KR102045391B1

KR102045391B1 - 이방성 광학 필름

Info

Publication number: KR102045391B1
Application number: KR1020157017055A
Authority: KR
Inventors: 마사히데 스기야마
Original assignee: 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2019-11-15
Also published as: JPWO2014084361A1; EP2927714B1; EP2927714A1; TW201428353A; US20150346396A1; US9958580B2; CN104838292A; TWI605272B; JP5670601B2; CN104838292B; KR20150090202A; EP2927714A4; WO2014084361A1

Abstract

[과제] 본 발명은 1층의 이방성 확산층이어도 넓은 입사 각도 범위에서 빛의 확산과 집광을 수행할 수 있어, 부자연스러운 인상을 받게 하는 경우가 없으며, 또한, 빛의 간섭(무지개)이 생기기 어려운 이방성 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결수단] 빛의 입사각에 의해 확산성이 변화하는 이방성 광학 필름으로서, 복수의 각주 영역과 매트릭스 영역을 가지며, 직선 투과율이 최대로 되는 입사각에서의 최대 직선 투과율이 30% 이상 95% 미만이고, 직선 투과율이 최소로 되는 입사각에서의 최소 직선 투과율이 20% 이하인 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.

Description

이방성 광학 필름{ANISOTROPIC OPTICAL FILM}

본 발명은, 각주형의 구조를 내부에 가지는 이방성 광학 필름에 관한 것이다.

광 확산성을 가지는 부재는, 조명기구나 건재 외에, 표시장치에서도 사용되고 있다. 이 표시장치로서는, 예를 들면, 액정표시장치(LCD), 유기 전계 발광 소자(유기 EL) 등이 있다. 광 확산 부재의 광 확산 발현 기구로서는, 표면에 형성된 요철에 의한 산란(표면 산란), 매트릭스 수지와 그 중에 분산된 미립자 간의 굴절률 차이에 의한 산란(내부 산란) 및 표면 산란과 내부 산란의 양쪽 모두에 의한 것을 들 수 있다. 다만, 이들 광 확산 부재는, 일반적으로 그 확산 성능은 등방적이고, 입사각도를 조금 변화시켜도, 그 투과광의 확산 특성이 크게 달라지는 일은 없었다.

한편, 일정한 각도 영역의 입사광은 강하게 확산하고, 그 이외의 각도의 입사광은 투과한다고 하는, 이방성 광학 필름이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 이 이방성 광학 필름은, 시트상의 감광성 조성물 층의 상공으로부터 선상 광원을 이용해 광을 조사(照射)하여 경화시킨 것이다. 그리고, 시트상의 기체(基體) 내에는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 이방성 광학 필름(50)의 제작시에 그 상공에 배치한 선상 광원(51)의 길이 방향으로 일치하고, 주변 영역과 굴절률이 다른 판상 구조(40)가 서로 평행으로 형성되어 있다고 생각되고 있다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 도시하지 않은 광원과 수광기(3)의 사이에 샘플 1(이방성 광학 필름)을 배치하고, 샘플 표면의 직선 L을 중심축으로 하여 각도를 변화시키면서 샘플을 직진 투과하여 수광기(3)에 들어가는 직선 투과율을 측정할 수 있다.

도 11은, 도 12에 나타낸 방법을 이용해 측정한 도 10에 나타낸 이방성 광학 필름(50)이 가지는 산란 특성의 입사각 의존성을 나타낸 것이다. 도 11은, 후술하는 비교예 2, 3과 동일하게 판상 구조를 가지는 이방성 광학 필름을 평가한 것이다. 세로축은 산란의 정도를 나타내는 지표인 직선 투과율(소정의 광량의 평행 광 선을 입사시킨 때에, 입사 방향과 동일한 방향으로 출사된 평행 광선의 광량)을 나타내고, 가로축은 입사각을 나타낸다. 도 11 중의 실선 및 파선은 각각, 도 10 중의 A-A축(판상 구조를 관통한다) 및 B-B축(판상 구조에 평행)을 중심으로 이방성 광학 필름(50)을 회전시켰을 경우를 나타낸다. 또한, 입사각의 정부(正負)는, 이방성 광학 필름(50)을 회전시키는 방향이 반대인 것을 나타낸다. 도 11 중의 실선은, 정면 방향에서도 경사 방향에서도 직선 투과율이 작은 채로 있지만, 이것은, A-A축을 중심으로 회전시킨 경우에는, 이방성 광학 필름(50)이 입사각에 무관하게 산란 상태인 것을 의미한다. 또한, 도 11 중의 파선은, 0° 근방의 방향에서 직선 투과율이 작아지고 있지만, 이것은 B-B축을 중심으로 회전시켰을 경우에도, 이방성 광학 필름(50)이 정면 방향의 광에 대해서 산란 상태인 것을 의미한다. 또한, 입사각이 큰 방향에서는 직선 투과율이 증가하고 있는데, 이것은, B-B축을 중심으로 회전시켰을 경우에는, 이방성 광학 필름(50)이 경사 방향의 빛에 대해서 투과 상태인 것을 의미한다. 이 구조 덕분에, 예를 들면, 가로 방향으로는 투과도가 입사각에 따라서 다르지만, 세로 방향으로는 입사각을 바꾸어도 투과도가 변하지 않는다고 하는 특성을 부여할 수 있다. 여기에서, 도 11과 같이 산란 특성의 입사각 의존성을 나타내는 곡선을 이하, 「광학 프로파일」이라고 명명한다. 광학 프로파일은, 산란 특성을 직접적으로 표현하고 있는 것은 아니지만, 직선 투과율이 저하함으로써 역으로 확산 투과율이 증대하고 있는 것으로 해석하면, 대체로 확산 특성을 나타내고 있다고 말할 수 있다.

이방성 광학 필름(50)은, 그 판상 구조(40)의 필름 법선에 대한 기울기에 의해 광학 특성이 규정된다. 이 경우, 판상 구조(40)에 거의 평행한 방향에서의 입사광이 강하게 확산되며, 그 판상 구조를 관통하도록 입사하는 빛은 대부분 확산되지 않고 투과하기 때문에, 판상 구조(40)는 광 산란면이라고 할 수 있다.

이 이방성 광학 필름(50)의 성질은 판상 구조의 기울기와 입사광의 기울기에 의존하기 때문에, 빛이 강하게 확산될 때의 입사각도 범위는 한정적이었다. 또한, 이방성 광학 필름(50)은 입사각도를 바꾸었을 경우의 확산성의 변화가 매우 급준(急峻)하기 때문에, 표시장치에 적용했을 경우, 시인성의 급격한 변화가 되어 나타나 부자연스러운 인상을 받게 하는 일이 있었다. 이 문제를 해결하기 위해서, 판상 구조의 기울기를 바꾼 이방성 광학 필름을 복수 적층하는 방법을 들 수 있지만, 비용이 많이 걸리는 문제가 있어, 개선이 요구되고 있었다. 이에 더해, 판상 구조의 이방성 광학 필름은 빛의 간섭(무지개)이 생기기 쉬워, 시인성의 개선이 요구되고 있었다.

특허문헌 1 : 일본 특허 제2547417호 공보

본 발명은, 1층의 이방성 확산층이어도, 넓은 입사각도 범위에서 빛의 확산과 집광을 실시할 수 있고 부자연스러운 인상을 받게 하는 일이 없으며, 또한, 빛의 간섭(무지개)이 생기기 어려운 이방성 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 하기의 기술적 구성에 의해 상기 과제를 해결할 수 있었다.

(1) 빛의 입사각에 의해 확산성이 변화하는 이방성 광학 필름으로서, 복수의 각주 영역과 매트릭스 영역을 가지는 것이고, 직선 투과율이 최대가 되는 입사각에 있어서의 최대 직선 투과율이 30% 이상 95% 미만이며, 직선 투과율이 최소가 되는 입사각에 있어서의 최소 직선 투과율이 20% 이하인 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.

(2) 상기 각주 영역의 단경과 장경의 어스펙트비가 2∼40의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 이방성 광학 필름.

(3) 상기 각주 영역의 두께가 30㎛∼200㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 이방성 광학 필름.

(4) 상기 최대 직선 투과율과 상기 최소 직선 투과율의 차이가 1/2 이하가 되는 직선 투과율에 대한 입사광의 확산 범위의 각도 범위가 50°∼80°인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 이방성 광학 필름.

(5) 상기 단경의 길이가 0.5㎛∼5.0㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (2)에 기재된 이방성 광학 필름.

(6) 상기 장경의 길이가 3.0㎛∼50㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (2)에 기재된 이방성 광학 필름.

(7) (1)에 기재된 이방성 광학 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치.

(8) 광원으로부터 평행 광선을 얻는 공정과, 상기 평행 광선을 지향성 확산 요소에 입사시켜, 지향성을 가진 빛을 얻는 공정과, 상기 지향성을 가진 빛을 광 경화성 조성물 층에 입사시켜, 광 경화성 조성물 층을 경화시키는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름의 제조 방법.

(9) 상기 지향성을 가진 빛의 어스펙트비가 2∼40의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 상기 (8)에 기재된 이방성 광학 필름의 제조 방법.

