에 의해서 생기는 확산은, 루버 구조에 의해서 생기는 확산과는 달리, 사출되는 광의 진행 방향이 소정의 방향으로만 제한되지 않고, 일반적으로 등방성 확산이라고 불리는 확산으로 된다.
칼럼 구조(113)에서는, 굴절률이 상대적으로 높은 주상물(112)의 굴절률과 굴절률이 상대적으로 낮은 영역(114)의 굴절률의 차이가, 0.01 이상인 것이 바람직하고, 특히 0.05 이상인 것이 바람직하고, 또한 0.1 이상인 것이 바람직하다. 상기 차이가 0.01 이상인 것으로, 효과적인 확산을 행할 수 있게 된다. 또한 상기 차이의 상한은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 0.3 이하이어도 좋다.
상술한 주상물(112)은, 광확산 필름의 한쪽의 면으로부터 다른 쪽의 면을 향해, 직경이 증가하는 구조를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구조를 가지는 주상물(112)은, 한쪽의 면으로부터 다른 쪽의 면을 향해 직경이 거의 변화하지 않는 주상물과 비교하여, 주상물의 축선 방향과 평행한 광의 진행 방향을 변경시키기 쉬워지고, 이것에 의해, 광확산 필름이 효과적으로 광을 확산시킬 수 있게 된다.
또한, 주상물(112)을, 축선 방향에 수평인 면으로 절단한 경우의 단면에서의, 직경의 최대치는, 0.1μm 이상인 것이 바람직하고, 특히 0.5μm 이상인 것이 바람직하고, 또한 1μm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 최대치는, 15μm 이하인 것이 바람직하고, 특히 10μm 이하인 것이 바람직하고, 또한 5μm 이하인 것이 바람직하다. 직경의 최대치가 상기 범위인 것으로, 광확산 필름이 효과적으로 광을 확산시킬 수 있게 된다. 또한 주상물(112)의 축선 방향과 수직인 면으로 절단한 경우의 단면 형상에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 원, 타원, 다각형, 이형(異形) 등으로 하는 것이 바람직하다.
칼럼 구조(113)에서는, 인접하는 주상물(112) 간의 거리가, 0.1μm 이상인 것이 바람직하고, 특히 0.5μm 이상인 것이 바람직하고, 또한 1μm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 거리는, 15μm 이하인 것이 바람직하고, 특히 10μm 이하인 것이 바람직하고, 또한 5μm 이하인 것이 바람직하다. 인접하는 주상물(112) 간의 거리가 상기 범위인 것으로, 광확산 필름이 효과적으로 광을 확산시킬 수 있게 된다.
또한, 칼럼 구조(113)에서는, 주상물(112)이, 광확산 필름의 필름 막 두께 방향에 대해서 수평으로 임립하고 있어도 좋고, 일정한 경사각으로 임립하고 있어도 좋다. 일정한 경사각으로 임립할 때의 경사각, 즉, 칼럼 구조(113)의 주상물(112)의 축선과 광확산 필름의 법선이 이루는 예각 측의 각도는, 1° 이상인 것이 바람직하고, 특히 5° 이상인 것이 바람직하고, 또한 10° 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 각도는, 50° 이하인 것이 바람직하고, 특히 40° 이하인 것이 바람직하고, 또한 30° 이하인 것이 바람직하다. 주상물(112)이 상기 범위로 경사져 있는 것으로, 이러한 칼럼 구조(113)를 구비하는 광확산 필름은, 투과하는 광을 소망한 방향으로 치우치게 하면서 확산시킬 수 있게 된다.
또한 이상의 칼럼 구조(113)의 내부 구조와 관련되는 치수나 소정의 각도 등은, 광학 디지털 현미경을 이용하여 칼럼 구조(113)의 단면을 관찰함으로써 측정할 수 있다.
(2-2) 루버 구조
도 2는, 전술한 루버 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 루버 구조(123)는, 굴절률이 상대적으로 높은 판상 영역(122)이, 필름 면에 따른 일 방향으로 교대로 배치되어 있고, 이들의 사이를, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역(124)이 매립된 구조로 되어 있다. 또한 도 2는, 판상 영역(122)이, 루버 구조(123) 내의 두께 방향 전역에 존재하는 것으로 도시되어 있지만, 루버 구조(123)의 두께 방향의 상단부 및 하단부의 적어도 한쪽에, 판상 영역(122)이 존재하지 않게 되어 있어도 좋다.
