KR20130041337A - 광확산 필름, 광확산 필름이 부착된 편광판, 액정 표시 장치 및 조명 기구 - Google Patents

Abstract

강한 광확산성을 갖고, 또한 후방 산란이 억제되고, 추가로, 생산성이 우수한 매우 얇은 광확산 필름을 제공하는 것. 본 발명의 광확산 필름은, 제 1 굴절률을 갖는 제 1 영역과；제 1 영역을 포위하는 실질적으로 구각상의 굴절률 변조 영역과；굴절률 변조 영역의 제 1 영역과 반대측에 위치하고, 제 2 굴절률을 갖는 제 2 영역을 갖고, 광확산 반치각이 30°이상이고, 두께가 4 ㎛～25 ㎛ 이며, 또한 하기 식 (1) 및 (2) 를 만족한다：
y≤0.011x (30≤x≤60)…(1)
y≤0.0275x-0.99 (60＜x)…(2)
여기서, x 는 광확산 반치각 (°) 이고, y 는 후방 산란율 (％) 이고, 식 (1) 및 (2) 는 광확산 반치각의 수치와 후방 산란율의 수치의 관계를 나타낸다.

Description

광확산 필름, 광확산 필름이 부착된 편광판, 액정 표시 장치 및 조명 기구{LIGHT-DIFFUSING FILM, LIGHT-DIFFUSING FILM-EQUIPPED POLARIZING PLATE, LCD DEVICE, AND LIGHTING APPARATUS}

본 발명은, 광확산 필름, 광확산 필름이 부착된 편광판, 액정 표시 장치 및 조명 기구에 관한 것이다.

광확산 소자는, 대표적으로는, 수지 매트릭스와 당해 매트릭스로 분산된 미립자를 함유하는 시트상 광학 소자이고, 미립자와 매트릭스의 굴절률 차에 의해 광확산성을 발현한다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 광확산 소자는, 조명 커버, 프로젝션 텔레비전의 스크린, 면발광 장치 (예를 들어, 액정 표시 장치) 등에 널리 이용되고 있다. 광확산 소자의 어느 용도에 있어서도, 고화질 또는 고조명 품위의 실현, 광의 이용 효율의 향상, 그리고 공업적으로 우수한 제조 효율과 같은 특성이 요구되고 있다. 광확산 소자가 고화질 또는 고조명 품위를 실현하기 위해서는, 충분한 광확산성을 갖고 있는 것이 필요하다. 그러나, 광확산성을 증대시키기 위해서 미립자와 매트릭스의 굴절률 차를 크게 하면, 후방 산란이 증대된다. 따라서, 매트릭스에 미립자를 단순하게 분산시킨 종래의 광확산 소자로는, 고화질 또는 고조명 품위를 실현하는 것은 곤란하다. 또한, 종래의 광확산 소자에 있어서의 상기 후방 산란의 증대는, 광의 이용 효율을 감소시키므로, 환경 부하를 저감시킨다는 최근의 세계적인 조류에도 맞지 않는 것이다. 지금까지, 광확산 소자의 특성을 개선하기 위해서 여러 가지 기술 (예를 들어, 미립자의 중심부로부터 외측을 향해 연속적으로 굴절률이 변화되는 이른바 GRIN (gradient index) 미립자를 분산시킨 광확산 소자) 이 제안되어 있지만 (예를 들어, 특허문헌 2～8 참조), 어느 기술에 있어서도, 충분한 광확산성과 낮은 후방 산란을 모두 만족시키는 광확산 소자는 얻어지고 있지 않다.

이상과 같이, 충분한 광확산성과 낮은 후방 산란의 양립은, 광확산 소자에 있어서 오랫동안 해결되지 않는 과제가 되어 있고, 이 두 개의 특성을 모두 만족시키는 광확산 소자를 공업적으로 우수한 제조 효율로 얻을 수 있는 기술을 확립하는 것이 강하게 요망되고 있다.

일본 특허 제3071538호 일본 공개특허공보 평6-347617호 일본 공개특허공보 2003-262710호 일본 공개특허공보 2002-212245호 일본 공개특허공보 2002-214408호 일본 공개특허공보 2002-328207호 일본 공개특허공보 2010-077243호 일본 공개특허공보 2010-107616호

본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 강한 광확산성을 갖고, 또한 후방 산란이 억제되고, 추가로, 생산성이 우수한 매우 얇은 광확산 필름을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 하나의 실시형태에 의한 광확산 필름은, 제 1 굴절률을 갖는 제 1 영역과；그 제 1 영역을 포위하는 실질적으로 구각상 (球殼狀) 의 굴절률 변조 영역과；그 굴절률 변조 영역의 그 제 1 영역과 반대측에 위치하고, 제 2 굴절률을 갖는 제 2 영역을 갖고, 광확산 반치각이 30°이상이고, 두께가 4 ㎛～25 ㎛ 이며, 또한 하기 식 (1) 및 (2) 를 만족한다：

y≤0.011x (30≤x≤60)…(1)

y≤0.0275x-0.99 (60＜x)…(2)

여기서, x 는 광확산 반치각 (°) 이고, y 는 후방 산란율 (％) 이고, 식 (1) 및 (2) 는 광확산 반치각의 수치와 후방 산란율의 수치의 관계를 나타낸다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 굴절률 변조 영역은, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 의해 형성된 미세 요철상이고 또한 구각상의 경계에 의해 구성되어 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 의한 광확산 필름은, 매트릭스와, 그 매트릭스 중에 분산된 광확산성 미립자를 갖고, 광확산 반치각이 30°이상이고, 두께가 4 ㎛～25 ㎛ 이며, 또한 하기 식 (1) 및 (2) 를 만족한다：

y≤0.011x (30≤x≤60)…(1)

y≤0.0275x-0.99 (60＜x)…(2)

여기서, x 는 광확산 반치각 (°) 이고, y 는 후방 산란율 (％) 이고, 식 (1) 및 (2) 는 광확산 반치각의 수치와 후방 산란율의 수치의 관계를 나타낸다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 광확산 필름은, 면내 휘도의 표준 편차 σ 가 0.8 이하이다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 광확산 필름은, 상기 매트릭스와 상기 광확산성 미립자의 계면 또는 그 근방에, 굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화되는 굴절률 변조 영역이 형성되어 있다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 매트릭스는 수지 성분 및 초미립자 성분을 함유하고, 상기 굴절률 변조 영역은, 상기 매트릭스 중의 상기 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배에 의해 형성되어 있다.

본 발명의 다른 국면에 의하면, 광확산 필름이 부착된 편광판이 제공된다. 이 광확산 필름이 부착된 편광판은, 상기의 광확산 필름과 편광자를 갖는다.

본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 액정 표시 장치가 제공된다. 이 액정 표시 장치는, 액정 셀과 상기의 광확산 필름을 구비한다.

본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 조명 기구가 제공된다. 이 조명 기구는, 광원과 상기의 광확산 필름을 구비한다.

본 발명에 의하면, 강한 광확산성을 갖고, 또한 후방 산란이 억제된 매우 얇은 광확산 필름을 실현할 수 있다. 구체적으로는, 광확산 반치각이 30°이상이고, 광확산 반치각과 후방 산란율이 특정한 관계를 갖고, 또한 두께가 4 ㎛～25 ㎛ 인 광확산 필름을 실현할 수 있다. 종래, 강확산 또한 저후방 산란의 광확산 소자가 요망되고 있지만, 그러한 특성을 충분히 만족시키는 광확산 소자는 실현되고 있지 않다. 이와 같이, 본 발명은, 강확산 또한 저후방 산란의 광확산 소자를, 간편하고 공업적으로 우수한 제조 효율로, 게다가 매우 얇은 필름 형태로 얻을 수 있는 것으로, 당업계에 있어서 오랫동안 해결되지 않은 과제를 해결하는 것이다.

도 1a 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 광확산 필름에 있어서의 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계를 설명하는 그래프이다.
도 1b 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 광확산 필름의 개략 단면도이다.
도 1c 는, 도 1b 의 광확산 필름의 광확산 미립자 근방을 확대하여 설명하는 모식도이다.
도 2a 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 광확산 필름에 있어서의 광확산성 미립자 근방의 초미립자 성분의 분산 상태를 설명하기 위한 TEM 화상이다.
도 2b 는, 하나의 방향에서 본 도 2a 의 TEM 화상으로부터의 3 차원 재구성 이미지이다.
도 2c 는, 다른 방향에서 본 도 2a 의 TEM 화상으로부터의 3 차원 재구성 이미지이다.
도 2d 는, 도 2b 의 3 차원 재구성 이미지를 2 치화한 것으로, 매트릭스와 광확산성 미립자의 계면 근방의 초미립자 성분의 분산 농도 (존재 비율) 의 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2e 는, 도 2b 및 도 2c 의 3 차원 재구성 이미지로부터 미세 요철상의 경계의 요철의 평균 피치 및 요철 평균 높이를 구하는 방법을 설명하기 위한 3 차원 재구성 이미지이다.
도 3 은, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 광확산 필름에 있어서의 광확산성 미립자 표면으로부터의 거리와 초미립자 성분의 분산 농도 (존재 비율) 의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4 는, 본 발명의 광확산 필름에 있어서의 광확산성 미립자 중심부로부터 매트릭스까지의 굴절률 변화를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5a 는, 굴절률 변조 영역을 구성하는, 광확산성 미립자의 표면 근방에 형성된 미세 요철상의 경계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5b 는, 도 5a 의 미세 요철상의 경계의 상세를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6(a) 는, 매트릭스의 평균 굴절률 n_M＞광확산성 미립자의 굴절률 n_P 인 경우의 후방 산란 발생의 메커니즘을 설명하기 위한 개념도이고, 도 6(b) 는 n_M＜n_P 인 경우의 후방 산란 발생의 메커니즘을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7 은, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 광확산 필름의 개략 단면도이다.
도 8 은, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 광확산 필름이 부착된 편광판의 개략 단면도이다.
도 9 는, 본 발명의 광확산 필름이 부착된 편광판의 제조 방법의 일례를 설명하는 모식도이다.
도 10 은, 광확산 반치각을 산출하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 11 은, 실시예 1 의 광확산 필름의 광확산성 미립자 근방의 TEM 화상이다.
도 12 는, 비교예 1 의 광확산 필름의 광확산성 미립자 근방의 TEM 화상이다.
도 13 은, 실시예 및 비교예의 광확산 필름의 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이들의 구체적인 실시형태에는 한정되지 않는다.