본 발명은, 1층의 이방성 확산층이어도, 넓은 입사각도 범위에서 빛의 확산과 집광을 실시할 수 있어 부자연스러운 인상을 받게 하는 일이 없으며, 또한, 빛의 간섭(무지개)이 생기기 어려운 이방성 광학 필름을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 이방성 광학 필름의 모식도로서, (a) 평면도, (b) 단면도이다.
도 2는 본 발명의 이방성 광학 필름의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.
도 3은 실시예 1의 이방성 광학 필름의 광학 프로파일이다.
도 4는 실시예 2의 이방성 광학 필름의 광학 프로파일이다.
도 5는 실시예 3의 이방성 광학 필름의 광학 프로파일이다.
도 6은 실시예 4의 이방성 광학 필름의 광학 프로파일이다.
도 7은 비교예 1의 이방성 광학 필름의 광학 프로파일이다.
도 8은 비교예 2의 이방성 광학 필름의 광학 프로파일이다.
도 9는 비교예 3의 이방성 광학 필름의 광학 프로파일이다.
도 10은 종래의 이방성 광학 필름의 모식도이다.
도 11은 판상 구조를 가지는 이방성 광학 필름의 직선 투과율을 나타내는 도면이다.
도 12는 이방성 광학 필름의 광학 프로파일의 측정 방법을 나타낸다.
도 13은 실시예 3의 이방성 광학 필름 단면의 광학 현미경 사진이다.

여기에서, 본 특허 청구의 범위 및 본 명세서에 있어서의 각 용어의 정의를 설명한다.

「저굴절률 영역」과 「고굴절률 영역」은, 이방성 광학 필름을 구성하는 재료의 국소적인 굴절률의 고저차에 의해 형성되는 영역으로서, 다른 쪽에 비해 굴절률이 낮은지 높은지를 나타낸 상대적인 것이다. 이들 영역은, 이방성 광학 필름을 형성하는 재료가 경화할 때에 형성된다.

「확산 중심축」이란, 입사각을 변화시켰을 때에 산란 특성이 그 입사각을 경계로 대략 대칭성을 가지는 빛의 입사각과 일치하는 방향을 의미한다.「대략 대칭성을 가진다」라고 한 것은, 엄밀하게 광학 특성의 대칭성을 가지지 않기 때문이다. 확산 중심축은, 필름 단면의 기울기를 광학 현미경에 의해서 관찰하거나, 이방성 광학 필름을 개재한 빛의 투영 형상을 입사각을 변화시켜 관찰함으로써 찾아낼 수 있다.

직선 투과율은, 이방성 광학 필름에 대해서 입사한 빛의 직선 투과성에 관해, 어느 입사각으로부터 입사했을 때에, 직선 방향의 투과 광량과 입사한 빛의 광량의 비율이며, 하기 식으로 나타낸다.

직선 투과율(%)=(직선 투과 광량/입사 광량)×100

본 발명에 있어서는, 「산란」과「확산」의 양자를 구별하지 않고 사용하고 있으며, 양자는 동일한 의미를 나타낸다.

이하, 본 발명의 내용에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 이방성 광학 필름(5)의 모식도이다. 도 1(a)은 이방성 광학 필름(5)의 평면도, 도 1(b)은 도 1(a)의 C-C선으로 절단한 이방성 광학 필름(5)의 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이 이방성 광학 필름(5)은, 복수의 각주 영역(6)과 매트릭스 영역(4)을 가진다. 복수의 각주 영역(6) 및 매트릭스 영역(4)은, 불규칙한 분포나 형상을 가지지만, 이방성 광학 필름의 전면에 걸쳐서 형성되는 점에서, 얻어진 광학 특성(예를 들면, 후술하는 직선 투과율 등)은 어느 부위에서 측정해도 대략 동일하다. 복수의 각주 영역(6) 및 매트릭스 영역(4)이 불규칙한 분포나 형상을 가지기 때문에, 본 발명의 이방성 광학 필름(5)은 빛의 간섭(무지개)이 발생하는 경우가 적다.

각주 영역(6)의 표면 형상은 도 1(a)에 도시한 바와 같이, 단경 SA와 장경 LA를 가진다. 단경 SA와 장경 LA는 이방성 광학 필름(5)을 광학 현미경으로 관찰하는 것에 의해 확인할 수 있다(평면도). 각주 영역(6)의 표면 형상은 후술하는 확산 범위를 만족하는 것이면 되며, 직선 모양 혹은 물결침(波打) 모양, 또는 양자가 혼입되어 있어도 된다.

각주 영역(6)의 단면 형상은 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 각주 영역(6)과 매트릭스 영역(4)이 교호로 형성되어 있다. 도 1(b)에 있어서는 각주 영역(6)이 두께 T의 방향으로 직선 모양으로 연존(延存)하고 있는 형태를 나타내고 있지만, 직선 모양, 물결침 모양 혹은 굴곡하고 있어도 되며, 또는 이들이 혼입되어 있는 것이어도 된다.

매트릭스 영역(4)의 굴절률은 각주 영역(6)의 굴절률과 달라져 있으면 되지만, 굴절률이 어느 정도 다른지는 특별히 한정되지 않고, 상대적인 것이다. 매트릭스 영역(4)의 굴절률이 각주 영역(6)의 굴절률보다도 낮은 경우, 매트릭스 영역(4)은 저굴절률 영역이 된다. 역으로, 매트릭스 영역(4)의 굴절률이 각주 영역(6)의 굴절률보다도 높은 경우, 매트릭스 영역(4)은 고굴절률 영역이 된다.

매트릭스 영역(4)과 각주 영역(6)의 계면에 있어서의 굴절률은 점증적으로 변화하는 것이 바람직하다. 점증적으로 변화시킴으로써, 입사각도를 바꾸었을 경우의 확산성의 변화가 매우 급준하게 되어 부자연스러운 인상을 주기 쉬워지는 문제가 발생하기 힘들게 된다. 매트릭스 영역(4)과 각주 영역(6)을 광 조사에 수반하는 상 분리에 의해서 형성함으로써, 매트릭스 영역(4)과 각주 영역(6)의 계면의 굴절률을 점증적으로 변화시킬 수 있다.

단경 SA와 장경 LA의 어스펙트비의 하한값은 2인 것이 바람직하고, 4인 것이 보다 바람직하며, 6인 것이 더욱 바람직하다. 어스펙트비가 작아짐에 따라 직선 투과율이 최대가 되는 입사각에 있어서의 최대 직선 투과율이 낮아지는 문제가 있다.

단경 SA와 장경 LA의 어스펙트비의 상한치는 40인 것이 바람직하고, 25인 것이 보다 바람직하며, 15인 것이 더욱 바람직하다. 어스펙트비가 커짐에 따라, 빛의 확산 범위가 좁아지는 문제가 있다. 또한, 어스펙트비가 커지게 될수록, 빛의 간섭(무지개)이 생기기 쉬워지는 문제가 있다.

이들 어스펙트비의 하한값 및 상한값은, 적절히 조합할 수 있다. 예를 들면, 각주 영역(6)의 어스펙트비를 2∼40으로 함으로써, 확산 범위를 넓게 할 수 있을 뿐만 아니라, 입사각도를 바꾸었을 경우의 확산성의 변화가 매우 급준하게 되어 부자연스러운 인상을 주기 쉬워지는 문제가 발생하기 힘들게 된다.

각주 영역(6)의 단경 SA의 길이의 하한값은 0.5㎛인 것이 바람직하고, 1.0㎛인 것이 보다 바람직하다. 단경 SA가 짧아짐에 따라, 빛의 확산성·집광성이 불충분하게 되는 문제가 있다.

각주 영역(6)의 단경 SA의 길이의 상한값은 5.0㎛인 것이 바람직하고, 3.0㎛인 것이 보다 바람직하며, 2.0㎛인 것이 더욱 바람직하다. 단경 SA가 길어짐에 따라, 확산 범위가 좁아지는 문제가 있다.

이들 각주 영역(6)의 단경 SA의 하한값 및 상한값은 적절히 조합할 수 있다. 예를 들면, 각주 영역(6)의 단경 SA를 0.5㎛∼5.0㎛로 함으로써, 확산 범위를 넓게 할 수 있을 뿐만 아니라, 빛의 확산성·집광성이 충분한 것이 된다.

각주 영역(6)의 장경 LA의 길이의 하한값은 3.0㎛인 것이 바람직하고, 5㎛인 것이 보다 바람직하다. 장경 LA가 작아짐에 따라, 확산 범위가 좁아지는 문제가 있다.

각주 영역(6)의 장경 LA의 길이의 상한값은 40㎛인 것이 바람직하고, 20㎛인 것이 보다 바람직하며, 10㎛인 것이 더욱 바람직하다. 장경 LA가 커짐에 따라, 확산 범위가 좁아지는 문제나 입사각도를 바꾸었을 경우의 확산성의 변화가 매우 급준하게 되어 부자연스러운 인상을 주기 쉬워지는 문제가 있다. 또한, 장경 LA가 커지면 빛의 간섭(무지개)이 발생하기 쉬워지는 문제도 있다.

이들 각주 영역(6)의 장경 SA의 하한값 및 상한값은 적절히 조합할 수 있다. 예를 들면, 각주 영역(6)의 장경 LA를 3.0㎛∼40㎛로 함으로써, 확산 범위를 넓게 할 수 있음과 동시에, 입사각도를 바꾸었을 경우의 확산성의 변화가 매우 급준하게 되어 부자연스러운 인상을 주기 쉬워지는 문제를 해소할 수 있다.