이러한 루버 구조(123)를 가지는 광확산 필름에 입사된 광은, 그 입사각도에 따라, 확산하면서 광확산 필름으로부터 사출되거나, 또는 확산하지 않고 투과하게 된다. 또한 루버 구조(123)를 가지는 광확산 필름은, 판상 영역(122)의 배열 방향에 수직인 방향에 대한 확산이 생기기 쉬운 성질을 가진다. 이러한, 사출되는 광의 진행 방향이 주로 소정의 방향으로만 이루어지는 확산을, 일반적으로 이방성 확산이라고 말한다.
루버 구조(123)에서는, 굴절률이 상대적으로 높은 판상 영역(122)의 굴절률과 굴절률이 상대적으로 낮은 영역(124)의 굴절률의 차이가, 0.01 이상인 것이 바람직하다. 상기 차이가 0.01 이상인 것으로, 루버 구조(123)를 구비하는 광확산 필름이 효과적으로 광을 확산시킬 수 있게 된다. 또한 상기 차이의 상한은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 0.3 이하이어도 좋다.
루버 구조(123)에서는, 개개의 판상 영역(122)의 두께(배열 방향의 길이)가, 0.1μm 이상인 것이 바람직하고, 특히 0.5μm 이상인 것이 바람직하고, 또한 1.0μm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 두께는, 15μm 이하인 것이 바람직하고, 특히 10μm 이하인 것이 바람직하고, 또한 5μm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 인접하는 판상 영역(122)의 간격도, 상기와 마찬가지의 범위인 것이 바람직하다. 판상 영역(122)의 두께 및 인접하는 판상 영역(122)의 간격이 각각 상기 범위인 것으로, 루버 구조(123) 내를 투과하는 광이 양호하게 그 진행 방향을 변경할 수 있게 되고, 그 결과, 광확산 필름이 효과적으로 광을 확산시킬 수 있게 된다.
루버 구조(123)에서는, 판상 영역(122)이, 그 배열 방향에 따라 경사져 있어도 좋고, 경사를 갖지 않고, 필름 법선 방향과 일치하도록 배열되어 있어도 좋다. 배열 방향에 따라 경사진 경우에 경사각, 즉 판상 영역(122)의 한면과 광확산 필름의 법선이 이루는 예각 측의 각도는, 1° 이상인 것이 바람직하고, 5° 이상인 것이 보다 바람직하고, 특히 10° 이상인 것이 바람직하고, 또한 20° 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 경사각은, 80° 이하인 것이 바람직하고, 특히 60° 이하인 것이 바람직하고, 또한 45° 이하인 것이 바람직하다. 판상 영역(122)이 상기 범위로 경사져 있는 것으로, 이러한 루버 구조(123)를 구비하는 광확산 필름은, 광을 소정의 방향으로 치우치게 하면서 확산시킬 수 있게 된다.
또한 이상의 루버 구조(123)의 내부 구조와 관련되는 치수나 소정의 각도 등은, 광학 디지털 현미경을 이용하여 루버 구조(123)의 단면을 관찰함으로써 측정할 수 있다.
(2-3) 그 외의 내부 구조
본 실시형태와 관련되는 광확산 필름의 내부 구조는, 상술한 칼럼 구조(113) 및 루버 구조(123) 이외의 구조를 가지고 있어도 좋다. 예를 들면, 광확산 필름은, 내부 구조로서 상술한 칼럼 구조(113)에서의 주상물(112)이, 광확산 필름의 두께 방향의 도중에 굴곡하여 이루어지는 구조를 가지고 있어도 좋다. 또한, 광확산 필름은, 내부 구조로서 상술한 루버 구조(123)에서의 판상 영역(122)이, 광확산 필름의 두께 방향의 도중에 굴곡하여 이루어지는 구조를 가지고 있어도 좋다. 혹은 본 실시형태와 관련되는 광확산 필름은, 칼럼 구조(113) 및 루버 구조(123)나, 상술한 굴곡을 가지는 구조를 임의의 조합으로 적층하여 이루어지는 내부 구조를 가진 것이어도 좋다.