A. 광확산 필름

A-1. 전체 구성

본 발명의 광확산 필름은, 제 1 굴절률을 갖는 제 1 영역과 제 2 굴절률을 갖는 제 2 영역을 갖는다. 본 발명의 광확산 필름은, 제 1 영역과 제 2 영역의 굴절률 차에 의해, 광확산 기능을 발현한다. 본 발명에 있어서는, 제 1 영역은, 실질적으로 구각상의 굴절률 변조 영역에 의해 포위되고, 제 2 영역은, 굴절률 변조 영역의 제 1 영역과 반대측에 위치하도록 구성되어 있다. 따라서, 본 발명의 광확산 필름에 있어서는, 외관적으로는, 굴절률 변조 영역에 의해 포위된 제 1 영역이 제 2 영역으로 분산된 상태로 되어 있다. 굴절률 변조 영역에 있어서는, 굴절률은 실질적으로 연속적으로 변화된다. 본 명세서에 있어서 「굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화된다」란, 굴절률 변조 영역에 있어서 굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화되면 되는 것을 의미한다. 따라서, 예를 들어, 제 1 영역과 굴절률 변조 영역의 계면 및/또는 굴절률 변조 영역과 제 2 영역의 계면에 있어서 소정 범위 내 (예를 들어, 굴절률 차가 0.05 이하) 의 굴절률 갭이 존재해도, 당해 갭은 허용될 수 있다.

본 발명의 광확산 필름은, 광확산 반치각이 30°이상이고, 두께가 4 ㎛～25 ㎛ 이며, 또한 하기 식 (1) 및 (2) 를 만족한다：

y≤0.011x (30≤x≤60)…(1)

y≤0.0275x-0.99 (60＜x)…(2)

여기서, x 는 광확산 반치각 (°) 이고, y 는 후방 산란율 (％) 이고, 식 (1) 및 (2) 는 광확산 반치각의 수치와 후방 산란율의 수치의 관계를 나타낸다. 즉, 본 발명에 있어서는, 광확산 반치각과 후방 산란율이, 도 1a 에 있어서의 직선 (1) 및 (2) 의 하부 영역에 포함되는 관계를 만족한다. 이와 같은 강확산 또한 저후방 산란이고, 게다가 매우 얇은 광확산 필름이 실제로 얻어진 것이, 본 발명의 성과의 하나이다. 광확산 반치각 x 와 후방 산란율 y 의 관계는, 바람직하게는 하기 식 (1a) 및 (2a) 를 만족한다. 식 (1), (1a), (2) 및 (2a) 는, 광확산 반치각 x 에 대한 후방 산란율 y 의 바람직한 상한을 규정한다.

y≤0.011x-0.11 (30≤x≤60)…(1a)

y≤0.0275x-1.10 (60＜x)…(2a)

한편, 광확산 반치각 x 에 대한 후방 산란율 y 의 바람직한 하한은 하기 식 (1b) 및 (2b) 에 의해 규정되고, 더욱 바람직한 하한은 하기 식 (1c) 및 (2c) 에 의해 규정된다.

y≥0.011x-0.56 (30≤x≤60)…(1b)

y≥0.0275x-1.55 (60＜x)…(2b)

y≥0.011x-0.46 (30≤x≤60)…(1c)

y≥0.0275x-1.45 (60＜x) …(2c)

또한 상기한 바와 같이, 광확산 반치각은 30°이상이고, 바람직하게는 30°～130°(편측 15°～65°) 이고, 표시 장치의 부재에 사용하는 관점에서는, 보다 바람직하게는 40°～90°(편측 20°～45°) 이다. 광확산 반치각이 30°이상이 되어야 비로소, 후방 산란율의 저감 및 면내 휘도의 균일성 (후술) 의 효과가 발현될 수 있다. 예를 들어, 광확산 반치각이 5°정도이면, 후방 산란율은 매우 작아지는 경우가 있지만, 광확산성은 매우 불충분해지는 경우가 많다. 후방 산란율은, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족할 수 있는 임의의 적절한 값이 될 수 있다. 후방 산란율은, 바람직하게는 0.70 ％ 이하이고, 바람직하게는 0.50 ％ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.30 ％ 이하이다. 후방 산란율의 하한은, 예를 들어 0.02 ％ 이다. 또한, 강확산 또한 저후방 산란이라는 종래 양립할 수 없는 특성을, 상기 식 (1) 및 (2) 에 의해 실현 가능한 관계에서 최적화할 수 있는 것이 본 발명의 다른 성과이다. 예를 들어, 광확산 반치각이 35°이고, 후방 산란율이 0.48 ％ 인 경우, 형식적으로는 「강확산 또한 저후방 산란」이라고 칭해질 수 있지만, 이와 같은 광확산 반치각 및 후방 산란율은, 도 1a 의 영역으로부터 벗어나 있다. 이와 같은 특성의 광확산 소자를 예를 들어 액정 표시 장치에 사용하면, 밝은 곳에서의 흑표시가 백탁되는 경우가 있다. 바꿔 말하면, 본 발명에 의하면, 광확산 반치각과 후방 산란율을 도 1a 에서 나타내는 바와 같은 관계에서 최적화함으로써, 단순한 문언상 및 숫자상의 강확산 또한 저후방 산란이 아니라, 실장시에 매우 우수한 표시 특성을 나타낼 수 있는 광확산 필름을 얻을 수 있다.

상기 광확산 필름은, 헤이즈가 높은 경우에 그 효과가 충분히 발휘된다. 광확산 필름의 헤이즈는, 바람직하게는 90 ％～99.9 ％ 이고, 보다 바람직하게는 92 ％～99.9 ％ 이며, 더욱 바람직하게는 95 ％～99.9 ％ 이고, 특히 바람직하게는 97 ％～99.9 ％ 이다. 본 발명에 의하면, 매우 얇은 두께에도 불구하고, 광확산 반치각에 더하여 헤이즈치도 높은 광확산 필름을 얻을 수 있다. 또한, 헤이즈란, 광의 확산의 강도, 즉 입사광의 확산 정도를 나타내는 것이고, 한편, 상기 광확산 반치각이란, 확산 광의 질, 즉 확산시키는 광의 각도 범위를 나타내는 것이다.

상기 광확산 필름의 두께는, 바람직하게는 4 ㎛～20 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 4 ㎛～15 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 4 ㎛～11 ㎛ 이다. 상기와 같이, 본 발명에 의하면, 이와 같이 매우 얇은 두께에도 불구하고, 매우 높은 확산성 (예를 들어, 광확산 반치각) 을 갖는 광확산 필름을 얻을 수 있다. 이와 같은 얇은 두께이면 접어서 구부려도 균열되거나 하지 않아, 롤상으로의 보관이 가능해진다. 또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 광확산 필름은 도공에 의해 형성될 수 있으므로, 예를 들어, 광확산 필름의 제조와 편광판에 대한 첩합 (貼合) 을 이른바 롤·투·롤로 연속적으로 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 광확산 필름은, 광확산 필름 자체의 생산성이 종래의 광확산 소자에 비해 현격히 우수하고, 또한 편광판과 같은 다른 광학 부재와의 첩합의 제조 효율도 매우 높다. 또한, 롤·투·롤이란, 장척 (長尺) 의 필름끼리를 롤 반송하면서, 그 길이 방향을 일정하게 하여 연속적으로 첩합시키는 방법을 말한다.

상기 광확산 필름은, 면내 휘도의 표준 편차 σ 가 바람직하게는 0.8 이하이고, 보다 바람직하게는 0.7 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.6 이하이고, 특히 바람직하게는 0.1～0.5 이다. 면내 휘도의 표준 편차는, 외관 불균일의 지표가 된다. 본 발명에 의하면, 매우 얇음에도 불구하고 외관 불균일이 작은 광확산 필름을 얻을 수 있다. 면내 휘도의 표준 편차는, 예를 들어, 광확산 필름 적층체 (기재 필름＋광확산 필름) 와 당해 광확산 필름 적층체를 사이에 두도록 크로스 니콜 상태로 배치한 2 장의 편광판의 적층체를 형성하고, 당해 적층체의 일방의 면으로부터 백색광을 투과시켰을 때의 휘도를 측정하여, 임의의 적절한 화상 처리에 의해 수치화함으로써 얻을 수 있다.

상기의 제 1 영역, 제 2 영역 및 굴절률 변조 영역은, 임의의 적절한 수단에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 이하와 같은 수단을 들 수 있다：(1) 미립자의 중심부로부터 외측을 향해 연속적으로 굴절률이 변화되는 이른바 GRIN 미립자 등의 굴절률 경사 미립자를 수지 중에 분산시켜, 굴절률 경사 부분을 굴절률 변조 영역으로서 이용하는 것；(2) 매트릭스에 수지 성분과 초미립자 성분을 사용하고, 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배에 의해, 매트릭스와 광확산성 미립자의 계면 또는 그 근방에 굴절률 변조 영역을 형성하는 것；(3) 제 1 영역 및 제 2 영역에 의해 미세 요철상이고 또한 구각상의 경계를 형성하고, 당해 경계에 의해 굴절률 변조 영역을 구성하는 것. 이하, 상기와 같은 특성을 실현할 수 있는 광확산 필름의 구체적인 구성에 대해, 매트릭스에 수지 성분과 초미립자 성분을 사용하는 실시형태에 대해 주로 설명하고, 굴절률 경사 미립자를 사용하는 실시형태에 대해서는, 그 특징적인 부분만을 간단하게 설명한다. 미세 요철상이고 또한 구각상의 경계를 형성하는 실시형태에 대해서는, 매트릭스에 수지 성분과 초미립자 성분을 사용하는 실시형태의 일례로서 설명한다.