각주 영역(6)의 두께 T는 30㎛∼200㎛로 함으로써, 비용의 문제가 적게 될 뿐만 아니라 화상의 콘트라스트가 충분하게 된다.

각주 영역(6)의 두께 T의 하한값은 30㎛인 것이 바람직하고, 50㎛인 것이 보다 바람직하다. 두께 T가 작아짐에 따라, 빛의 확산성·집광성이 불충분하게 되는 문제가 있다.

각주 영역(6)의 두께 T의 상한값은 200㎛인 것이 바람직하고, 150㎛인 것이 보다 바람직하며, 100㎛인 것이 더욱 바람직하다. 두께 T가 커짐에 따라, 재료비가 많이 소요되는 점이나 제조에 시간을 요하는 점 등의 비용이 커지는 문제와, 두께 T 방향으로의 확산이 많아지는 점에 의해 화상에 흐림이 발생하기 쉬워져 콘트라스트가 저하하기 쉬워지는 문제가 있다.

이들 각주 영역(6)의 두께 T의 하한값 및 상한값은, 적절히 조합할 수 있다.

각주 영역(6)의 어스펙트비, 단경 SA의 길이, 장경 LA의 길이, 두께 T는, 상기의 수치 범위를 각각 적절히 조합할 수 있다.

도 1(b)에서는, 이방성 광학 필름(5)의 상면(5a)과 하면(5b)을 도시하고 있다. 상면(5a)과 하면(5b)은 편의상 마련한 것이며, 이방성 광학 필름(5)을 뒤집으면 반대(하면과 상면)로 된다. 이방성 광학 필름(5)의 상면(5a)과 하면(5b)의 표면 형상은 다른 것이 바람직하다. 이로써, 본 발명의 이방성 광학 필름(5)은 빛의 간섭(무지개)이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다. 매트릭스 영역(4)과 각주 영역(6)을 광 조사에 수반하는 상 분리에 의해서 형성함으로써, 상면(5a)과 하면(5b)의 표면 형상을 다르게 할 수 있다.

상 분리에 의해 이방성 광학 필름을 만들면, 상면(5a) 또는 하면(5b)의 어느 쪽이든 한쪽이 광학 현미경으로 관찰하기 어려워지는 경우가 있다. 빛을 조사한 면으로부터 두께 T 방향을 향해서 서서히 각주 영역(6)이 형성되어 가지만, 그 외면(빛을 조사한 면의 반대면)에까지 각주 영역(6)이 도달한 후에 각주 영역(6)이 더 신장하기 때문이다. 이러한 경우는 또 다른 쪽의 면을 광학 현미경으로 관찰함으로써 각주 영역(6)을 확인하기 쉬워진다.

본 발명에 있어서는, 1층의 이방성 확산층의 두께 T 방향(Z방향)에 걸쳐서, 각주 영역(6)과 매트릭스 영역(4)의 계면이 끊어지는 일 없이 연속하여 존재하는 구성을 가지는 것이 바람직하다. 각주 영역(6)과 매트릭스 영역(4)의 계면이 연결된 구성을 가짐으로써, 빛의 확산과 집광이 이방성 광학 필름(5)을 통과하는 동안 연속하여 생기기 쉽기 때문에, 빛의 확산과 집광의 효율이 오른다. 한편, 이방성 광학 필름(5)의 단면에 있어서, 각주 영역 및 매트릭스 영역이 얼룩과 같이 고르지 못하게 존재하는 것이 주가 되면, 본 발명의 효과인 집광성을 얻기 어려워지기 때문에 바람직하지 않다.

이방성 광학 필름의 직선 투과율이 최대가 되는 입사각에서의 최대 직선 투과율은 30% 이상 95% 미만인 것이 바람직하다. 최대 직선 투과율의 상한값은 80% 이하인 것이 보다 바람직하고, 70% 이하인 것이 보다 바람직하다. 최대 직선 투과율의 하한값은 40% 이상인 것이 보다 바람직하고, 50% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

최대 직선 투과율을 상기 범위로 함으로써, 확산 범위가 넓어질 뿐만 아니라, 입사각도를 바꾸었을 경우의 확산성의 변화가 매우 급준하게 되어 부자연스러운 인상을 주기 쉬워지는 문제가 발생하기 힘들어진다. 또한, 최대 직선 투과율을 낮게 함에 따라, 광의 간섭(무지개)이 생기기 어려워지는 점에서 바람직하지만, 최대 직선 투과율이 너무 낮으면 확산 범위가 좁아지는 문제가 있다.

이에 더해, 적당한 이방성으로 할 수 있기 때문에, 이방성 광학 필름의 적용 범위를 넓게 할 수 있다. 예를 들면 표시장치에 이방성 광학 필름을 사용하는 경우, 이방성이 너무 강하면, 수평 방향으로의 빛의 확산·집광성이 매우 뛰어나지만, 수직 방향으로의 빛의 확산·집광성이 불충분하게 되기 쉬운 문제가 있다. 본원 발명의 이방성 광학 필름은 상기의 최대 직선 투과율을 가지는 것으로, 수평 방향으로의 뛰어난 빛의 확산·집광성을 유지한 다음, 수직 방향으로의 빛의 확산·집광성을 충분히 구비한 것이다.

이방성 광학 필름의 직선 투과율이 최소로 되는 입사각에서의 최소 직선 투과율은 20% 이하인 것이 바람직하다. 최소 직선 투과율은 낮아질수록 직선 투과 광 양이 줄어듬(헤이즈 값이 증대한다)을 나타낸다. 따라서, 최소 직선 투과율이 낮아질수록 확산 광량이 늘어남을 나타낸다. 최소 직선 투과율은 낮은 것이 바람직하다. 10% 이하인 것이 바람직하고, 5% 이하인 것이 보다 바람직하다. 하한값은 한정되지 않지만, 예를 들면 0%이다.

여기에서, 직선 투과 광량 및 직선 투과율은 도 12에 나타내는 방법에 따라 측정할 수 있다. 즉, 도 12에 나타내는 회전축 L과 도 1(a)에 나타내는 C-C축을 일치시키도록 하여, 입사각마다 직선 투과 광량 및 직선 투과율을 측정한다(법선 방향을 0°로 한다). 얻어진 데이터로부터 광학 프로파일이 얻어지며, 이 광학 프로파일로부터 최대 직선 투과율 및 최소 직선 투과율을 구한다.

또한, C-C축과 직교하는 축을 도 12에 나타내는 회전축 L과 일치시키도록 하여, 입사각마다 직선 투과 광량 및 직선 투과율을 측정했을 경우, 도 11에 나타내는 바와 같이 입사각에 의하지 않고 0 부근의 직선 투과율을 나타낸다.

상기에 의해, 이방성 광학 필름의 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율을 구하여 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율의 차이를 구한다. 이 차이의 1/2이 되는 직선을 광학 프로파일 상에 작성하고, 이 직선과 광학 프로파일이 교차하는 2개의 교점을 구하여 그 교점에 대응하는 입사각을 읽어낸다. 광학 프로파일에 있어서는, 법선 방향을 0°로 하고, 입사각을 마이너스 방향 및 플러스 방향으로 나타내고 있다. 따라서, 입사각 및 교점에 대응하는 입사각은 마이너스의 값을 가지는 경우가 있다. 2개의 교점의 값이 플러스의 입사각 값과 마이너스의 입사각 값을 가지는 것이면, 마이너스의 입사각 값의 절대값과 플러스의 입사각 값의 합이 입사광의 확산 범위의 각도 범위가 된다.

2개의 교점의 값이 양쪽 모두 플러스인 경우, 보다 큰 값으로부터 보다 작은 값을 뺀 차이가 입사광의 확산 범위의 각도 범위가 된다. 2개의 교점의 값이 양쪽 모두 마이너스인 경우, 각각의 절대값을 취하여, 보다 큰 값으로부터 보다 작은 값을 뺀 차이가 입사광의 확산 범위의 각도 범위가 된다.

최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율의 차이가 1/2 이하가 되는 직선 투과율에 대한 입사광의 확산 범위의 각도 범위가 50°~80°인 것이 바람직하다. 이 입사광의 확산 범위의 각도 범위가 50°보다 작으면 종래의 이방성 광학 필름과 큰 차이가 없다. 보다 바람직한 확산 범위의 각도 범위는 60∼80°이며, 50°이상의 각도 범위는 각주 영역을 가지는 것으로 부여할 수 있다. 한편, 입사광의 확산 범위의 각도 범위가 80°를 넘으면, 집광성이 손상되기 때문에 바람직하지 않다.

이방성 광학 필름을 형성하는 재료에도 의존하지만, 곧게 연존하는 1개의 각주 영역이 빛을 강하게 산란하는 각도는, 각주 영역의 기울기와 빛의 진행 방향의 기울기의 차이가 대체로 ±10°의 범위에 있을 경우이다. 각주 영역의 두께 T 방향으로 각주 구조를 굴곡시켜 연존시킴으로써, 빛을 강하게 산란하는 영역을 펼칠 수 있다. 굴곡시킴으로써, 1개의 각주 영역에 있어서, 빛을 강하게 산란하는 각도 범위를 복수 가지게 되기 때문이다.