3.광확산 필름의 제조 방법
본 실시형태와 관련되는 광확산 필름의 제조 방법으로는, 얻어진 광확산 필름이 전술한 효과를 달성할 수 있게 되는 한 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 종래의 방법에 따라 제조할 수 있다. 보다 상세하게는, 공정 시트의 한면에, 전술한 광확산 필름용 조성물을 도포하고, 도막을 형성한 후, 상기 도막에 대해서 활성에너지선을 조사하여 경화시킴으로써, 광확산 필름을 얻을 수 있다.
상기 공정 시트로는, 플라스틱 필름, 종이의 모두 사용할 수 있다. 이 중에서, 플라스틱 필름으로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스테르계 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀계 필름, 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 셀룰로오스계 필름, 및 폴리이미드계 필름 등을 들 수 있다. 또한, 종이로는, 예를 들면, 글래신지, 코트지, 및 라미네이트지 등을 들 수 있다. 또한, 공정 시트로는, 열이나 활성에너지선에 대한 치수안정성이 우수한 플라스틱 필름인 것이 바람직하다. 이러한 플라스틱 필름으로는, 상술한 것 중에서, 폴리에스테르계 필름, 폴리올레핀계 필름 및 폴리이미드계 필름을 바람직하게 들 수 있다.
또한, 상기 공정 시트에 대해서는, 경화한 도막을 공정 시트로부터 박리하기 쉽게 하기 위해서, 공정 시트에서의 광확산 필름용 조성물의 도포면 측에, 박리층을 설치하는 것이 바람직하다. 이러한 박리층은, 실리콘계 박리제, 불소계 박리제, 알키드계 박리제, 올레핀계 박리제 등, 종래 공지의 박리제를 이용하여 형성할 수 있다.
상술한 도포 방법으로는, 예를 들면, 나이프 코트법, 롤 코트법, 바 코트법, 블레이드 코트법, 다이코트법, 및 그라비아 코트법 등을 들 수 있다. 또한, 광확산 필름용 조성물은, 필요에 따라서 용제를 이용하여 희석해도 좋다.
도막에 대한 활성에너지선의 조사는, 형성하려고 하는 내부 구조에 따라, 다른 형태로 행한다. 예를 들면, 전술한 칼럼 구조(113)를 형성하는 경우에는, 도막에 대해서, 광선의 평행도가 높은 평행 광을 조사한다. 여기서, 평행 광이란, 발하는 광의 방향이, 어느 방향에서 본 경우에도 확산되지 않는 대략 평행한 광을 의미한다. 이러한 평행 광은, 예를 들면, 렌즈나 차광 부재의 공지의 수단을 이용하여 준비할 수 있다. 조사 시에는, 컨베이어 등을 이용하여 도막과 공정 시트의 적층체를 그 길이 방향으로 이동시키면서, 상기 평행 광을 조사하는 것이 바람직하다. 또한 상기 평행 광의 조사 각도를 조정하여, 칼럼 구조(113) 내에 형성되는 주상물(112)의 경사 각도를 조정할 수도 있다.
또한 상기 활성에너지선이란, 전자파 또는 전하입자선 중에서 에너지 양자를 가지는 것을 말하고, 구체적으로는, 자외선이나 전자선 등을 들 수 있다. 활성에너지선 중에서도, 취급이 용이한 자외선이 특히 바람직하다.
활성에너지선으로서 자외선을 이용하여 칼럼 구조(113)를 형성하는 경우, 그 조사 조건으로는, 도막 표면에서의 피크 조도를 0.1 ~ 10 mW/㎠로 하는 것이 바람직하다. 또한 여기서 말하는 피크 조도란, 도막 표면에 조사되는 활성에너지선이 최대치를 나타내는 부분에서의 측정치를 의미한다. 또한 도막 표면에서의 적산 광량을, 5 ~ 200 mJ/㎠로 하는 것이 바람직하다.
또한, 활성에너지선으로서 자외선을 이용하여 칼럼 구조(113)를 형성하는 경우, 상기 적층체에 대한, 활성에너지선의 광원의 상대적인 이동 속도는, 0.1 ~ 10 m/분으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 전술한 루버 구조(123)를 형성하는 경우에는, 활성에너지선의 광원으로서 선상(線狀) 광원을 이용하여 적층체 표면에 대해서 폭 방향(TD 방향)으로는 랜덤하고 흐름 방향(MD 방향)으로는 대략 평행한 띠상(거의 선상)의 광을 조사한다. 또한 상기 광의 조사 각도를 조정하는 것으로, 루버 구조(123) 내에 형성되는 판상 영역(122)의 경사 각도를 조정할 수도 있다.