하나의 실시형태에 있어서는, 본 발명의 광확산 필름은, 매트릭스와, 그 매트릭스 중에 분산된 광확산성 미립자를 갖고, 매트릭스와 광확산성 미립자의 굴절률 차에 의해, 광확산 기능을 발현한다. 본 실시형태에 있어서는, 광확산성 미립자가 상기 제 1 영역에 대응하고, 매트릭스가 상기 제 2 영역에 대응한다. 도 1b 는, 본 실시형태에 의한 광확산 필름의 개략 단면도이다. 바람직하게는, 도 1b 에 나타내는 바와 같이, 매트릭스 (10) 와 광확산성 미립자 (20) 의 계면 근방에는 굴절률 변조 영역 (30) 이 형성되어 있다. 따라서, 매트릭스는, 광확산성 미립자와의 계면 근방의 굴절률 변조 영역과, 당해 굴절률 변조 영역의 외측 (광확산성 미립자로부터 멀어진 측) 의 굴절률 일정 영역을 갖는다. 바람직하게는, 매트릭스에 있어서의 굴절률 변조 영역 이외의 부분은, 실질적으로는 굴절률 일정 영역이다. 매트릭스는, 바람직하게는, 수지 성분 및 초미립자 성분을 함유한다. 도 1b 의 광확산 필름 (100) 은, 수지 성분 (11) 및 초미립자 성분 (12) 을 함유하는 매트릭스 (10) 와, 매트릭스 (10) 중에 분산된 광확산성 미립자 (20) 를 갖는다. 바람직하게는, 굴절률 변조 영역 (30) 은, 매트릭스 (10) 중의 초미립자 성분 (12) 의 분산 농도의 실질적인 구배에 의해 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 1c 에 나타내는 바와 같이, 굴절률 변조 영역 (30) 에 있어서는, 광확산성 미립자 (20) 로부터 멀어짐에 따라, 초미립자 성분 (12) 의 분산 농도 (대표적으로는, 중량 농도에 의해 규정된다) 가 높아진다 (필연적으로, 수지 성분 (11) 의 중량 농도가 낮아진다). 바꿔 말하면, 굴절률 변조 영역 (30) 에 있어서의 광확산성 미립자 (20) 의 최근접 영역에는, 초미립자 성분 (12) 이 상대적으로 저농도로 분산되어 있고, 광확산성 미립자 (20) 로부터 멀어짐에 따라 초미립자 성분 (12) 의 농도가 증대된다. 이와 같은 분산 농도의 구배를, 투과형 전자 현미경 (TEM) 화상을 이용하여 설명한다. 도 2a 는, 광확산성 미립자 근방의 초미립자 성분의 분산 상태를 나타내는 2 차원 TEM 화상이고, 도 2b 및 도 2c 는, 각각 상이한 방향에서 본 도 2a 의 TEM 화상으로부터의 3 차원 재구성 이미지이며, 도 2d 는, 도 2b 의 3 차원 재구성 이미지를 2 치화한 것이다. 도 3 은, 도 2a ～도 2c 의 TEM 화상으로부터 산출된 광확산성 미립자 표면으로부터의 거리와 초미립자 성분의 분산 농도 (존재 비율) 의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 3 의 그래프는, 도 2d 의 매트릭스와 광확산성 미립자의 계면 근방 부분을 5 개의 해석 에어리어로 나누고, 5 개의 해석 에어리어 각각에 대해 화상 처리를 실시하여, 각각의 해석 에어리어에 있어서의 광확산성 미립자 표면으로부터의 거리와 초미립자 성분의 분산 농도 (존재 비율) 의 관계를 산출한 것을 평균하여 그래프화한 것이다. 도 2a ～도 2c 에 나타내는 바와 같이, 굴절률 변조 영역에 있어서는, 매트릭스 (10) 의 굴절률 일정 영역으로부터 멀어짐에 따라, 초미립자 성분 (12) 의 분산 농도 (대표적으로는, 중량 농도에 의해 규정된다) 가 상대적으로 낮아지고, 또한 각각의 초미립자가 광확산성 미립자에 가까워지는 정도가 상이하다. 바람직하게는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 초미립자 성분의 분산 농도는, 그 농도 변화의 구배가 광확산성 미립자 (20) 에 근접하는 측에서는 작고, 굴절률 일정 영역에 근접하는 측에서는 커, 광확산성 미립자측으로부터 굴절률 일정 영역측으로 실질적인 구배를 형성하면서 변화된다. 바꿔 말하면, 초미립자 성분 (12) 의 분산 농도는, 그 농도 변화의 구배가 광확산성 미립자로부터 멀어짐에 따라 커진다. 본 실시형태에 의하면, 초미립자 성분 (12) 의 분산 농도의 실질적인 구배를 이용하여 매트릭스 (10) 와 광확산성 미립자 (20) 의 계면 근방에 굴절률 변조 영역 (30) 을 형성할 수 있기 때문에, 간편한 순서로, 또한 저비용으로 광확산 필름을 제조할 수 있다. 또한, 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배를 이용하여 굴절률 변조 영역을 형성함으로써, 굴절률 변조 영역 (30) 과 굴절률 일정 영역의 경계에 있어서 굴절률을 매끄럽게 변화시킬 수 있다. 또한, 수지 성분 및 광확산성 미립자와 굴절률이 크게 상이한 초미립자 성분을 사용함으로써, 광확산성 미립자와 매트릭스 (실질적으로는, 굴절률 일정 영역) 의 굴절률 차를 크게, 또한 굴절률 변조 영역의 굴절률 구배를 급준하게 할 수 있다. 그 결과, 강한 광확산성을 갖고, 또한 후방 산란이 억제된 매우 얇은 광확산 필름을 얻을 수 있다.

상기 굴절률 변조 영역 (실질적으로는, 상기와 같은 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배) 은, 매트릭스의 수지 성분 및 초미립자 성분 그리고 광확산성 미립자의 구성 재료, 그리고 화학적 및 열역학적 특성을 적절히 선택함으로써 형성할 수 있다. 예를 들어, 수지 성분 및 광확산성 미립자를 동계 (同系) 의 재료 (예를 들어 유기 화합물끼리) 로 구성하고, 초미립자 성분을 수지 성분 및 광확산성 미립자와는 상이한 계의 재료 (예를 들어 무기 화합물) 로 구성함으로써, 굴절률 변조 영역을 양호하게 형성할 수 있다. 또한, 예를 들어, 수지 성분 및 광확산성 미립자를 동계 재료 중에서도 상용성이 높은 재료끼리 구성하는 것이 바람직하다. 굴절률 변조 영역의 두께 및 굴절률 구배는, 매트릭스의 수지 성분 및 초미립자 성분 그리고 광확산성 미립자의 화학적 및 열역학적 특성을 조정함으로써 제어할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「동계」란, 화학 구조나 특성이 동등 또는 유사한 것을 말하고, 「상이한 계」란, 동계 이외의 것을 말한다. 동계인지의 여부는, 기준의 선택 방법에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 유기인지 무기인지를 기준으로 한 경우, 유기 화합물끼리는 동계의 화합물이고, 유기 화합물과 무기 화합물은 상이한 계의 화합물이다. 폴리머의 반복 단위를 기준으로 한 경우, 예를 들어 아크릴계 폴리머와 에폭시계 폴리머는 유기 화합물끼리임에도 불구하고 상이한 계의 화합물이고, 주기율표를 기준으로 한 경우, 알칼리 금속과 천이 금속은 무기 원소끼리임에도 불구하고 상이한 계의 원소이다.

보다 구체적으로는, 상기와 같은 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배는, 이하의 (1)～(2) 또는 그들의 적절한 조합에 의해 실현될 수 있다：(1) 매트릭스 중의 초미립자 성분의 분산 농도를 조정하는 것. 예를 들어, 초미립자 성분의 분산 농도를 크게 함으로써, 초미립자 성분끼리의 전기적인 반발이 커져, 결과적으로, 광확산 미립자 근방까지 초미립자 성분이 존재하게 되어, 굴절률 변조 영역에 있어서 급준한 굴절률 구배를 형성할 수 있다 (굴절률 변조 영역의 두께가 작아진다). (2) 광확산성 미립자의 가교도를 조정하는 것. 예를 들어, 가교도가 낮은 광확산성 미립자에서는, 미립자 표면의 구성 폴리머 분자의 자유도가 높아지므로, 초미립자 성분이 접근하기 어려워진다. 그 결과, 굴절률 변조 영역에 있어서 완만한 굴절률 구배를 형성할 수 있다 (굴절률 변조 영역의 두께가 커진다). 바람직하게는, 상기 (1) 및 (2) 를 적절히 조합함으로써, 상기와 같은 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배가 실현될 수 있다. 예를 들어, 지르코니아의 초미립자 성분과 PMMA 의 광확산성 미립자를 사용하고, 당해 초미립자 성분의 분산 농도를 매트릭스 100 중량부에 대해 30 중량부～70 중량부로 설정하고, 또한 후술하는 수지 성분 전구체에 대한 팽윤도가 100 ％～200 ％ 인 광확산성 미립자를 사용함으로써, 매트릭스 (10) 중의 초미립자 성분 (12) 의 분산 농도가, 광확산성 미립자 (20) 에 근접하는 측에서는 작고, 굴절률 일정 영역에 근접하는 측에서는 커, 광확산 미립자측으로부터 굴절률 일정 영역측으로 실질적인 구배를 형성하면서 변화되는 분산 농도 구배를 실현할 수 있다. 또한, 광확산성 미립자 표면의 위치에 따라 두께가 상이한 (예를 들어, 콘페이토의 외곽 형상과 같은) 굴절률 변조 영역을 형성할 수 있다. 여기서, 「팽윤도」란, 팽윤 전의 입자의 평균 입경에 대한 팽윤 상태의 입자의 평균 입경의 비율을 말한다.

상기 굴절률 변조 영역 (30) 의 평균 두께 (L) 는, 바람직하게는 10 ㎚～500 ㎚, 보다 바람직하게는 12 ㎚～400 ㎚, 더욱 바람직하게는 15 ㎚～300 ㎚ 이다. 본 실시형태에 의하면, 매우 작은 두께의 굴절률 변조 영역이면서 광확산성 미립자와 매트릭스의 굴절률 차를 크게 하고 (굴절률 구배를 급준하게 하고), 또한 당해 굴절률 변조 영역에 있어서 굴절률을 연속적으로 변화시킬 수 있다. 굴절률 변조 영역 (30) 의 두께는 일정해도 되고 (즉, 굴절률 변조 영역이 광확산성 미립자의 주위에 동심 구상으로 확장되어도 되고), 광확산성 미립자 표면의 위치에 따라 두께가 상이해도 된다 (예를 들어, 콘페이토의 외곽 형상과 같이 되어 있어도 된다). 바람직하게는, 굴절률 변조 영역 (30) 의 두께는, 광확산성 미립자 표면의 위치에 따라 상이하다. 이와 같은 구성이면, 굴절률 변조 영역 (30) 에 있어서, 굴절률을 보다 연속적으로 변화시킬 수 있다. 상기 평균 두께 (L) 는, 굴절률 변조 영역 (30) 의 두께가 광확산성 미립자 표면의 위치에 따라 상이한 경우의 평균 두께이고, 두께가 일정한 경우에는 그 두께이다.