각주 영역의 기울기란, 입사각을 변화시켰을 때에 산란 특성이 그 입사각을 경계로 대략 대칭성을 가지는 빛의 입사각과 일치하는 방향을 의미한다. 「대략 대칭성을 가지는」이라고 한 것은, 엄밀하게 광학 특성의 대칭성을 가지지 않기 때문이다. 각주 영역의 기울기는, 필름 단면의 기울기를 광학 현미경에 의해서 관찰하거나, 이방성 광학 필름을 개재한 빛의 투영 형상을 입사각을 변화시켜 관찰함으로써 찾아낼 수 있다.

각주 영역이 굴곡하는 경우의 각도(굴곡각)는, 10∼40°인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 15∼25°에서 효율 좋은 확산을 얻을 수 있다. 이것에 의해서, 빛을 강하게 산란하는 영역을 보다 넓힐 수 있다. 또한, 빛을 강하게 산란하는 영역을 연속하여 형성할 수 있기 때문에, 빛의 강도를 대략 일정하게 유지한 상태에서 보다 집광성을 높일 수 있다.

각주 영역이 복수의 기울기를 가지는 경우, 각각의 기울기는 법선 방향을 0°로 했을 때, ±70°의 범위에 있는 것이 바람직하다. -70°보다 작거나, +70°보다 커지면, 이방성 광학 필름을 형성하는 재료에도 의존하지만, 이들 상한값을 넘는 빛은, 이방성 광학 필름 표면에서 반사하기 쉬워져, 이방성 광학 필름 내에 입사하기 어렵기 때문이다. 기울기의 수는 제한되지 않지만, 2∼5의 사이에 있는 것이 바람직하다. 기울기의 수가 많아지면, 이방성 광학 필름의 두께가 늘어나서 생산성이 떨어지기 때문이다.

이 기울기 중 적어도 하나는 ±5°의 범위에 있는 것이 바람직하고(법선 방향을 0°로 했을 때), 또한, 다른 확산 중심축의 기울기는 -15°~-5°또는 +5°~+15°의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해서 빛을 강하게 산란하는 영역을 보다 넓힐 수 있다. 또한, 빛을 강하게 산란하는 영역을 연속하여 형성할 수 있기 때문에, 빛의 강도를 대략 일정하게 유지한 상태에서 보다 집광성을 높일 수 있다.

기울기가 굴곡하는 형상은, 굴곡하는 부분이 대략 직선상으로 휜 것이어도 무방하고, 서서히 변화하는 것(예를 들면, 곡선상)이어도 무방하며, 급준하게 변화하는 것(예를 들면, 직선상)이어도 무방하다. 이로써, 본 발명의 효과를 얻기 쉬워진다. 본 발명에 있어서는, 굴곡 방향이 연존 방향으로 중단되는 일 없이 서서히 변화하는 것이 바람직하다. 중단되는 일 없이 서서히 변화함으로써, 빛을 효율적으로 확산·집광시킬 수 있다.

이러한 기울기가 굴곡하는 구조는, 각주 구조의 단경 SA와 장경 LA의 어스펙트비 및 두께 T 등에 의해서 조정하는 것이 가능하다.

이방성 확산층의 한쪽의 면에 다른 층을 마련한 이방성 광학 필름으로 해도 무방하다. 다른 층으로서는, 예를 들면, 점착층, 편광층, 광 확산층, 저반사층, 방오층, 대전 방지층, 자외선·근적외선(NIR) 흡수층, 네온컷층, 전자파 쉴드층 등을 들 수 있다. 다른 층을 순차 적층해도 무방하다.

이방성 확산층의 양쪽 모두의 면에, 다른 층을 적층해도 무방하다. 양쪽 모두의 면에 적층되는 다른 층은, 동일한 기능을 가지는 층이어도 무방하고, 다른 기능을 가지는 층이어도 무방하다.

이방성 광학 필름의 제조 방법

본 발명의 이방성 광학 필름은, 특정의 광 경화성 조성물 층에 특수한 조건으로 UV 조사를 실시함으로써 제작할 수 있다. 이하, 우선 이방성 광학 필름의 원료를 설명하고, 이어서 제조 프로세스를 설명한다.

이방성 광학 필름의 원료

본 발명의 이방성 광학 필름을 형성하는 재료는, 라디칼 중합성 또는 양이온 중합성의 관능기를 가지는 매크로 모노머, 폴리머, 올리고머 또는 모노머로부터 선택되는 광 경화성 화합물과 광 개시제로부터 구성되며, 자외선 및/또는 가시광선을 조사함으로써 중합 고화하는 재료이다.

여기에서, 이방성 광학 필름을 형성하는 재료가 1 종류이어도, 밀도의 고저 차이가 생김으로써 굴절률 차이가 발생한다. UV의 조사 강도가 강한 부분은 경화 속도가 빨라지기 때문에, 그 경화 영역 주위에 경화 재료가 이동하여, 결과적으로 굴절률이 높아지는 영역과 굴절률이 낮아지는 영역이 형성되기 때문이다.

또한, (메타)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트 중 어느 것이어도 무방함을 의미한다.

라디칼 중합성 화합물은, 주로 분자 중에 1개 이상의 불포화 이중결합을 함유하는 것으로, 구체적으로는 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트 등의 명칭으로 불리는 아크릴 올리고머와, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 이소아밀 아크릴레이트, 부톡시에틸 아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜 아크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴 아크릴레이트, 이소노르보닐 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시프탈산, 디시클로펜테닐 아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 비스페놀A의 EO 부가물 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, EO 변성 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 등의 아크릴레이트 모노머를 들 수 있다. 또한, 이들 화합물은 각 단체(單體)로 이용해도 되고, 복수 혼합하여 이용해도 된다. 또한, 마찬가지로 메타크릴레이트도 사용가능하지만, 일반적으로는 메타크릴레이트보다도 아크릴레이트 쪽이 광 중합 속도가 빠르기 때문에 바람직하다.

양이온 중합성 화합물로서는, 분자 중에 에폭시기나 비닐에테르기, 옥세탄기를 1개 이상 가지는 화합물을 사용할 수 있다. 에폭시기를 가지는 화합물로서는, 2-에틸헥실디글리콜글리시딜에테르, 비페닐의 글리시딜에테르, 비스페놀A, 수소 첨가 비스페놀A, 비스페놀F, 비스페놀AD, 비스페놀S, 테트라메틸 비스페놀A, 테트라메틸 비스페놀F, 테트라클로로 비스페놀A, 테트라브로모 비스페놀A 등의 비스페놀류의 디글리시딜에테르류, 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락, 브롬화 페놀 노볼락, 오르토크레졸 노볼락 등의 노볼락 수지의 폴리글리시딜에테르류, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 1,4-시클로헥산디메탄올, 비스페놀A의 EO 부가물, 비스페놀A의 PO 부가물 등의 알킬렌글리콜류의 디글리시딜에테르류, 헥사히드로프탈산의 글리시딜에스테르나 다이머산의 디글리시딜에스테르 등의 글리시딜에스테르류를 들 수 있다.

또한, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 2-(3,4-에폭시시클로헥실-5,5-스피로-3,4-에폭시)시클로헥산메타디옥산, 디(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 디(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실-3',4'-에폭시-6'-메틸시클로헥산카르복실레이트, 메틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산), 디시클로펜타디엔디에폭사이드, 에틸렌글리콜의 디(3,4-에폭시시클로헥실메틸)에테르, 에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트), 락톤 변성 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 테트라(3,4-에폭시시클로헥실메틸)부탄테트라카르복실레이트, 디(3,4-에폭시시클로헥실메틸)-4,5-에폭시테트라히드로프탈레이트 등의 지환식 에폭시 화합물도 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

비닐에테르기를 가지는 화합물로서는, 예를 들면 디에틸렌글리콜 디비닐에테르, 트리에틸렌글리콜 디비닐에테르, 부탄디올 디비닐에테르, 헥산디올 디비닐에테르, 시클로헥산디메탄올 디비닐에테르, 히드록시부틸 비닐에테르, 에틸 비닐에테르, 도데실 비닐에테르, 트리메틸올프로판 트리비닐에테르, 프로페닐에테르프로필렌카보네이트 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한 비닐에테르 화합물은, 일반적으로는 양이온 중합성이지만, 아크릴레이트와 조합함으로써 라디칼 중합도 가능하다.

옥세탄기를 가지는 화합물로서는, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐메톡시)메틸]벤젠, 3-에틸-3-(히드록시메틸)-옥세탄 등을 사용할 수 있다.

또한, 이상의 양이온 중합성 화합물은, 각 단체로 이용해도 되고, 복수 혼합하여 이용해도 된다. 상기 광 중합성 화합물은, 상기 기술에 한정되는 것은 아니다. 또한, 충분한 굴절률 차이를 발생시키도록, 상기 광 중합성 화합물에는, 저굴절률화를 도모하기 위해 불소 원자(F)를 도입해도 되고, 고굴절률화를 도모하기 위해 황 원자(S), 브롬 원자(Br), 각종 금속 원자를 도입해도 된다. 또한, 특표 2005-514487에 개시된 바와 같이, 산화티탄(TiO₂), 산화지르코늄(ZrO₂), 산화주석(SnO_x) 등의 고굴절률의 금속 산화물로 이루어지는 초미립자의 표면에, 아크릴기나 메타크릴기, 에폭시기 등의 광 중합성 관능기를 도입한 기능성 초미립자를 상술의 광 중합성 화합물에 첨가하는 것도 유효하다.