활성에너지선으로서 자외선을 이용하여 루버 구조(123)를 형성하는 경우, 그 조사 조건으로는, 도막 표면에서의 피크 조도를 0.1 ~ 50 mW/㎠ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 도막 표면에서의 적산 광량을, 5 ~ 300 mJ/㎠ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 적층체에 대한, 활성에너지선의 광원의 상대적인 이동 속도는, 0.1 ~ 10 m/분 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한 보다 확실한 경화를 완료시키는 관점에서, 전술한 바와 같은 평행 광이나 띠상의 광을 이용한 경화를 행한 후에, 통상의 활성에너지선(평행 광이나 띠상의 광으로 변환하는 처리를 행하지 않은 활성에너지선, 산란 광)을, 적층체에 대해서 조사하는 것도 바람직하다. 이 때, 균일하게 경화시키는 관점에서, 도막 표면에 대해서, 박리 시트를 적층해도 좋다.
4.광확산 필름의 사용
본 실시형태와 관련되는 광확산 필름의 용도는 특별히 한정되지 않고, 종래의 광확산 필름과 마찬가지로 사용할 수 있다. 예를 들면, 본 실시형태와 관련되는 광확산 필름은, 액정표시장치, 유기 발광 디바이스, 전자 페이퍼 등을 제조하기 위해서 사용할 수 있다.
본 실시형태와 관련되는 광확산 필름은, 그 제조 시에 타흔의 발생, 및 그 외의 부재에 적층할 때에 파손의 발생을 양호하게 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태와 관련되는 광확산 필름은 소망한 광확산성을 양호하게 발휘할 수 있고, 이러한 광확산 필름을 이용하여 제조되는, 상술한 액정표시장치 등도 소망한 성능을 양호하게 발휘할 수 있다.
이상 설명한 실시형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 기재된 것으로, 본 발명을 한정하기 위해서 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기 실시형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.
실시예
이하, 실시예 등에 의해 본 발명을 한층 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위는 이러한 실시예 등에 한정되는 것은 아니다.
〔실시예 1〕
1.광확산 필름용 조성물의 조제
저굴절률 성분으로서 폴리프로필렌글리콜과 이소포론 디이소시아네이트와 2-히드록시에틸 메타크릴레이트를 반응시켜 얻어진 중량평균분자량 9,900의 폴리에테르우레탄 메타크릴레이트 40질량부(고형분 환산치; 이하 동일)에 대해, 고굴절률 성분으로서 분자량 268의 o-페닐페녹시에톡시에틸 아크릴레이트 60질량부와, 다관능성 모노머로서 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 5질량부(고굴절률 성분 및 저굴절률 성분의 합계량 100질량부에 대해서 5질량부)와, 광중합개시제로서 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 8질량부를 첨가한 후, 80℃의 조건 하에서 가열 혼합을 행해, 광확산 필름용 조성물을 얻었다.
또한 상기 고굴절률 성분 및 상기 저굴절률 성분의 굴절률을, 아베(Abbe)굴절계(ATAGO CO.,LTD. 제, 제품명 「아베굴절계 DR-M2」, Na 광원, 파장 589 nm)를 이용하여 JIS K0062-1992에 준하여 측정했는데, 각각 1.58 및 1.46이었다.
2.광확산 필름의 형성
얻어진 광확산 필름용 조성물을, 공정 시트로서 장척(長尺)의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트의 한면에 도포하여 도막을 형성했다. 이것에 의해, 상기 도막과 공정 시트로 이루어지는 적층체를 얻었다.
계속해서, 얻어진 적층체를 컨베이어 상에 재치(載置)했다. 이 때, 적층체에서의 도막측의 면이 상측이 되는 동시에, 공정 시트의 길이 방향이 컨베이어의 흐름 방향과 평행하게 되도록 했다. 그리고, 적층체를 재치한 컨베이어에 대해서, 중심 광선 평행도를 ±3°이내로 제어한 자외선 스팟 평행 광원(JATEC 사 제)을 설치했다. 이 때, 상기 광원이, 적층체에서의 도막측의 면의 법선 방향에 대해서, 컨베이어의 흐름 방향과 반대측으로 15° 경사진 방향의 평행 광을 조사할 수 있도록 설치했다. 또한, 상기 도막의 표면과 상기 광원의 거리가 240 mm가 되도록 설치했다.