바람직하게는, 굴절률 변조 영역 (30) 에 있어서는, 굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 이것에 더하여, 상기 굴절률 변조 영역의 최외부의 굴절률과 상기 굴절률 일정 영역의 굴절률이 실질적으로 동일하다. 바꿔 말하면, 본 실시형태의 광확산 필름에 있어서는, 굴절률 변조 영역으로부터 굴절률 일정 영역에 걸쳐 굴절률이 연속적으로 변화되고, 바람직하게는 광확산성 미립자로부터 굴절률 일정 영역에 걸쳐 굴절률이 연속적으로 변화된다 (도 4). 더욱 바람직하게는, 당해 굴절률 변화는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 매끄럽다. 즉, 굴절률 변조 영역 (30) 과 굴절률 일정 영역의 경계에 있어서, 굴절률 변화 곡선에 접선을 그을 수 있는 형상에서 변화된다. 바람직하게는, 굴절률 변조 영역에 있어서, 굴절률 변화의 구배는, 상기 광확산성 미립자로부터 멀어짐에 따라 커진다. 본 실시형태에 의하면, 광확산성 미립자와 매트릭스의 수지 성분과 초미립자 성분을 적절히 선택함으로써, 실질적으로 연속적인 굴절률 변화를 실현할 수 있다. 상기와 같이 급준하고, 또한 이와 같은 실질적으로 연속적인 굴절률 변화를 실현한 것이 본 발명의 특징의 하나이다. 그 결과, 매트릭스 (10) (실질적으로는, 굴절률 일정 영역) 와 광확산성 미립자 (20) 의 굴절률 차를 크게 해도, 매트릭스 (10) 와 광확산성 미립자 (20) 의 계면의 반사를 억제할 수 있어, 후방 산란을 억제할 수 있다. 또한 굴절률 일정 영역에서는, 광확산성 미립자 (20) 와는 굴절률이 크게 상이한 초미립자 성분 (12) 의 중량 농도가 상대적으로 높아지므로, 매트릭스 (10) (실질적으로는, 굴절률 일정 영역) 와 광확산성 미립자 (20) 의 굴절률 차를 크게 할 수 있다. 그 결과, 박막이라도 큰 광확산 반치각 (강한 확산성) 을 실현할 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 광확산 필름에 의하면, 굴절률 차를 크게 하여 높은 헤이즈를 실현하면서, 후방 산란을 현저하게 억제할 수 있다. 한편, 굴절률 변조 영역이 형성되지 않는 종래의 광확산 소자에 의하면, 굴절률 차를 크게 함으로써 강한 확산성 (예를 들어, 큰 광확산 반치각) 을 부여하고자 하면, 계면에서의 굴절률의 갭을 해소할 수 없다. 그 결과, 광확산성 미립자와 매트릭스의 계면에서의 반사에 의한 후방 산란이 커지는 경우가 많다. 본 발명에 의하면, 광확산성 미립자의 표면 근방에 굴절률 변조 영역을 형성함으로써, 상기 종래 기술의 문제를 해결하여, 강한 확산성을 갖고, 또한 후방 산란이 억제된 매우 얇은 광확산 필름을 얻을 수 있다.

하나의 실시형태에 있어서는, 매트릭스 (10) 와 광확산성 미립자 (20) 의 계면 근방에 있어서 매트릭스 (10) 중의 상기 초미립자 성분 (12) 이 분산되어 있는 영역과 분산되어 있지 않은 영역이 미세 요철상의 경계를 형성하고 있고, 매트릭스와 광확산성 미립자의 계면 근방에 있어서, 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배를 형성하고 있다. 당해 미세 요철상의 경계에 의해, 상기 굴절률 변조 영역이 형성된다. 또한, 이 실시형태에 있어서도, 상기와 같이, 광확산성 미립자가 상기 제 1 영역에 대응하고, 매트릭스가 상기 제 2 영역에 대응한다. 또한, 당해 미세 요철상의 경계는, 매트릭스와 광확산성 미립자의 계면 또는 그 근방에 형성되므로, 실질적으로 구각상이 된다. 당해 미세 요철상의 경계를 설명하기 위한 모식도를 도 5a 및 도 5b 에 나타낸다. 도 5a 및 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 상기 미세 요철상의 경계는, 바람직하게는, 요철의 피치, 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이, 그리고, 오목부 및 볼록부의 형상이 각각 불균일하다. 이와 같은 미세 요철상의 경계 (25) 를 매트릭스와 광확산성 미립자의 계면 근방에 형성함으로써, 굴절률 변조 영역 (30) 을 양호하게 형성할 수 있다. 상기 미세 요철상의 경계의 요철의 평균 높이는, 바람직하게는 10 ㎚～500 ㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 10 ㎚～60 ㎚ 이다. 상기 미세 요철상의 경계의 요철의 평균 피치는, 바람직하게는 100 ㎚ 이하이고, 보다 바람직하게는 50 ㎚ 이하이며, 더욱 바람직하게는 30 ㎚ 이하이다. 평균 피치의 하한은, 바람직하게는 5 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 10 ㎚ 이다. 이와 같은 평균 피치 및 평균 높이이면, 굴절률 변조 영역의 전체에 걸쳐서 굴절률을 연속적으로 변화시킬 수 있다. 그 결과, 강한 광확산성을 갖고, 또한 후방 산란이 억제된 매우 얇은 광확산 필름을 얻을 수 있다. 여기서, 평균 피치란, 소정 범위에 있어서 인접하는 볼록부끼리의 정점과 정점의 수평 거리의 통계적 평균을 말하고, 평균 높이란, 소정 범위에 있어서의 볼록부의 높이 (골짜기의 바닥에서 정점까지의 수직 거리) 의 통계적 평균을 말한다. 평균 피치 및 요철의 평균 높이는, 도 2e 에 나타내는 바와 같이, 도 2b 및 도 2c 에 나타내는 바와 같은 3 차원 재구성 이미지로부터 광확산성 미립자와 매트릭스의 계면 (실계면) 을 추출하고, 당해 실계면에 대해 근사 곡면에 의한 피팅을 실시하여, 실계면에 있어서 근사 곡면으로부터 30 ㎚ 이상 돌출되어 있는 볼록부 간의 거리 및 볼록부의 평균 높이로부터 산출할 수 있다. 예를 들어, 상기와 같은 미세 요철상의 경계는, 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 광확산성 미립자로부터 매트릭스를 향하여 추상 (錐狀) 및/또는 침상의 미세한 돌기군을 갖는다 (또한, 미세 요철상의 경계는, 매트릭스측에서 보아 동일하고, 광확산성 미립자를 향하여 추상 및/또는 침상의 미세한 돌기군을 갖는다). 이와 같은 미세 요철상의 경계를 형성함으로써, 반사율이 낮은 광확산 필름을 얻을 수 있다. 또한, 굴절률 변조 영역의 굴절률 변조 기능은, 미세 요철상의 경계 전체의 형상에서 기인하여 발현시킬 수 있지만, 또한 미시적으로 보았을 경우, 경계에 있어서의 상기 돌기군의 각각의 돌기 내에 있어서도, 초미립자 성분의 분산 농도는 실질적인 구배를 형성할 수 있다.

본 실시형태의 광확산 필름에 있어서는, 바람직하게는, 매트릭스의 평균 굴절률 n_M 이 광확산성 미립자의 굴절률 n_P 보다 크다 (n_M＞n_P). 도 6(a) 및 도 6(b) 와 비교하여 나타내는 바와 같이, n_M＞n_P 인 경우에는, n_M＜n_P 인 경우에 비해, 굴절률 변조 영역의 굴절률 구배가 급준해도 후방 산란을 보다 양호하게 억제할 수 있다. Δn (=n_M-n_P) 는, 바람직하게는 0.08 이상, 더욱 바람직하게는 0.10 이상이다. Δn 의 상한은, 바람직하게는 0.2 이다.

상기 광확산 필름은, 단독으로 제공해도 되고, 임의의 적절한 기재나 편광판에 첩부하여 복합 부재로서 제공해도 된다. 또, 광확산 필름 위에 반사 방지층이 적층되어도 된다.

A-2. 매트릭스

상기와 같이, 매트릭스 (10) 는, 바람직하게는 수지 성분 (11) 및 초미립자 성분 (12) 을 함유한다. 상기와 같이, 그리고, 도 1b 및 도 1c 에 나타내는 바와 같이, 초미립자 성분 (12) 은, 매트릭스 (10) 와 광확산성 미립자 (20) 의 계면 근방에 굴절률 변조 영역 (30) 을 형성하도록 하여, 수지 성분 (11) 으로 분산되어 있다.

A-2-1. 수지 성분

수지 성분 (11) 은, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 임의의 적절한 재료로 구성된다. 바람직하게는, 상기와 같이, 수지 성분 (11) 은, 광확산성 미립자와 동계의 화합물로서 또한 초미립자 성분과는 상이한 계의 화합물로 구성된다. 이로써, 매트릭스와 광확산성 미립자의 계면 근방 (광확산성 미립자의 표면 근방) 에 굴절률 변조 영역을 양호하게 형성할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 수지 성분 (11) 은, 광확산성 미립자와 동계 중에서도 상용성이 높은 화합물로 구성된다. 이로써, 원하는 굴절률 구배를 갖는 굴절률 변조 영역을 형성할 수 있다.

상기 수지 성분은, 바람직하게는 유기 화합물로 구성되고, 보다 바람직하게는 전리선 경화형 수지로 구성된다. 전리선 경화형 수지는, 도막의 경도가 우수하기 때문에, 후술하는 초미립자 성분의 약점인 기계 강도를 보충하기 쉽다. 전리선으로는, 예를 들어, 자외선, 가시광, 적외선, 전자선을 들 수 있다. 바람직하게는 자외선이고, 따라서, 수지 성분은, 특히 바람직하게는 자외선 경화형 수지로 구성된다. 자외선 경화형 수지로는, 예를 들어, 아크릴레이트 수지 (에폭시아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 아크릴아크릴레이트, 에테르아크릴레이트) 등의 라디칼 중합형 모노머 혹은 올리고머로부터 형성되는 수지를 들 수 있다. 아크릴레이트 수지를 구성하는 모노머 성분 (전구체) 의 분자량은, 바람직하게는 200～700 이다. 아크릴레이트 수지를 구성하는 모노머 성분 (전구체) 의 구체예로는, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 (PETA：분자량 298), 네오펜틸글리콜디아크릴레이트 (NPGDA：분자량 212), 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (DPHA：분자량 632), 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 (DPPA：분자량 578), 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 (TMPTA：분자량 296) 를 들 수 있다. 전구체에는, 필요에 따라, 개시제를 첨가해도 된다. 개시제로는, 예를 들어, UV 라디칼 발생제 (BASF 재팬사 제조 이르가큐어 907, 이르가큐어 127, 이르가큐어 192 등), 과산화벤조일을 들 수 있다. 상기 수지 성분은, 상기 전리선 경화형 수지 이외에 다른 수지 성분을 함유하고 있어도 된다. 다른 수지 성분은, 전리선 경화형 수지여도 되고, 열경화성 수지여도 되며, 열가소성 수지여도 된다. 다른 수지 성분의 대표예로는, 지방족계 (예를 들어, 폴리올레핀) 수지, 우레탄계 수지를 들 수 있다. 다른 수지 성분을 사용하는 경우, 그 종류나 배합량은, 상기 굴절률 변조 영역이 양호하게 형성되도록 조정된다.