(실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물)

광 경화성 화합물로서 실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물은, 그 구조(주로 에테르 결합)에 수반해 배향하여 중합·고화하고, 저굴절률 영역, 고굴절률 영역 또는 저굴절률 영역 및 고굴절률 영역을 형성한다. 실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물을 사용함으로써, 각주 영역을 굴곡시키기 쉬워지며, 정면 방향으로의 집광성이 향상한다.

저굴절률 영역은 각주 영역 또는 매트릭스 영역의 어느 쪽에 상당하는 것이며, 다른 쪽이 고굴절률 영역에 상당한다.

저굴절률 영역에 있어서, 실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물의 경화물인 실리콘 수지가 상대적으로 많아지는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 확산 중심축을 보다 굴곡시키기 쉽게 할 수 있기 때문에, 정면 방향으로의 집광성이 향상한다.

실리콘 수지는 실리콘 골격을 갖지 않는 화합물에 비해, 규소(Si)를 많이 함유하기 때문에, 이 규소를 지표로서 EDS(에너지 분산형 X선 분광기)를 사용함으로써 실리콘 수지의 상대적인 양을 확인할 수 있다.

실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물은, 라디칼 중합성 또는 양이온 중합성의 관능기를 가지는 모노머, 올리고머, 프리폴리머 또는 매크로 모노머이다. 라디칼 중합성의 관능기로서는, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 알릴기 등을 들 수 있으며, 양이온 중합성의 관능기로서는, 에폭시기, 옥세탄기 등을 들 수 있다. 이들 관능기의 종류와 수에 특별히 제한은 없지만, 관능기가 많을수록 가교 밀도가 높아져, 굴절률의 차이가 생기기 쉽기 때문에 바람직하다는 점으로부터, 다관능의 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 실리콘 골격을 가지는 화합물은 그 구조로부터 다른 화합물과의 상용성에 있어서 불충분한 경우가 있지만, 그러한 경우에는 우레탄화하여 상용성을 높일 수 있다. 본 발명에서는 말단에 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 가지는 실리콘·우레탄·(메타)아크릴레이트가 매우 적합하게 이용된다.

실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은, 500∼50,000의 범위에 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 2,000∼20,000의 범위이다. 중량 평균 분자량이 상기 범위에 있음으로써, 충분한 광 경화 반응이 일어나, 이방성 광학 필름 내에 존재하는 실리콘 수지가 배향하기 쉬워진다. 실리콘 수지의 배향에 수반해, 확산 중심축을 굴곡시키기 쉬워진다.

실리콘 골격으로서는, 예를 들면, 하기의 일반식 (1)로 나타내는 것이 해당한다. 일반식 (1)에 있어서, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆는 각각 독립적으로, 메틸기, 알킬기, 플루오로알킬기, 페닐기, 에폭시기, 아미노기, 카르복실기, 폴리에테르기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기 등의 관능기를 가진다.

일반식 (1) 중, n은 1∼500의 정수인 것이 바람직하다.

(실리콘 골격을 갖지 않는 화합물)

실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물에 실리콘 골격을 갖지 않는 화합물을 배합하고, 이방성 광학 필름을 형성하면, 저굴절률 영역과 고굴절률 영역이 분리하여 형성되기 쉬워져, 이방성의 정도가 강하게 되어 바람직하다. 실리콘 골격을 갖지 않는 화합물은, 광 경화성 화합물 외에 열가소성 수지, 열경화성 수지를 이용할 수 있으며 이들을 병용할 수도 있다. 광 경화성 화합물로서는, 라디칼 중합성 또는 양이온 중합성의 관능기를 가지는 폴리머, 올리고머, 모노머를 사용할 수 있다(단, 실리콘 골격을 가지지 않은 것이다). 열가소성 수지로서는, 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리아세트산비닐, 아크릴 수지와 그 공중합체나 변성물을 들 수 있다. 열가소성 수지를 이용하는 경우에 있어서는 열가소성 수지가 용해하는 용제를 사용하여 용해하고, 도포, 건조 후에 자외선으로 실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물을 경화 하게 하여 이방성 광학 필름을 성형한다. 열경화성 수지로서는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소수지, 불포화 폴리에스테르와 그 공중합체나 변성물을 들 수 있다. 열경화성 수지를 이용하는 경우에 있어서는, 자외선으로 실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물을 경화시킨 후에 적절히 가열함으로써, 열경화성 수지를 경화하게 하여 이방성 광학 필름을 성형한다. 실리콘 골격을 갖지 않는 화합물로서 가장 바람직한 것은 광 경화성 화합물이며, 저굴절률 영역과 고굴절률 영역이 분리하기 용이한 점과, 열가소성 수지를 이용하는 경우의 용제가 불필요하고 건조 과정이 불필요한 점, 열경화성 수지와 같은 열경화 과정이 불필요한 점 등, 생산성이 뛰어나다.

저굴절률 영역과 고굴절률 영역의 굴절률차이(절대값)는, 0.02 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.03 이상이며, 보다 바람직하게는 0.04 이상이다. 굴절률 차이가 커지는 만큼, 이방성의 정도가 커지는 것에 더해 광학 현미경 등으로 판상 구조를 형성하고 있는지 확인하는 것이 용이하게 된다.

이방성 광학 필름의 원료(광 개시제 )

라디칼 중합성 화합물을 중합시킬 수 있는 광 개시제로서는, 벤조페논, 벤질, 미힐러 케톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 2,2-디에톡시아세토페논, 벤질디메틸케탈, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰폴리노프로파논-1,1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 비스(시클로펜타디에닐)-비스(2,6-디플루오로-3-(필-1-일)티타늄, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰폴리노페닐)-부타논-1,2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 또한, 이들 화합물은, 각 단체로 이용해도 되고, 복수 혼합하여 이용해도 된다.

양이온 중합성 화합물의 광 개시제는, 광 조사에 의해서 산을 발생하며, 이 발생한 산에 의해 상술의 양이온 중합성 화합물을 중합시킬 수 있는 화합물이며, 일반적으로는, 오늄염, 메탈로센 착체가 매우 적합하게 이용된다. 오늄염으로서는, 디아조늄염, 설포늄염, 요오드늄염, 포스포늄염, 셀레늄염 등이 사용되며, 이들 짝이온에는, BF₄ ^-, PF₆ ^-, AsF₆ ^-, SbF₆ ^-등의 음이온이 이용된다. 구체적인 예로서는, 4-클로로벤젠디아조늄헥사플루오로포스페이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로포스페이트, (4-페닐티오페닐)디페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, (4-페닐티오페닐)디페닐설포늄헥사플루오로포스페이트, 비스[4-(디페닐설포니오)페닐]설피드-비스-헥사플루오로안티모네이트, 비스[4-(디페닐설포니오)페닐]설피드-비스-헥사플루오로포스페이트, (4-메톡시페닐)디페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, (4-메톡시페닐)페닐요오드늄헥사플루오로안티모네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오드늄헥사플루오로포스페이트, 벤질트리페닐포스포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐셀레늄헥사플루오로포스페이트, (η5-이소프로필 벤젠)(η5-시클로펜타디에닐)철(II)헥사플루오로포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들 화합물은, 각 단체로 이용해도 되고, 복수 혼합하여 이용해도 된다.

이방성 광학 필름의 원료(배합량, 그 외 임의 성분)

본 발명에 있어서, 상기 광 개시제는, 광 중합성 화합물 100중량부에 대해서, 0.01∼10중량부, 바람직하게는 0.1∼7중량부, 보다 바람직하게는 0.1∼5중량부 정도 배합된다. 이는, 0.01중량부 미만에서는 광 경화성이 저하하고, 10중량부를 넘어 배합했을 경우에는, 표면만이 경화하여 내부의 경화성이 저하해 버리는 폐해, 착색, 각주 영역의 형성의 저해를 부르기 때문이다. 이들 광 개시제는, 통상 분체를 광 중합성 화합물 중에 직접 용해해 사용되지만, 용해성이 나쁜 경우는 광 개시제를 미리 극소량의 용제에 고농도로 용해시킨 것을 사용할 수도 있다. 이러한 용제로서는 광 중합성인 것이 보다 바람직하고, 구체적으로는 탄산 프로필렌, γ-부티로락톤 등을 들 수 있다. 또한, 광 중합성을 향상시키기 위해서 공지의 각종 염료나 증감제를 첨가하는 것도 가능하다. 추가로 광 중합성 화합물을 가열에 의해 경화시킬 수 있는 열 경화 개시제를 광 개시제와 함께 병용할 수도 있다. 이 경우, 광 경화 후에 가열함으로써 광 중합성 화합물의 중합 경화를 보다 촉진하여 완전한 것으로 하는 것을 기대할 수 있다.