그 후, 컨베이어를 작동시켜, 적층체를 0.2m/분의 속도로 이동시키면서, 도막 표면에서의 피크 조도 2.00mW/㎠, 적산 광량 53.13mJ/㎠의 조건에서, 평행도가 2° 이하의 평행 광(주피크 파장 365 nm, 그 외 254 nm, 303 nm, 313 nm에 피크를 가지는 고압 수은 램프로부터의 자외선)을 조사함으로써, 적층체 중의 도막을 경화시켰다(상기 경화를, 편의상 「1차 경화」라고 하는 경우가 있다.).
계속해서, 상기 도막을 충분히 경화시키는 관점에서, 적층체에서의 도막측의 면에, 두께 38μm의 자외선 투과성을 가지는 박리 시트(LINTEC Corporation 제, 제품명 「SP-PET382050」, 자외선 조사측의 표면에서의 중심선 평균 조도：0.01μm, 헤이즈값：1.80%, 상 선명도：425, 파장 360 nm의 투과율 84.3%)를 적층한 후, 상기 박리 시트를 통해, 도막에 대해서, 피크 조도 10 mW/㎠, 적산 광량 150 mJ/㎠의 조건에서 자외선(산란광)을 조사하여, 적층체 중의 도막을 경화시켰다(상기 경화를, 편의상 「2차 경화」라고 하는 경우가 있다.). 또한 상술한 피크 조도 및 적산 광량은, 수광기를 설치한 UV METER(iGrafx 사 제, 제품명 「Eye UV illuminance meter UVPF-A1」)를 상기 도막의 위치에 설치해 측정된 것이다.
이상의 1차 경화 및 2차 경화에 의해, 상술한 도막이 경화하여 이루어지는 두께 75μm의 광확산 필름을, 박리 시트와 공정 시트의 사이에 적층된 상태로 얻었다. 또한 광확산 필름의 두께는, 정압 두께측정기(TAKARA.Co.Ltd 제, 제품명 「TECLOCK PG-02J」)을 이용하여 측정된 것이다.
또한 형성된 광확산 필름의 단면의 현미경 관찰 등을 행했는데, 광확산 필름의 내부에, 두께 방향으로 복수의 주상물을 임립시켜서 이루어지는 칼럼 구조가 형성되어 있는 것이 확인되었다. 특히, 상기 주상물은, 광확산 필름의 두께 방향에 대해서 컨베이어의 진행 방향과 반대측으로 20° 경사져 있는 (경사각 -20°) 것이 확인되었다. 또한 상기 경사각은, 필름 면 법선 방향을 0°로 하고, 컨베이어 진행 방향을 플러스, 그 반대 방향을 마이너스라고 표기한다.
〔실시예 2, 3〕
다관능성 모노머의 종류 및 두께를 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 이외, 실시예 1과 마찬가지로 하여 광확산 필름을 제조했다.
〔비교예 1〕
다관능성 모노머를 사용하지 않는 것 이외, 실시예 1과 마찬가지로 광확산 필름을 제조했다.
〔시험예 1〕(압입 탄성률의 측정)
실시예 및 비교예에서 제조된 광확산 필름으로부터 공정 시트 및 박리 필름을 박리하고 노출된 한면에 대해, 초미소 경도계(Shimadzu Corporation 제, 「 Shimadzu Dynamic Ultra Micro Hardness Tester DUH－W201S」)를 사용하여, 23℃에서의 압입 탄성률(MPa)을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔시험예 2〕(인장 탄성률의 측정)
실시예 및 비교예에서 제조된 광확산 필름으로부터 공정 시트 및 박리 필름을 박리해 제거한 후, 15 mm×140 mm의 사이즈로 재단하여, 광확산 필름의 시험편을 얻었다. 상기 시험편에 대해서, JIS K7127：1999에 준거하여, 23℃에서의 인장 탄성률을 측정했다. 구체적으로는, 상기 시험편을, 인장시험기(Shimadzu Corporation 제, 제품명 「오토그래프 AG－IS 500N」)에서, 척간 거리 100 mm로 설정한 후, 200 mm/min의 속도로 인장시험을 행해, 인장 탄성률(MPa)을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔시험예 3〕(타흔억제의 평가)
실시예 및 비교예에서 제조된 광확산 필름으로부터 공정 시트를 박리했다. 이것에 의해 얻어진, 광확산 필름과 박리 필름으로 이루어지는 적층체를, 박리 필름 측의 면을 위로 하여 경질의 지지대 상에 두었다. 그리고, 광확산 필름에 대해, 박리 필름 너머에 점 하중을 인가하여 타흔을 남겼다. 구체적으로는, 압심(押芯)의 선단이 직경 2.54 mm의 반구로 되어 있는 경도계(KOBUNSHI KEIKI CO., LTD. 제, 제품명 「ASKER 경도계 C2」)를 이용하여, 225 g의 하중을 10초간 인가했다.