상기 수지 성분은, 대표적으로는, 하기 식 (3) 을 만족한다：

｜n_P-n_A｜＜｜n_P-n_B｜…(3)

식 (3) 중, n_A 는 매트릭스의 수지 성분의 굴절률을 나타내고, n_B 는 매트릭스의 초미립자 성분의 굴절률을 나타내고, n_P 는 광확산성 미립자의 굴절률을 나타낸다. 또한 수지 성분은 하기 식 (4) 도 만족할 수 있다：

｜n_P-n_A｜＜｜n_A-n_B｜…(4)

수지 성분의 굴절률은, 바람직하게는 1.40～1.60 이다.

상기 수지 성분의 배합량은, 매트릭스 100 중량부에 대해, 바람직하게는 10 중량부～80 중량부이고, 보다 바람직하게는 20 중량부～65 중량부이다.

A-2-2. 초미립자 성분

초미립자 성분 (12) 은, 상기와 같이, 바람직하게는 상기 수지 성분 및 후술하는 광확산성 미립자와는 상이한 계의 화합물로 구성되고, 보다 바람직하게는 무기 화합물로 구성된다. 바람직한 무기 화합물로는, 예를 들어, 금속 산화물, 금속 불화물을 들 수 있다. 금속 산화물의 구체예로는, 산화지르코늄 (지르코니아) (굴절률：2.19), 산화알루미늄 (굴절률：1.56～2.62), 산화티탄 (굴절률：2.49～2.74), 산화규소 (굴절률：1.25～1.46) 를 들 수 있다. 금속 불화물의 구체예로는, 불화마그네슘 (굴절률：1.37), 불화칼슘 (굴절률：1.40～1.43) 을 들 수 있다. 이들 금속 산화물 및 금속 불화물은, 광의 흡수가 적은 데다가, 전리선 경화형 수지나 열가소성 수지 등의 유기 화합물에서는 잘 발현되지 않는 굴절률을 가지고 있으므로, 광확산성 미립자와의 계면으로부터 멀어짐에 따라 초미립자 성분의 중량 농도가 상대적으로 높아짐으로써, 굴절률을 크게 변조시킬 수 있다. 광확산성 미립자와 매트릭스의 굴절률 차를 크게 함으로써, 박막이라도 강확산을 실현할 수 있고, 또한 굴절률 변조 영역이 형성되므로 후방 산란 방지의 효과도 크다. 특히 바람직한 무기 화합물은 산화지르코늄이다.

상기 초미립자 성분도 또한, 상기 식 (3) 및 (4) 을 만족할 수 있다. 초미립자 성분의 굴절률은, 바람직하게는 1.40 이하 또는 1.60 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.40 이하 또는 1.70～2.80 이고, 특히 바람직하게는 1.40 이하 또는 2.00～2.80 이다. 굴절률이 1.40 을 초과 또는 1.60 미만이면, 광확산성 미립자와 매트릭스의 굴절률 차가 불충분해져, 광확산 필름이 콜리메이트 백라이트 프론트 확산 시스템을 채용하는 액정 표시 장치에 사용된 경우에, 리메이트 백라이트로부터의 광을 충분히 확산시킬 수 없어 시야각이 좁아질 우려가 있다.

상기 초미립자 성분의 평균 1 차 입자경은, 굴절률 변조 영역의 평균 두께 (L) 에 비해 작은 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 평균 1 차 입자경은, 평균 두께 (L) 에 대해 바람직하게는 1/50～1/2, 보다 바람직하게는 1/25～1/3 이다. 평균 1 차 입자경이 평균 두께 (L) 에 대해 1/2 를 초과하면, 굴절률 변조 영역에 있어서의 굴절률 변화가 실질적으로 연속적으로 되지 않는 경우가 있다. 1/50 미만인 경우, 굴절률 변조 영역의 형성이 곤란해지는 경우가 있다. 상기 평균 1 차 입자경은, 바람직하게는 1 ㎚～100 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 1 ㎚～50 ㎚ 이다. 초미립자 성분은 2 차 응집되어 있어도 되고, 그 경우의 평균 입자경 (응집체의 평균 입자경) 은, 바람직하게는 10 ㎚～100 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 10 ㎚～80 ㎚ 이다. 이와 같이, 광의 파장보다 작은 평균 입경의 초미립자 성분을 사용함으로써, 초미립자 성분과 수지 성분 사이에 기하 광학적인 반사, 굴절, 산란이 발생하지 않아, 광학적으로 균일한 매트릭스를 얻을 수 있다. 그 결과, 광학적으로 균일한 광확산 필름을 얻을 수 있다.

상기 초미립자 성분은, 상기 수지 성분과의 분산성이 양호한 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서 「분산성이 양호」란, 상기 수지 성분과 초미립자 성분과 (필요에 따라 소량의 UV 개시제와) 휘발 용제를 혼합하여 얻어진 도공액을 도포하고, 용제를 건조 제거하여 얻어진 도막이 투명한 것을 말한다.

바람직하게는, 상기 초미립자 성분은, 표면 개질이 이루어져 있다. 표면 개질을 실시함으로써, 초미립자 성분을 수지 성분 중에 양호하게 분산시킬 수 있고, 또한 상기 굴절률 변조 영역을 양호하게 형성할 수 있다. 표면 개질 수단으로는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한 임의의 적절한 수단이 채용될 수 있다. 대표적으로는, 표면 개질은, 초미립자 성분의 표면에 표면 개질제를 도포하여 표면 개질제층을 형성함으로써 실시된다. 바람직한 표면 개질제의 구체예로는, 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제 등의 커플링제, 지방산계 계면 활성제 등의 계면 활성제를 들 수 있다. 이와 같은 표면 개질제를 사용함으로써, 수지 성분과 초미립자 성분의 젖음성을 향상시키고, 수지 성분과 초미립자 성분의 계면을 안정화시켜, 초미립자 성분을 수지 성분 중에 양호하게 분산시키고, 또한 굴절률 변조 영역을 양호하게 형성할 수 있다.

상기 초미립자 성분의 배합량은, 매트릭스 100 중량부에 대해, 바람직하게는 15 중량부～80 중량부이고, 보다 바람직하게는 20 중량부～70 중량부이다.

A-3. 광확산성 미립자

광확산성 미립자 (20) 도 또한, 상기 굴절률 변조 영역이 양호하게 형성되는 한, 임의의 적절한 재료로 구성된다. 바람직하게는, 상기와 같이, 광확산성 미립자 (20) 는, 상기 매트릭스의 수지 성분과 동계의 화합물로 구성된다. 예를 들어, 매트릭스의 수지 성분을 구성하는 전리선 경화형 수지가 아크릴레이트계 수지인 경우에는, 광확산성 미립자도 또한 아크릴레이트계 수지로 구성되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 매트릭스의 수지 성분을 구성하는 아크릴레이트계 수지의 모노머 성분이 예를 들어 상기와 같은 PETA, NPGDA, DPHA, DPPA 및/또는 TMPTA 인 경우에는, 광확산성 미립자를 구성하는 아크릴레이트계 수지는, 바람직하게는, 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리메틸아크릴레이트 (PMA), 및 이들의 공중합체, 그리고 그들의 가교물이다. PMMA 및 PMA 의 공중합 성분으로는, 폴리우레탄, 폴리스티렌 (PS), 멜라민 수지를 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 광확산성 미립자는, PMMA 로 구성된다. 매트릭스의 수지 성분 및 초미립자 성분과의 굴절률이나 열역학적 특성의 관계가 적절하기 때문이다. 또한 바람직하게는, 광확산성 미립자는, 가교 구조 (삼차원 망목 구조) 를 갖는다. 가교 구조의 조밀 (가교도) 을 조정함으로써, 광확산성 미립자 표면에 있어서 미립자를 구성하는 폴리머 분자의 자유도를 제어할 수 있기 때문에, 초미립자 성분의 분산 상태를 제어할 수 있고, 결과적으로, 원하는 굴절률 구배를 갖는 굴절률 변조 영역을 형성할 수 있다. 예를 들어, 후술하는 도공액을 도포할 때의 광확산성 미립자의 수지 성분 전구체 (용매를 함유하고 있어도 된다) 에 대한 팽윤도는, 바람직하게는 100 ％～200 ％ 이다. 여기서, 「팽윤도」란, 가교도의 지표이고, 팽윤 전의 입자의 평균 입경에 대한 팽윤 상태의 입자의 평균 입경의 비율을 말한다.

상기 광확산성 미립자는, 평균 입경이, 바람직하게는 1.0 ㎛～5.0 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 1.0 ㎛～4.0 ㎛ 이다. 광확산성 미립자의 평균 입경은, 바람직하게는, 광확산 필름의 두께의 1/2 이하 (예를 들어, 1/2～1/20) 이다. 광확산 필름의 두께에 대해 이와 같은 비율을 갖는 평균 입경이면, 광확산성 미립자를 광확산 필름의 두께 방향으로 복수 배열할 수 있기 때문에, 입사광이 광확산 필름을 통과하는 동안에 당해 광을 다중으로 확산시킬 수 있고, 그 결과, 충분한 광확산성이 얻어질 수 있다.

광확산성 미립자의 중량 평균 입경 분포의 표준 편차는, 바람직하게는 1.0 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하이다. 중량 평균 입경에 대해 입경이 작은 광확산성 미립자가 다수 혼재되어 있으면, 확산성이 지나치게 증대되어 후방 산란을 양호하게 억제할 수 없는 경우가 있다. 중량 평균 입경에 대해 입경이 큰 광확산성 미립자가 다수 혼재되어 있으면, 광확산 필름의 두께 방향으로 복수 배열할 수 없어, 다중 확산이 얻어지지 않는 경우가 있고, 그 결과, 광확산성이 불충분해지는 경우가 있다.

상기 광확산성 미립자의 형상으로는, 목적에 따라 임의의 적절한 형상이 채용될 수 있다. 구체예로는, 진구상, 인편상, 판상, 타원 구상, 부정형을 들 수 있다. 많은 경우, 상기 광확산성 미립자로서 진구상 미립자가 사용될 수 있다.

상기 광확산성 미립자도 또한, 상기 식 (3) 및 (4) 를 만족할 수 있다. 광확산성 미립자의 굴절률은, 바람직하게는 1.30～1.70 이고, 더욱 바람직하게는 1.40～1.60 이다.

상기 광확산성 미립자의 배합량은, 매트릭스 100 중량부에 대해, 바람직하게는 10 중량부～100 중량부이고, 보다 바람직하게는 10 중량부～40 중량부, 더욱 바람직하게는 10 중량부～35 중량부이다. 예를 들어 이와 같은 배합량으로 상기 적합 범위의 평균 입경을 갖는 광확산성 미립자를 함유시킴으로써, 매우 우수한 광확산성을 갖는 광확산 필름이 얻어질 수 있다.