본 발명에서는, 상기의 광 경화성 화합물을 단독으로, 또는 복수를 혼합한 조성물을 경화시켜, 이방성 광학 필름을 형성할 수 있다. 또한, 광 경화성 화합물과 광 경화성을 가지지 않는 고분자 수지의 혼합물을 경화시키는 것에 의해서도 본 발명의 이방성 광학 필름을 형성할 수 있다. 여기서 사용할 수 있는 고분자 수지로서는, 아크릴 수지, 스티렌 수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세트산비닐계 수지, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 폴리비닐부티랄 수지 등을 들 수 있다. 이들 고분자 수지와 광 경화성 화합물은, 광 경화 전은 충분한 상용성을 가지고 있는 것이 필요하지만, 이 상용성을 확보하기 위해서 각종 유기용제나 가소제 등을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 광 경화성 화합물로서 아크릴레이트를 사용하는 경우는, 고분자 수지로서는 아크릴 수지로부터 선택하는 것이 상용성의 점에서 바람직하다.

실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물과 실리콘 골격을 가지지 않는 화합물의 비율은 질량비로 15:85∼85:15의 범위에 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 30:70∼70:30의 범위이다. 상기 범위로 함으로써, 저굴절률 영역과 고굴절률 영역의 상분리가 진행되기 쉬워질뿐만 아니라, 각주 영역이 굴곡하기 쉬워진다. 실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물의 비율이 하한값 미만 또는 상한값 초과이면, 상분리가 진행되기 어려워져버려, 각주 영역이 굴곡하기 어려워진다. 실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물로서 실리콘·우레탄·(메타)아크릴레이트를 사용하면, 실리콘 골격을 가지지 않는 화합물과의 상용성이 향상한다. 이것에 의해서, 재료의 혼합 비율을 폭넓게 해도 각주 영역을 굴곡시킬 수 있다.

[프로세스]

다음으로 본 발명의 이방성 광학 필름의 제조 방법(프로세스)에 대해서, 도 2를 이용해 설명한다. 이하의 공정을 순서대로 거침으로써, 본 발명의 이방성 광학 필름을 얻을 수 있다.

(1) 광원(30)으로부터 평행 광선 D를 얻는 공정

(2) 평행 광선 D를 지향성 확산 요소(60)에 입사시켜, 지향성을 가진 광 E를 얻는 공정

(3) 지향성을 가진 광 E를 광 경화성 조성물층(20)에 입사시켜, 광 경화성 조성물층을 경화시키는 공정

도 2(a), (b)의 어느 것에 있어서도, 본 발명의 이방성 광학 필름을 얻을 수 있다. 도 2(a)와 (b)가 다른 점은, 지향성을 가진 광 E의 넓이가 (a)에서는 큰 것에 대해 (b)에서는 작은 것이다. 지향성을 가진 광 E의 넓이의 크기에 의존하여, 각주 영역의 크기가 다르게 된다.

지향성을 가진 광 E의 확대는, 주로 지향성 확산 요소(60)와 광 경화성 조성물층(20)의 거리와 지향성 확산 요소(60)의 종류에 의존한다. 상기 거리를 짧게 함에 따라 각주 영역의 크기는 작아지고, 길게 함에 따라 각주 영역의 크기는 커진다. 따라서, 상기 거리를 조정함으로써, 각주 영역의 크기를 조정할 수 있다.

(광원)

광 경화성 화합물을 포함하는 조성물에 광 조사를 행하기 위한 광원으로서는, 통상은 쇼트 아크의 자외선 발생 광원이 사용되며, 구체적으로는 고압 수은등, 저압 수은등, 메타할라이드 램프, 크세논 램프 등이 사용 가능하다. 광 경화성 화합물을 포함하는 조성물에 조사하는 광선은, 상기 광 경화성 화합물을 경화 가능한 파장을 포함하고 있는 것이 필요하고, 통상은 수은등의 365nm를 중심으로 하는 파장의 빛이 이용되지만, 사용하는 광 중합 개시제의 흡수 파장에 가까운 파장을 포함하는 광원이면 어느 램프도 사용할 수 있다. 광 경화성 조성물층을 경화시킴으로써, 이방성 광학 필름을 형성한다.

상기의 쇼트 아크의 UV 광선에서의 빛으로부터 평행 광선 D를 만들기 위해서는, 예를 들면 광원의 배후에 반사경을 배치하고, 소정의 방향으로 점광원으로서 빛이 출사하도록 하여, 평행 광선을 얻을 수 있다. 점광원을 사용하면, 간단하게 평행 광선을 얻을 수 있다.

(지향성 확산 요소)

지향성 확산 요소(60)는, 입사한 평행 광선 D에 지향성을 부여하는 것이면 된다. 도 2에 있어서는 지향성을 가진 빛 E가, X 방향으로 많이 확산하고, Y 방향으로는 거의 확산하지 않는 태양을 기재하고 있다. 이와 같이 지향성을 가진 빛을 얻기 위해서는, 예를 들면, 지향성 확산 요소(60) 내에 어스펙트비가 높은 침상 필러를 함유시킴과 함께, 상기 침상 필러를 Y 방향으로 장축 방향이 연존하도록 배향시키는 방법을 채용할 수 있다. 지향성 확산 요소는 침상 필러를 사용하는 방법 이외에 여러 가지의 방법을 사용할 수 있다. 지향성 확산 요소의 종류에 따라서는, 지향성 확산 요소로의 입사 부분에 의해서 빛의 확산성이 다른 경우가 있지만, 평행 광선 D가 지향성 확산 요소(60)를 개재시킴으로써 지향성을 가진 빛 E를 얻도록 배치하면 된다.

지향성을 가진 빛 E의 어스펙트비는 5∼40으로 하는 것이 바람직하다. 상기 어스펙트비에 거의 대응한 형태로, 각주 영역의 어스펙트비가 형성된다.

상기 어스펙트비의 하한값은 5인 것이 바람직하고, 8인 것이 보다 바람직하며, 10인 것이 더욱 바람직하다. 어스펙트비가 작아짐에 따라 확산 범위가 좁아지는 문제가 있다.

상기 어스펙트비의 상한값은 40인 것이 바람직하고, 30인 것이 보다 바람직하다. 어스펙트비가 커짐에 따라, 빛의 확산성·집광성이 불충분하게 되는 문제가 있다.

(경화)

지향성을 가진 빛 E를 광 경화성 조성물층(20)에 입사시켜, 상기 광 경화성 조성물층을 경화시킴으로써, 본 발명의 이방성 광학 필름을 얻을 수 있다.

광 경화성 조성물층(20)은, 투명 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름과 같은 적당한 기체(10) 위에 도공하여 도공막(광 경화성 조성물층)을 설치한다. 필요에 따라서 건조하여 용제를 휘발시키지만, 그 건조 막 두께는 30∼200㎛인 것이 바람직하다. 건조 막 두께의 하한값은, 보다 바람직하게는 50㎛이다. 막 두께를 두껍게 할수록 굴곡을 일으키기 쉬워진다. 건조 막 두께의 상한값은, 보다 바람직하게는 150㎛, 더욱 바람직하게는 100㎛이다. 막 두께를 얇게 할수록 생산성이 향상한다. 상기의 건조 막 두께의 하한값 및 상한값에 대해서, 바람직한 값, 보다 바람직한 값, 더욱 바람직한 값을 적당히 조합시킬 수 있다. 건조 막 두께가 30㎛ 미만에서는, 광 확산성이 부족하기 때문에 바람직하지 않다. 한편 건조 막 두께가 200㎛를 넘는 경우, 전체의 확산성이 너무 강해서 본 발명의 특징적인 이방성을 얻을 수 있기가 어려워짐과 함께, 비용 상승, 박형화 용도에 부적합하다는 점에서도 바람직하지 않다. 또한, 이 도공막 또는 경화막 위에는 이형 필름이나 후술하는 마스크를 라미네이트하여 감광성의 적층체를 만든다.

광 경화성 화합물을 포함하는 조성물을 기체 위에 시트상으로 설치하는 방법으로서는, 통상의 도공 방식이나 인쇄 방식이 적용된다. 구체적으로는, 에어 닥터 코팅, 바 코팅, 블레이드 코팅, 나이프 코팅, 리버스 코팅, 트랜스퍼 롤 코팅, 그라비아 롤 코팅, 키스 코팅, 캐스트 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 오리피스 코팅, 캘린더 코팅, 댐 코팅, 딥 코팅, 다이 코팅 등의 코팅이나, 그라비아 인쇄 등의 요판 인쇄, 스크린 인쇄 등의 공판 인쇄 등의 인쇄 등을 사용할 수 있다. 조성물이 저점도인 경우는, 기체의 주위에 일정한 높이의 보를 마련하고, 이 보로 둘러싸인 안에 조성물을 캐스트할 수도 있다.

본 발명의 이방성 광학 필름을 형성시키기 위해, 광 경화성 조성물층의 산소 저해를 방지하기 위하여 마스크를 적층하는 것도 가능하다. 마스크의 재질로서는 특별히 한정되지 않지만, 입사하는 자외선의 적어도 일부를 투과하는 시트를 이용하는 것이 필요하다. 이러한 시트로서는, PET, TAC, PVAc, PVA, 아크릴, 폴리에틸렌 등의 투명 플라스틱 시트나, 유리, 석영 등의 무기 시트, 또는, 이들 시트에 자외선 투과량을 제어하기 위한 패터닝이나 자외선을 흡수하는 안료를 포함해도 상관없다. 이러한 마스크를 이용하지 않는 경우에는, 질소 분위기하에서 광 조사를 실시함으로써, 광 경화성 조성물층의 산소 저해를 방지하는 것도 가능하다.