상기 점 하중의 인가로부터 5분 경과한 후, 광확산 필름으로부터 박리 필름을 박리하고, 이것에 의해 노출된 광확산 필름의 노출면에 남은 타흔의 깊이를, 광 간섭현미경(Veeco 사 제, 제품명 「표면 형상 측정장치 WYKO NT110」)을 이용하여 측정했다. 그리고, 이하의 기준에 기초하여, 타흔억제에 대해 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
◎:남은 타흔의 깊이가, 0 nm 이상 10 nm 이하였다.
○:남은 타흔의 깊이가, 10 nm 초과 20 nm 이하였다.
×:남은 타흔의 깊이가, 20 nm 초과였다.
또한, 점 하중을 인가할 때의 하중을 443 g로 변경하고, 상기와 마찬가지의 측정을 행하고, 타흔억제에 대해 평가했다. 그 결과도 표 1에 나타낸다.
〔시험예 4〕(변각 헤이즈 측정)
실시예 및 비교예에서 제작한 광확산 필름에 대해서, 변각 헤이즈미터(TOYO SEIKI SEISAKU-SHO, LTD. 제, 제품명 「haze gard plus, 변각 헤이즈미터」)를 이용하여, 헤이즈값(%)을 측정했다. 구체적으로는, 광확산 필름으로부터 공정 시트 및 박리 필름을 박리한 후, 상기 광확산 필름의 한면에 대해, 그 법선에 대한 입사각도를, 광확산 필름의 길이 방향에 따라 -50° ~ 10°의 범위를 바꾸면서 광선을 조사하여, 순차 헤이즈값(%)을 측정했다.
계속해서, 순차 측정된 결과에 대해서, 입사각도의 측정 범위(-50° ~ 10°) 가운데, 헤이즈값이 90% 이상이 된 입사각도의 범위를 특정하고, 또한 상기 범위의 끝점이 되는 2개의 각도의 차이를 산출하고, 이것을 90% 이상의 헤이즈값을 초래하는 각도 범위(변각 헤이즈 각도 범위)로 했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예와 관련되는 광확산 필름에 따르면, 타흔의 발생을 양호하게 억제할 수 있었다.
본 발명의 광확산 필름은, 액정표시장치 등의 제조에 적합하게 이용된다.
112:굴절률이 상대적으로 높은 주상물
113:칼럼 구조
114:굴절률이 상대적으로 낮은 영역
122:굴절률이 상대적으로 높은 판상 영역
123:루버 구조
124:굴절률이 상대적으로 낮은 영역
113:칼럼 구조
114:굴절률이 상대적으로 낮은 영역
122:굴절률이 상대적으로 높은 판상 영역
123:루버 구조
124:굴절률이 상대적으로 낮은 영역
Claims (4)
- 필름 내에, 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역을 구비한 내부 구조를 가지는 광확산 필름으로서,
상기 광확산 필름의 23℃에서의 압입 탄성률은, 30 MPa 이상인 것을 특징으로 하는, 광확산 필름. - 제1항에 있어서,
상기 광확산 필름의 23℃에서의 압입 탄성률은, 500 MPa 이하인 것을 특징으로 하는, 광확산 필름. - 제1항에 있어서,
상기 광확산 필름의 23℃에서의 인장 탄성률은, 1 MPa 이상 500 MPa 이하인 것을 특징으로 하는, 광확산 필름. - 제1항에 있어서,
상기 광확산 필름의 상기 내부 구조는, 상기 굴절률이 상대적으로 낮은 영역 중에, 상기 굴절률이 상대적으로 높은 복수의 영역이, 필름 막 두께 방향으로, 소정의 길이로 연재되는 내부 구조인 것을 특징으로 하는, 광확산 필름.
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