A-4. 광확산 필름의 제조 방법

본 실시형태의 광확산 필름의 제조 방법은, 매트릭스의 수지 성분 또는 그 전구체와 초미립자 성분과 광확산성 미립자를 휘발성 용제 중에 용해 또는 분산시킨 도공액을 기재에 도포하는 공정 (공정 A 로 한다) 과, 그 기재에 도포된 도공액을 건조시키는 공정 (공정 B 로 한다) 을 포함한다.

(공정 A)

수지 성분 또는 그 전구체, 초미립자 성분, 및 광확산성 미립자에 대해서는, 각각 상기 A-2-1 항, A-2-2 항 및 A-3 항에서 설명한 바와 같다. 대표적으로는, 상기 도공액은 전구체 및 휘발성 용제 중에 초미립자 성분 및 광확산성 미립자가 분산된 분산체이다. 초미립자 성분 및 광확산성 미립자를 분산시키는 수단으로는, 임의의 적절한 수단 (예를 들어, 초음파 처리, 교반기에 의한 분산 처리) 이 채용될 수 있다.

상기 휘발성 용제로는, 상기 각 성분을 용해 또는 균일하게 분산시킬 수 있는 한, 임의의 적절한 용제가 채용될 수 있다. 휘발성 용제의 구체예로는, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산이소프로필, 2-부타논(메틸에틸케톤), 메틸이소부틸케톤, 시클로펜타논, 톨루엔, 이소프로필알코올, n-부탄올, 시클로펜탄, 물을 들 수 있다.

상기 도공액은, 목적에 따라 임의의 적절한 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 예를 들어, 초미립자 성분을 양호하게 분산시키기 위해서, 분산제가 바람직하게 사용될 수 있다. 첨가제의 다른 구체예로는, 자외선 흡수제, 레벨링제, 소포제를 들 수 있다.

상기 도공액에 있어서의 상기 각 성분의 배합량은, 상기 A-2 항～A-3 항에서 설명한 바와 같다. 도공액의 고형분 농도는, 바람직하게는 10 중량％～70 중량％ 정도가 되도록 조정될 수 있다. 이와 같은 고형분 농도이면, 도공이 용이한 점도를 갖는 도공액이 얻어질 수 있다.

상기 기재로는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 임의의 적절한 필름이 채용될 수 있다. 구체예로는, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름, 폴리프로필렌 (PP) 필름, 나일론 필름, 아크릴 필름, 락톤 변성 아크릴 필름 등을 들 수 있다. 상기 기재는, 필요에 따라, 접착 용이 처리 등의 표면 개질이 이루어져 있어도 되고, 활제, 대전 방지제, 자외선 흡수제 등의 첨가제가 함유되어 있어도 된다. 당해 기재는, 후술하는 광확산 필름이 부착된 편광판에 있어서, 보호층으로서 기능할 수 있는 경우가 있다.

상기 도공액의 기재에 대한 도포 방법으로는, 임의의 적절한 코터를 사용한 방법이 채용될 수 있다. 코터의 구체예로는, 바 코터, 리버스 코터, 키스 코터, 그라비아 코터, 다이 코터, 콤마 코터를 들 수 있다.

(공정 B)

상기 도공액의 건조 방법으로는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 구체예로는, 자연 건조, 가열 건조, 감압 건조를 들 수 있다. 바람직하게는, 가열 건조이다. 가열 온도는, 예를 들어 60 ℃～150 ℃ 이고, 가열 시간은, 예를 들어 30 초～5 분이다.

(공정 C)

바람직하게는, 상기 제조 방법은, 상기 도포 공정 후에 상기 전구체를 중합시키는 공정 (공정 C) 을 추가로 포함한다. 중합 방법은, 수지 성분 (따라서, 그 전구체) 의 종류에 따라 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 예를 들어, 수지 성분이 전리선 경화형 수지인 경우에는, 전리선을 조사함으로써 전구체를 중합한다. 전리선으로서 자외선을 사용하는 경우에는, 그 적산 광량은, 바람직하게는 50 mJ/㎠～1000 mJ/㎠ 이다. 전리선의 광확산성 미립자에 대한 투과율은, 바람직하게는 70 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 80 ％ 이상이다. 또 예를 들어, 수지 성분이 열 경화형 수지인 경우에는, 가열함으로써 전구체를 중합한다. 가열 온도 및 가열 시간은, 수지 성분의 종류에 따라 적절히 설정될 수 있다. 바람직하게는, 중합은 전리선을 조사함으로써 실시된다. 전리선 조사이면, 굴절률 변조 영역을 양호하게 유지한 채로 도막을 경화시킬 수 있으므로, 양호한 확산 특성의 광확산 필름을 제조할 수 있다. 전구체를 중합함으로써, 굴절률 변조 영역 (30) 과 굴절률 일정 영역을 갖는 매트릭스 (10) 가 형성된다.

상기 중합 공정 (공정 C) 은, 상기 건조 공정 (공정 B) 전에 실시해도 되고, 공정 B 후에 실시해도 된다.

이상과 같이 하여, 기재 상에, 도 1b 및 도 1c 에 나타내는 광확산 필름이 형성된다.

본 실시형태의 광확산 필름의 제조 방법이, 상기 공정 A～공정 C 에 추가하여, 임의의 적절한 시점에서 임의의 적절한 공정, 처리 및/또는 조작을 포함할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 그러한 공정 등의 종류 및 그러한 공정 등이 실시되는 시점은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다.

이상과 같이 하여, 상기 A-1 항～A-3 항에서 설명한 바와 같은 광확산 필름이 기재 상에 형성된다.

A-5. 다른 실시형태

도 7 은, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 광확산 필름의 개략 단면도이다. 도 7 의 광확산 필름 (100') 은, 매트릭스 (10) 와, 매트릭스 (10) 중에 분산된 광확산성 미립자 (20) 를 갖는다. 광확산성 미립자 (20) 는, 중심부으로부터 외측을 향해 굴절률이 변화되는 굴절률 경사 입자 (예를 들어, GRIN 미립자) 이고, 굴절률 경사 부분이 굴절률 변조 영역 (30) 을 구성한다. 대표적으로는, 굴절률 경사 입자는, 중심부와 당해 중심부를 덮는 표층부로 이루어지는 폴리머 입자이다. 이와 같은 폴리머 입자를 구성하는 폴리머의 구체예로는, 비닐계 폴리머, (메트)아크릴계 폴리머, 스티렌계 폴리머를 들 수 있다. 폴리머를 적절히 선택함으로써, 굴절률 경사를 제어할 수 있다. 이와 같은 폴리머 입자는, 예를 들어, 굴절률이 상이한 복수의 모노머를 사용하고, 그들의 공중합에 있어서, 중합의 진행에 따라 모노머량을 변화시킴으로써, 굴절률을 단계적으로 또는 연속적으로 변화시킬 수 있다. 이와 같은 폴리머 입자 및 그 제조 방법의 상세한 것은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2006-227279호에 기재되어 있고, 그 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다. 매트릭스 (10) 는, 예를 들어, 초미립자 성분을 사용하는 형태의 수지 성분에 관해서 상기 A-2-1 항에 기재한 바와 같은 수지로 구성될 수 있다. 매트릭스 (10) 는, 초미립자 성분을 함유하고 있어도 되고, 함유하지 않아도 된다. 본 실시형태에 있어서는, 광확산성 미립자 (20) 의 중심부가 제 1 영역을 구성하고, 매트릭스 (10) 가 제 2 영역을 구성한다. 굴절률 변조 영역 (30) 에 있어서는, 바람직하게는, 굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화된다.

본 실시형태에 대해서는, 구조의 특징적인 부분에 대해서만 간단하게 설명하였다. 본 실시형태의 광확산 필름의 전체적인 특징은, 수지 성분 및 초미립자 성분을 함유하는 매트릭스를 사용하는 실시형태에 관해서 상기한 바와 같다.

본 발명의 광확산 필름은, 기재로부터 박리되어 단일 부재로서 사용해도 되고, 기재가 부착된 광확산 필름으로서 사용해도 되며, 기재로부터 편광판 등에 전사하여 복합 부재 (예를 들어, 광확산 필름이 부착된 편광판) 로서 사용해도 되고, 기재마다 편광판 등에 첩부하여 복합 부재 (예를 들어, 광확산 필름이 부착된 편광판) 로서 사용해도 된다. 기재마다 편광판 등에 첩부하여 복합 부재 (예를 들어, 광확산 필름이 부착된 편광판) 로서 사용하는 경우에는, 당해 기재는 편광판의 보호층으로서 기능할 수 있다.

여기까지 본 발명의 특정의 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않고, 제 1 굴절률을 갖는 제 1 영역과；제 1 영역을 포위하는 실질적으로 구각상의 굴절률 변조 영역과；굴절률 변조 영역의 제 1 영역과 반대측에 위치하고, 제 2 굴절률을 갖는 제 2 영역을 갖고, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하고, 또한 상기 특정한 광확산 반치각 및 두께를 만족하는 광확산 필름을 포함한다.

B. 광확산 필름이 부착된 편광판

B-1. 광확산 필름이 부착된 편광판의 전체 구성

도 8 은, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 광확산 필름이 부착된 편광판의 개략 단면도이다. 이 광확산 필름이 부착된 편광판 (200) 은, 광확산 필름 (100) 과 편광자 (110) 를 갖는다. 광확산 필름 (100) 은, 상기 A-1 항～A-5 항에 기재한 본 발명의 광확산 필름이다. 도시예에 있어서는, 광확산 필름이 부착된 편광판 (200) 은, 편광자의 양측에 보호층 (120) 및 130) 을 갖는다. 광확산 필름, 편광자 및 보호층은, 임의의 적절한 접착제층 또는 점착제층을 개재하여 첩부되어 있다. 보호층 (120) 및 130) 의 적어도 하나는, 목적, 편광판의 구성 및 액정 표시 장치의 구성에 따라 생략되어도 된다. 예를 들어, 광확산 필름을 형성할 때에 사용되는 기재가 보호층으로서 기능할 수 있는 경우에는, 보호층 (120) 이 생략될 수 있다.

하나의 실시형태에 있어서는, 본 발명의 광확산 필름이 부착된 편광판은, 콜리메이트 백라이트 프론트 확산 시스템을 채용한 액정 표시 장치에 있어서의 시인측 편광판으로서 사용된다. 이 경우, 광확산 필름 (100) 은, 광확산 필름이 부착된 편광판이 액정 표시 장치의 시인측에 배치되었을 경우에 가장 시인측이 되도록 배치되어 있다. 또한, 광확산 필름 (100) 의 시인측에 저반사층 또는 반사 방지 처리층 (안티리플렉션 처리층) 이 배치될 수 있다 (도시 생략).