광 경화성 조성물층에 조사되는 UV광의 조도로서는, 0.01∼100mW/cm²의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1∼20mW/cm²의 범위이다. 조도가 0.01mW/cm² 이하이면 경화에 장시간을 요하기 때문에, 생산 효율이 나빠지며, 100mW/cm² 이상이면 광 경화성 화합물의 경화가 너무 빨라서 구조 형성을 일으키지 않아, 목적하는 이방성 확산 특성을 발현할 수 없게 되기 때문이다.

UV의 조사 시간은 특별히 한정되지 않지만, 10∼180초간, 보다 바람직하게는 30∼120초간이다. 그 후, 이형필름을 박리함으로써, 본 발명의 이방성 광학 필름을 얻을 수 있다.

본 발명의 이방성 광학 필름은, 상술한 바와 같이 저조도 UV광을 비교적 장시간 조사함으로써 광 경화성 조성물층 안에 특정의 내부 구조가 형성되는 것으로 얻어지는 것이다. 그 때문에, 이러한 UV 조사만으로는 미반응의 모노머 성분이 잔존하여, 끈적임을 일으키거나 해서 취급성이나 내구성에 문제가 있는 경우가 있다. 그러한 경우는, 1000mW/cm² 이상의 고조도의 UV광을 추가 조사하여 잔존 모노머를 중합시킬 수 있다. 이때의 UV 조사는 마스크측의 반대측에서 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명의 이방성 광학 필름에 내부의 굴곡 구조를 얻기 위한 수단은 한정되는 것은 아니지만, 광 경화성 화합물을 포함하는 조성물이 경화할 때에 광 경화성 조성물층의 두께 방향으로 온도 분포를 부여함으로써 얻는 방법이 유효하다. 여기서 말하는 광 경화성 조성물층이란 이방성 확산층을 형성하기 전의 상태를 말한다. 즉, 광 경화성 조성물층과는 광 경화성 화합물을 포함하는 조성물이 경화하기 전의 상태를 말한다. 예를 들면, 자외선을 입사하는 표면측에 냉풍을 주어 냉각시키고, 또한, 기체측은 다양한 온도 조절 플레이트 등에 의해 가열함으로써 조성물층의 두께 방향으로 온도 분포를 일으키게 하는 것이 가능하게 된다. 광 경화성 조성물은 온도에 따라 굴절율이 변화하고, 조사되는 자외선이 내부를 통과함에 따라 굴절한다. 이 굴절각이나 위치, 방향은 조성물의 굴절율이나 반응속도, 온도 구배 등에 의해 변화시키는 것이 가능하다. 또한, 주로 굴곡하는 수는 막 두께를 조정함으로써도 가능하다. 여기에서, 반응속도는 조성물 자체의 배합에 의한 반응성이나, 점도, 자외선의 강도, 개시제의 종류와 양 등에 의해 적절히 조정된다.

표시장치

본 발명의 이방성 광학 필름은, 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 발광 디스플레이(ELD)나 음극관 표시장치(CRT), 표면 전계 디스플레이(SED), 전자 페이퍼와 같은 표시장치에 적용할 수 있다. 특히 바람직하게는 액정표시장치(LCD)에 이용된다. 본 발명의 이방성 광학 필름은, 실리콘 골격을 가지는 광 경화성 화합물을 경화하여 형성되는 것이지만, 접착 강도의 문제는 적고, 접착층이나 점착층을 통해서, 원하는 장소에 첩합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 이방성 광학 필름은, 투과형, 반사형 또는 반투과형의 액정표시장치에 바람직하게 이용할 수 있다.

실시예

이하의 방법에 따라서, 본 발명의 이방성 광학 필름 및 비교예의 이방성 광학 필름을 제조하였다.

[실시예 1]

두께 100㎛, 76×26mm 사이즈의 PET 필름(토요보사제, 상품명: A4300)의 연부 전체 주위에, 디스펜서를 사용해 경화성 수지로 높이 0.1mm의 격벽을 형성하였다. 이 안에 하기의 광 경화성 수지 조성물을 충전하고, 다른 PET 필름으로 커버하였다.

·실리콘·우레탄·아크릴레이트(굴절률: 1.460, 중량평균분자량: 5,890) 20중량부

(RAHN사제, 상품명: 00-225/TM18)

·네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(굴절률: 1.450)　30중량부

(다이셀사이텍사제, 상품명 Ebecryl145)

·비스페놀A의 EO 부가물 디아크릴레이트(굴절률: 1.536)　15중량부

(다이셀사이텍사제, 상품명: Ebecyl150)

·페녹시에틸 아크릴레이트(굴절률: 1.518)　40중량부

(쿄에이샤카가꾸제, 상품명: 라이트아크릴레이트 PO-A)

·2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온 4중량부

(BASF사제, 상품명: Irgacure651)

이 양면을 PET 필름으로 끼운 0.1mm 두께의 액막을 80℃로 가열한 핫 플레이트에 올리고, 표면에서는 송풍기로부터 바람을 보내 차게 한 상태로 하여, 상부로부터 UV 스팟 광원(하마마츠 포토닉스사제, 상품명: L2859-01)의 낙사(落射)용 조사 유닛으로부터 출사되는 평행 광선을 투과 UV 광선의 어스펙트비가 30이 되는 지향성 확산 요소를 개재하여 선상 광선으로 변환한 자외선을 수직으로 조사 강도 10mW/cm²로서 1분간 조사하여, 도 1에 도시한 바와 같은 각주 영역을 다수 가지는 실시예 1의 이방성 광학 필름을 얻었다(단, 도 1과는 확산 중심축이 다르다). 거기로부터, PET 필름을 벗겨 본 발명의 이방성 광학 필름을 얻었다.

[실시예 2]

지향성 확산 요소로서 투과 UV 광선의 어스펙트비가 20이 되는 지향성 확산 요소를 이용한 점 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 이방성 광학 필름을 얻었다.

[실시예 3]

지향성 확산 요소로서 투과 UV 광선의 어스펙트비가 10이 되는 지향성 확산 요소를 이용한 점 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3의 이방성 광학 필름을 얻었다.

[실시예 4]

액막의 두께를 60㎛가 되도록 제작 조건을 변경하고, 지향성 확산 요소로서 투과 UV 광선의 어스펙트비가 10이 되는 지향성 확산 요소를 이용한 점 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 4의 이방성 광학 필름을 얻었다.

[비교예 1]

지향성 확산 요소를 사용하지 않은 점 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 이방성 광학 필름을 얻었다.

비교예 1의 이방성 광학 필름은, 이방성 광학 필름의 상면으로부터 하면에 걸쳐, 복수의 주상 구조가 형성되어 있는 것이었다.

[비교예 2]

지향성 확산 요소로서 투과 UV 광선의 어스펙트비가 50이 되는 지향성 확산 요소를 이용한 점 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 2의 이방성 광학 필름을 얻었다.

비교예 2의 이방성 광학 필름은, 도 10에 나타낸 판상 구조가 형성되어 있는 것이었다(단, 도 10과는 확산 중심축이 다르다).

[비교예 3]

액막의 두께를 60㎛가 되도록 제작 조건을 변경해, 지향성 확산 요소로서 투과 UV 광선의 어스펙트비가 50이 되는 지향성 확산 요소를 이용한 점 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 3의 이방성 광학 필름을 얻었다.

비교예 3의 이방성 광학 필름은, 도 10에 나타낸 판상 구조가 형성되어 있는 것이었다(단, 도 10과는 확산 중심축이 다르다).

실시예 1∼3에서 사용한 실리콘·우레탄·아크릴레이트의 중량 평균 분자량(Mw)의 측정은, 폴리스티렌 환산 분자량으로서 GPC법을 이용해 하기 조건으로 실시하였다.

탈기기(degasser): DG-980-51(니혼분코주식회사제)

펌프: PU-980-51(니혼분코주식회사제)

오토 샘플러: AS-950(니혼분코주식회사제)

항온조: C-965(니혼분코주식회사제)

컬럼: Shodex　KF-806L × 2개　　(쇼와덴코주식회사제)

검출기: RI　(SHIMAMURA　YDR-880)

온도: 40℃

용리액: THF

주입량: 150㎕

유량: 1.0ml/min

샘플 농도: 0.2%

(이방성 광학 필름의 표면 관찰)

실시예 및 비교예의 이방성 광학 필름의 표면(자외선 조사시의 조사광측)을 광학 현미경으로 관찰하여, 각주 구조의 장경 LA, 단경 SA를 측정하였다. 장경 LA 및 단경 SA의 산출에는, 임의의 20의 구조의 평균값으로 하였다. 또한, 장경 LA/단경 SA를 어스펙트비로서 산출하였다.

(이방성 광학 필름의 평가)

광원의 투광각, 수광기의 수광각을 임의로 가변할 수 있는 변각 광도계 고니오포토미터(제네시아사제)를 이용하여, 실시예 및 비교예의 이방성 광학 필름의 평가를 실시하였다. 광원으로부터의 직진 광을 받는 위치에 수광부를 고정하고, 그 사이의 샘플 홀더에 실시예 및 비교예에서 얻어진 이방성 광학 필름을 세트하였다. 도 12에 나타낸 바와 같이 회전축(L)으로서 샘플을 회전시켜 각각의 입사각에 대응하는 직선 투과 광량을 측정하였다. 이 평가방법에 의해서, 어느 각도의 범위에서 입사되는 빛이 확산하는지를 평가할 수 있다. 이 회전축(L)은, 도 10에 나타내는 샘플의 구조에 있어서의 B-B축 또는 도 1(a)에 나타내는 샘플의 구조에 있어서의 C-C축과 같은 축이다. 직선 투과 광량의 측정은, 시 감도 필터를 이용하여 가시광 영역의 파장을 측정하였다.

이방성 광학 필름의 간섭(무지개)에 대해서는, 투과광을 다양한 각도로부터 목시로 관찰해, 간섭의 정도를 평가하였다.

상기 측정으로 얻어진 실시예의 결과를, 도 3∼도 6에, 비교예의 결과를 도 7∼9에 나타내었다. 도 3은 실시예 1, 도 4는 실시예 2, 도 5는 실시예 3, 도 6은 실시예 4, 도 7은 비교예 1, 도 8은 비교예 2, 도 9는 비교예 3이며, 각각 직선 투과 광량의 측정에 의한 입사광 의존성을 나타내고 있다.

(이방성 광학 필름의 단면 관찰)

대표예로서 실시예 3의 단면을 광학 현미경으로 관찰하여, 각주 구조의 굴곡 상태를 확인한 결과를 도 13에 나타내었다.

표 1에 각주의 형상, 광학 특성 등을 정리하였다.

	필름 두께 (㎛)	지향성 확산요소의 어스펙트비	각주 영역			최대 직선 투과율 (%)	최소 직선 투과율 (%)	확산폭 ※1	간섭 (무지개)
	필름 두께 (㎛)	지향성 확산요소의 어스펙트비	장경 LA (㎛)	단경 SA (㎛)	어스펙트비	최대 직선 투과율 (%)	최소 직선 투과율 (%)	확산폭 ※1	간섭 (무지개)
실시예 1	100	30	42	1.2	35	79.1	3.3	53	약간있음
실시예 2	100	20	16	1.2	13	72.9	2.3	59	없음
실시예 3	100	10	7	1.2	6	51.6	1.4	70	없음
실시예 4	60	10	6	1.0	6	55.1	3.0	66	없음
비교예 1	100	없음	1.5	1.5	1	21.2	2.5	46	없음
비교예 2	100	50	67	1.2	56	80.0	3.2	45	강하게 있음
비교예 3	60	50	56	1.2	47	74.9	4.7	42	강하게 있음

※1 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율의 차가 1/2 이하가 되는 직선 투과율에 대한 입사광의 확산 범위의 각도 범위(도 3을 예로 들면, 광학 프로파일상에 화살표로 표기한 부분이 이에 상당한다)

표 1에 나타낸 결과로부터, 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율의 차가 1/2 이하가 되는 직선 투과율에 대한 입사광의 확산 범위의 각도 범위의 값은, 각주 영역의 어스펙트비와 상관하는 것을 알 수 있다. 실시예 1∼4의 이방성 광학 필름에 있어서는 각주 영역의 어스펙트비가 6∼35인 것을 사용함으로써, 상기 입사광의 확산 범위의 각도 범위를 53°~70°로 할 수 있었다. 실시예 3과 4는 각주의 어스펙트비가 거의 일치하고, 이방성 확산층의 두께가 다른 것이지만, 이방성 확산층의 두께를 60㎛ 정도로 해도 충분히 실용성이 있는 상기 입사광의 확산 범위의 각도 범위를 달성할 수 있었다. 즉, 실시예 1∼4의 이방성 광학 필름은 넓은 입사각도 범위에서 빛의 확산과 집광을 실시할 수 있어 부자연스러운 인상을 받게 하는 경우가 없었다.

한편, 각주 영역의 어스펙트비가 너무 작은 비교예 1과 어스펙트비가 너무 큰 비교예 2∼3의 이방성 광학 필름은, 상기 입사광의 확산 범위의 각도 범위를 50° 이상으로 할 수 없었다. 즉, 비교예 1∼3의 이방성 광학 필름은, 넓은 입사각도 범위에서, 빛의 확산과 집광을 실시하지 못하여, 부자연스러운 인상을 받게 하는 경우였다.

표 1에 나타낸 결과로부터, 장경 LA가 빛의 간섭(무지개)과 상관함을 알 수 있다. 실시예 1∼4의 이방성 광학 필름에서는 장경 LA가 6∼42㎛인 것은, 빛의 간섭(무지개)이 발생하지 않는 실용상의 문제가 적은 것이었다.

한편, 장경 LA가 너무 큰 비교예 2와 비교예 3은, 빛의 간섭(무지개)이 강하게 발생하기 때문에, 실용상의 문제를 일으키는 것이었다. 또한, 비교예 1은 장경 LA가 작은 점에서 광의 간섭(무지개)은 발생하지 않지만, 장경 LA가 너무 작기 때문에, 최대 직선 투과율과 최소 직선 투과율과의 차가 1/2 이하가 되는 직선 투과율에 대한 입사광의 확산 범위의 각도 범위의 값을 50° 이상으로 하는 것은 불가능하였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 각주 영역의 어스펙트비는 대체로 지향성 확산 요소의 어스펙트비를 반영하는 것을 알 수 있다. 이를 확인한 당업자이면, 지향성 확산 요소의 어스펙트비에 배려하면서, 지향성 확산 요소와 광 경화성 수지 조성물(이방성 광학 필름의 경화 전)의 거리를 조정함으로써, 단경 SA와 장경 LA의 값을 조정할 수 있어 본원 발명에서 규정하는 각주 영역을 가지는 이방성 광학 필름을 제조할 수 있는 것이다.

또한, 도 13에 나타낸 바와 같이, 이러한 넓은 확산 범위의 실현에는, 어스펙트비, 막 두께의 조절에 의해서, 각주 구조의 굴곡을 조정하는 역할을 이루어내어, 산란 중심축이 연속하여 복수 가지는 것과 동등한 효과를 얻기 때문이라고 생각할 수 있다.　또한, 본원의 다른 실시예에 있어서도 도 13에 나타낸 바와 같이, 각주 구조가 굴곡하고 있는 것이었다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 1층의 이방성 확산층이어도, 넓은 입사각도 범위에서, 빛의 확산과 집광을 실시할 수 있어 부자연스러운 인상을 받게 하지 않고, 또한, 빛의 간섭(무지개)이 생기기 어려운 이방성 광학 필름을 제공할 수 있다.

1　샘플
3　수광기
4　매트릭스 영역
5, 50 이방성 광학 필름
5a　상면
5b　하면
6　각주 영역
10　기체
20　광 경화성 조성물층
30　광원
40　판상 구조
51　선상 광원
60　지향성 확산 요소

Claims

빛의 입사각에 의해 확산성이 변화하는 이방성 광학 필름으로서,
복수의 각주 영역과 매트릭스 영역을 가지는 것이고,
상기 각주 영역의 표면 형상이 단경과 장경을 가지는 것이며, 상기 단경과 장경의 어스펙트비가 2∼40의 범위 내에 있고,
상기 이방성 광학 필름에 대해서 입사한 빛의 직선 방향의 투과 광량 / 입사한 빛의 광량의 비율인 직선 투과율이 최대가 되는 입사각에 있어서의 직선 투과율인 최대 직선 투과율이 40% 이상 95% 미만이며,
상기 직선 투과율이 최소가 되는 입사각에 있어서의 직선 투과율인 최소 직선 투과율이 10% 이하이고,
상기 최대 직선 투과율과 상기 최소 직선 투과율의 차이의 1/2 이하가 되는 직선 투과율에 상당하는 2개의 입사각의 차이로 정의되는, 입사광의 확산 범위의 각도 범위가 50°∼80°인 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1에 있어서,
상기 입사광의 확산 범위의 각도 범위와 상기 어스펙트비는 상기 입사광의 확산 범위의 각도 범위의 값이 크게 될수록 상기 어스펙트비가 작아지는 상관 관계인 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1에 있어서,
상기 각주 영역의 두께가 30㎛∼200㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1에 있어서,
상기 단경의 길이가 0.5㎛∼5.0㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1에 있어서,
상기 장경의 길이가 3.0㎛∼50㎛의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름.
청구항 1에 기재된 이방성 광학 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 표시장치.
청구항 1에 기재된 이방성 광학 필름의 제조 방법으로서,
광원으로부터 평행 광선을 얻는 공정과,
상기 평행 광선을 지향성 확산 요소에 입사시켜, 지향성을 가진 빛을 얻는 공정과,
상기 지향성을 가진 빛을, 상기 지향성 확산 요소와 광 경화성 조성물층과의 거리를 조정하여서 광 경화성 조성물 층에 입사시켜, 광 경화성 조성물 층을 경화시키는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름의 제조 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 지향성을 가진 빛의 어스펙트비가 2∼40의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 이방성 광학 필름의 제조 방법.
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