도시되지 않은 다른 실시형태에 있어서는, 본 발명의 광확산 필름이 부착된 편광판은, 액정 표시 장치에 있어서의 백라이트측 편광판으로서 사용되고, 백라이트 광원의 유효 이용 및 램프 이미지의 해소 등에 사용된다. 이 경우, 광확산 필름이 부착된 편광판은, 대표적으로는, 편광자와 휘도 향상 필름과 광확산 필름을 액정 셀측으로부터 이 순서로 갖는다. 이 광확산 필름이 부착된 편광판은, 필요에 따라, 편광자의 적어도 일방에 보호층을 가질 수 있다.

B-2. 편광자

상기 편광자로는, 목적에 따라 임의의 적절한 편광자가 채용될 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드 등의 이색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 편광자가, 편광 이색비가 높아 특히 바람직하다. 이들 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로, 1～80 ㎛ 정도이다.

폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 흡착시켜 1 축 연신한 편광자는, 예를 들어, 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지시킴으로써 염색하고, 원래 길이의 3～7 배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 황산아연, 염화아연 등을 함유하고 있어도 되고, 요오드화 칼륨 등의 수용액에 침지시킬 수도 있다. 추가로 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지시켜 수세해도 된다.

폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐만 아니라, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 불균일 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 실시해도 되고, 염색하면서 연신해도 되며, 또 연신하고 나서 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화 칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.

B-3. 보호층

상기 보호층은, 편광판의 보호층으로서 사용할 수 있는 임의의 적절한 필름으로 형성된다. 당해 필름의 주성분이 되는 재료의 구체예로는, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 등의 셀룰로오스계 수지나, 폴리에스테르계, 폴리비닐알코올계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리스티렌계, 폴리노르보르넨계, 폴리올레핀계, (메트)아크릴계, 아세테이트계 등의 투명 수지 등을 들 수 있다. 또, (메트)아크릴계, 우레탄계, (메트)아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열 경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지 등도 들 수 있다. 그 밖에도, 예를 들어, 실록산계 폴리머 등의 유리질계 폴리머도 들 수 있다. 또, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO01/37007) 에 기재된 폴리머 필름도 사용할 수 있다. 이 필름의 재료로는, 예를 들어, 측사슬에 치환 또는 비치환의 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, 측사슬에 치환 또는 비치환의 페닐기 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 사용할 수 있고, 예를 들어, 이소부텐과 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체를 갖는 수지 조성물을 들 수 있다. 당해 폴리머 필름은, 예를 들어, 상기 수지 조성물의 압출 성형물일 수 있다.

내측 보호층 (액정 셀측의 보호층, 도시예에서는 보호층 (130)) 은, 광학적으로 등방성을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 내측 보호층의 두께 방향의 위상차 Rth (550) 는, 바람직하게는 -20 ㎚～＋20 ㎚, 더욱 바람직하게는 -10 ㎚～＋10 ㎚, 특히 바람직하게는 -6 ㎚～＋6 ㎚, 가장 바람직하게는 -3 ㎚～＋3 ㎚ 이다. 내측 보호층의 면내 위상차 Re (550) 는, 바람직하게는 0 ㎚ 이상 10 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 0 ㎚ 이상 6 ㎚ 이하, 특히 바람직하게는 0 ㎚ 이상 3 ㎚ 이하이다. 이와 같은 광학적으로 등방성을 갖는 보호층을 형성할 수 있는 필름의 상세는, 일본 공개특허공보 2008-180961호에 기재되어 있고, 그 기재는 본 명세서에 참고로서 원용된다.

B-4. 광확산 필름이 부착된 편광판의 제조 방법

도 9 를 참조하여, 본 발명의 광확산 필름이 부착된 편광판의 제조 방법의 일례에 대해 간단하게 설명한다. 도 9 에 있어서, 부호 111 및 112 는, 각각, 편광판 및 광확산 필름/기재의 적층체를 권회하는 롤이고, 부호 122 는 반송 롤이다. 도시예에서는, 편광판 (보호층 (130)/편광자 (110)/보호층 (120)) 과, 광확산 필름 (100)/기재 (101) 의 적층체를 화살표 방향으로 내보내고, 각각의 길이 방향을 일정하게 한 상태에서 첩합시킨다. 그 때, 광확산 필름 (100) 과 편광판의 보호층 (120) 이 인접하도록 첩합시킨다. 그 후, 필요에 따라 기재 (101) 를 박리함으로써, 도 8 에 나타내는 바와 같은 광확산 필름이 부착된 편광판 (200) 을 얻을 수 있다. 도시되지 않지만, 예를 들어, 편광판 (보호층 (130)/편광자 (110)) 과 광확산 필름 (100)/기재 (101) 의 적층체를, 기재 (101) 와 편광자 (110) 가 인접하도록 첩합시키고, 기재가 보호층으로서 기능하는 광확산 필름이 부착된 편광판을 제작할 수도 있다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 이른바 롤·투·롤을 채용할 수 있으므로, 광확산 필름이 부착된 편광판을 매우 높은 제조 효율로 제조할 수 있다. 또한 이 롤·투·롤 공정은, 상기 A-4 항에 기재된 광확산 필름의 제조 공정으로부터 연속하여 실시할 수 있으므로, 이와 같은 순서를 채용하면, 광확산 필름이 부착된 편광판의 제조 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

C. 액정 표시 장치

본 발명의 액정 표시 장치는, 액정 셀과, 그 액정 셀의 양측에 배치된 편광판과 일방의 편광판의 외측에 형성된 백라이트 유닛과, 상기 A-1 항～A-5 항에 기재한 본 발명의 광확산 필름을 구비한다. 목적에 따라 임의의 적절한 광학 보상판 (위상 차판) 이, 액정 셀과 적어도 일방의 편광판 사이에 배치될 수 있다. 액정 셀은, 1 쌍의 기판 (대표적으로는, 유리 기판) 과, 기판 사이에 배치된, 표시 매체로서의 액정을 포함하는 액정층을 갖는다. 상기 광확산 필름은, 목적에 따라, 시인측 편광판의 더욱 시인측에 가깝게 배치되어도 되고, 백라이트측 편광판의 더욱 백라이트측에 가깝게 배치되어도 된다. 상기 광확산 필름이 시인측 편광판의 더욱 시인측에 가깝게 배치되는 경우에는, 백라이트 유닛은, 대표적으로는, 액정 셀을 향해 콜리메이트 광을 출사하는 평행광 광원 장치이다. 또한, 액정 표시 장치의 전체적인 구성으로는, 업계에서 주지된 구성이 채용될 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

D. 조명 장치

본 발명의 조명 장치는, 광원과, 광원으로부터의 광이 조사되는 측에 배치된, 상기 A-1 항～A-5 항에 기재한 본 발명의 광확산 필름을 구비한다. 본 발명의 조명 장치는, 목적에 따라 임의의 적절한 구성이 채용될 수 있다. 예를 들어, 광원은, LED 어레이여도 되고, 유기 EL 소자여도 되며, 냉음극 형광관이어도 된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 실시예에 있어서의 평가 방법은 하기와 같다. 또, 특별히 명기하지 않는 한, 실시예에 있어서의 「부」및 「％」는 중량 기준이다.

(1) 광확산 필름의 두께

마이크로게이지식 두께계 (미츠토요사 제조) 로 기재와 광확산 필름의 합계 두께를 측정하여, 당해 합계 두께로부터 기재의 두께를 빼, 광확산 필름의 두께를 산출하였다.

(2) 헤이즈

JIS 7136 으로 정하는 방법에 의해, 헤이즈 미터 (무라카미 색채 과학 연구소사 제조, 상품명 「HN-150」) 를 이용하여 측정하였다.

(3) 후방 산란율

실시예 및 비교예에서 얻어진 광확산 필름과 기재의 적층체를, 투명 점착제를 개재하여 흑 아크릴판 (스미토모 화학사 제조, 상품명 「SUMIPEX」(등록상표), 두께 2 ㎜) 상에 첩합하여, 측정 시료로 하였다. 이 측정 시료의 적분 반사율을 분광 광도계 (히타치 계측기사 제조, 상품명 「U4100」) 로 측정하였다. 한편, 상기 광확산 필름용 도공액으로부터 미립자를 제거한 도공액을 사용하여, 기재와 투명 도공층의 적층체를 제조하여 대조 시료로 하고, 상기와 동일하게 하여 적분 반사율 (즉, 표면 반사율) 을 측정하였다. 상기 측정 시료의 적분 반사율로부터 상기 대조 시료의 적분 반사율 (표면 반사율) 을 뺌으로써, 광확산 필름의 후방 산란율을 산출하였다.

(4) 굴절률 변조 영역 및 그 두께

실시예 및 비교예에서 얻어진 광확산 필름과 기재의 적층체를 액체 질소로 냉각시키면서, 마이크로톰으로 0.1 ㎛ 의 두께로 슬라이스하여, 측정 시료로 하였다. 투과형 전자 현미경 (TEM) 을 이용하여, 당해 측정 시료의 광확산 필름 부분의 미립자 상태 및 당해 미립자와 매트릭스의 계면 상태를 관찰하여, 미립자와 매트릭스의 계면이 불명료한 부분을 굴절률 변조 영역인 것으로 인정하고, 그 평균 두께 (L) 를 TEM 화상으로부터 화상 해석 소프트웨어를 이용하여 산출하였다. 미립자와 매트릭스의 계면이 명료한 경우에는 굴절률 변조 영역이 형성되어 있지 않은 것으로 인정하여, 두께는 제로로 하였다.

또한 굴절률 변조 영역에 있어서의 초미립자 성분의 분산 상태를 조사하기 위해서, 3 차원 화상을 재구성하였다. 구체적으로는, 상기에서 얻어진 측정 시료에 촬영 위치 보정용의 마커로서 직경 5 ㎚ 의 금 입자를 부착시켜, -60°에서 60°에 걸쳐 1°마다 연속 경사 TEM 화상 (121 장) 을 촬영하였다. 이 121 장의 TEM 화상에 대해, Fiducial Marker 법에 의해 위치 보정을 실시하여, 3 차원 화상을 재구성하였다. 재구성 소프트웨어로서, IMOD 3.9.3 1 을, 표시 소프트웨어로서 Mercuury Computer Systems, Amira 를 사용하였다.

(5) 광확산 반치각

광확산 필름의 정면으로부터 레이저 광을 조사하고, 확산된 광의 확산 각도에 대한 확산 휘도를, 고니오포토미터로 1°간격으로 측정하여, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 레이저의 직진 투과광을 제외한 광확산 휘도의 최대값으로부터 절반의 휘도가 되는 확산 각도를, 확산의 양측에서 측정하여, 당해 양측의 각도를 더한 것 (도 10 의 각도 A＋각도 A') 를 광확산 반치각으로 하였다.

(6) 면내 휘도의 표준 편차

투명 점착제를 사용하여, 실시예 및 비교예에서 얻어진 기재가 부착된 광확산 필름과, 편광판과, 유리판 (두께：0.7 ㎜) 의 적층체 (유리판/편광판/유리판/기재/광확산 필름/편광판/유리판) 를 형성하였다. 이 때, 2 장의 편광판은 크로스 니콜 상태로 적층시켰다. 이 적층체에, 고휘도 백색 LED 백라이트를 이용하여 백색광을 투과시켰다. 투과광의 출사면을, 휘도 측정 카메라 (사이바트사 제조, 상품명 「PROMETRIC 1600」) 를 이용하여 화상 촬영하여, 면내 휘도를 수치 데이터화하였다.

얻어진 면내 휘도값 중 휘점 부분을 제외한 후에, 외관 불균일의 주기보다 큰 주기의 굴곡을 보정하여, 휘도의 표준 편차를 산출하였다.

＜실시예 1：광확산 필름의 제조＞

초미립자 성분으로서의 지르코니아 나노 입자 (평균 1 차 입자경 10 ㎚, 평균 입자경 60 ㎚, 굴절률 2.19) 를 62 ％ 함유하는 하드코트용 수지 (JSR 사 제조, 상품명 「옵스타 KZ6661」(MEK/MIBK 함유)) 100 부에, 수지 성분의 전구체로서의 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 (오사카 유기 화학 공업사 제조, 상품명 「비스코트 ＃300」, 굴절률 1.52) 의 50 ％ 메틸에틸케톤 (MEK) 용액을 11 부, 광중합 개시제 (BASF 재팬사 제조, 상품명 「이르가큐어 907」) 를 0.5 부, 레벨링제 (DIC 사 제조, 상품명 「RS721」) 를 0.5 부, 및 광확산성 미립자로서의 폴리메타크릴산메틸 (PMMA) 미립자 (세키스이 화성품 공업사 제조, 상품명 「XX-131AA」, 평균 입경 2.5 ㎛, 굴절률 1.49) 를 15 부 첨가하였다. 교반기 (아사다 철공 주식회사 제조, 상품명 「데스파 (DESPA)」) 를 이용하여 이 혼합물을 30 분간 교반하고 분산 처리를 실시하여, 상기의 각 성분이 균일하게 분산된 도공액을 조제하였다. 이 도공액의 고형분 농도는 55 ％ 였다. 당해 도공액을, 바 코터를 이용하여 TAC 필름 (후지필름사 제조, 상품명 「후지택」, 두께 40 ㎛) 으로 이루어지는 기재 상에 도공하고, 100 ℃ 에서 1 분간 건조 후, 적산 광량 300 mJ 의 자외선을 조사하여, 두께 8.1 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름에 있어서의 매트릭스의 평균 굴절률 n_M 과 광확산성 미립자의 굴절률 n_P 의 차는 0.12 (n_M＞n_P) 였다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 후술하는 실시예 2～15 및 비교예 1～6 의 결과와 함께 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다. 또한 얻어진 광확산 필름을 TEM 으로 관찰하였다. 결과를 도 11 에 나타낸다. 또한, 당해 TEM 화상으로부터 3 차원 화상을 재구성하였다. 그 결과, 도 2b ～도 2e 에 나타내는 바와 같은 미세 요철상의 경계 (굴절률 변조 영역) 가 형성되어 있는 것을 확인하였다. 추가로, 당해 TEM 화상으로부터, 광확산성 미립자 표면으로부터의 거리와 초미립자 성분의 분산 농도 (존재 비율) 의 관계를 산출하였다. 그 결과, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 초미립자 성분의 분산 농도의 구배가 형성되어 있는 것을 확인하였다.

＜실시예 2：광확산 필름의 제조＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 10.2 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 3：광확산 필름의 제조＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 14.3 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 4：광확산 필름의 제조＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 15.5 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 5：광확산 필름의 제조＞

광확산성 미립자로서의 PMMA 미립자를, 네가미 공업사 제조, 상품명 「아토팔 J4P」(평균 입경 2.1 ㎛, 굴절률 1.49) 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 10 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 6：광확산 필름의 제조＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 5 와 동일하게 하여, 두께 12 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 7：광확산 필름의 제조＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 5 와 동일하게 하여, 두께 14 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 8：광확산 필름의 제조＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 5 와 동일하게 하여, 두께 17 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 9：광확산 필름의 제조＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 5 와 동일하게 하여, 두께 18 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 10：광확산 필름의 제조＞

레벨링제를 「GRANDIC PC 4100」으로 변경한 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, 두께 10.2 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 11：광확산 필름의 제조＞

광확산성 미립자로서 폴리메타크릴산메틸 (PMMA) 에 친수기를 부여한 미립자 (세키스이 화성품 공업 제조, 상품명 「XX-157-AA」, 평균 입자경 2.5 ㎛, 굴절률 1.495) 15 부를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 10 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 12：광확산 필름의 제조＞

광확산성 미립자로서 폴리메타크릴산메틸 (PMMA) 과 폴리스티렌 (PS) 의 공중합 미립자 (세키스이 화성품 공업 제조, 상품명 「XX-164-AA」, 평균 입자경 2.5 ㎛, 굴절률 1.495) 15 부를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 10 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 13：광확산 필름의 제조＞

초미립자 성분으로서의 지르코니아 나노 입자의 하드코트용 수지 중의 함유량을 25 ％ 로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 9 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 14：광확산 필름의 제조＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 5 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜실시예 15：광확산 필름의 제조＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 20 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다.

＜비교예 1＞

광확산성 미립자를, 실리콘 수지 미립자 (모멘티브·퍼포먼스·마테리얼즈사 제조, 상품명 「토스팔 120」, 평균 입경 2.0 ㎛, 굴절률 1.43) 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 11 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하지 않았다. 또한 광확산성 미립자 근방의 TEM 사진을 도 12 에 나타낸다. 도 12 로부터 분명한 바와 같이, 비교예 1 의 광확산 필름에 있어서는, 굴절률 변조 영역은 형성되지 않았다.

＜비교예 2＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 두께 13 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하지 않았다. 또, TEM 관찰의 결과, 광확산성 미립자와 매트릭스의 계면은 명확하여, 굴절률 변조 영역은 형성되어 있지 않은 것을 확인하였다.

＜비교예 3＞

도공액의 도공 두께를 변경한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 두께 15 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하지 않았다. 또, TEM 관찰의 결과, 광확산성 미립자와 매트릭스의 계면은 명확하여, 굴절률 변조 영역은 형성되어 있지 않은 것을 확인하였다.

＜비교예 4＞

초미립자 성분으로서의 지르코니아 나노 입자를 함유하지 않는 하드코트용 수지를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 10 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하지 않았다. 또, TEM 관찰의 결과, 광확산성 미립자와 매트릭스의 계면은 명확하여, 굴절률 변조 영역은 형성되어 있지 않은 것을 확인하였다.

＜비교예 5＞

초미립자 성분으로서 실리카 나노 입자 (평균 1 차 입자경 10 ㎚, 평균 입자경 40 ㎚, 굴절률 1.49) 를 30 ％ 함유하는 하드코트용 수지 (JSR 사 제조, 상품명 「Z7540」) 100 부에, 광확산성 미립자로서 폴리스티렌 (PS) 미립자 (소켄 화학사 제조, 상품명 「SX-350H」, 평균 입자경 3.5 ㎛, 굴절률 1.595) 15 부를 첨가한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 10 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하지 않았다. 또, TEM 관찰의 결과, 광확산성 미립자와 매트릭스의 계면은 명확하여, 굴절률 변조 영역은 형성되어 있지 않은 것을 확인하였다.

＜비교예 6＞

광확산성 미립자로서 실리카에 에폭시 수식 (修飾) 을 실시한 미립자 (닛폰 촉매 제조, 상품명 「시호스타 KG-250」) 15 부를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 10 ㎛ 의 광확산 필름을 얻었다. 얻어진 광확산 필름을 상기 (1)～(6) 의 평가에 제공하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계는, 상기 식 (1) 및 (2) 를 만족하지 않았다.

＜실시예 16：액정 표시 장치의 제조＞

멀티 도메인형 VA 모드의 액정 셀을 구비하는 시판되는 액정 텔레비전 (SONY 사 제조, 브라비아 20 형, 상품명 「KDL20J3000」) 으로부터 액정 셀을 취출하였다. 당해 액정 셀의 양측에, 시판되는 편광판 (닛토 전공사 제조, 상품명 「NPF-SEG1423DU」) 을, 각각의 편광자의 흡수축이 직교하도록 하여 첩합시켰다. 보다 구체적으로는, 백라이트측 편광판의 편광자의 흡수축 방향이 수직 방향 (액정 패널의 장변 방향에 대해 90°) 이 되고, 시인측 편광판의 편광자의 흡수축 방향이 수평 방향 (액정 패널의 장변 방향에 대해 0°) 이 되도록 하여 첩합시켰다. 또한, 시인측 편광판의 외측에, 실시예 1 의 광확산 필름을 기재로부터 전사하여 첩합시켜, 액정 패널을 제조하였다.

한편, PMMA 시트의 편면에 렌티큘러 렌즈의 패턴을, 전사 롤을 이용하여 용융 열 전사하였다. 렌즈 패턴이 형성된 면과는 반대측의 면 (평활면) 에, 렌즈의 초점만 광이 투과하도록, 알루미늄의 패턴 증착을 실시하여, 개구부의 면적 비율 7 ％ (반사부의 면적 비율 93 ％) 의 반사층을 형성하였다. 이와 같이 하여, 집광 소자를 제조하였다. 백라이트의 광원으로서 냉음극 형광 램프 (소니사 제조, BRAVIA20J 의 CCFL) 를 이용하여 당해 광원에 집광 소자를 장착하여, 콜리메이트 광을 출사하는 평행광 광원 장치 (백라이트 유닛) 를 제조하였다.

상기 액정 패널에 상기 백라이트 유닛을 장착하여, 콜리메이트 백라이트 프론트 확산 시스템의 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 어두운 곳에서 백표시 및 흑표시를 실시하여, 그 표시 상태를 육안으로 관찰하였다. 그 결과, 경사 방향에서 본 경우, 밝은 곳에서의 흑표시가 검고 또한 어두운 곳의 백표시의 휘도가 높다는 양호한 표시 특성을 나타내었다.

＜비교예 7＞

비교예 1 의 광확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 16 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 어두운 곳에서 백표시 및 흑표시를 실시하여, 그 표시 상태를 육안으로 관찰하였다. 그 결과, 경사 방향에서 본 경우, 어두운 곳의 백표시의 휘도는 높았지만, 밝은 곳에서의 흑표시는 백탁되어 보였다.

＜비교예 8＞

비교예 2 의 광확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 16 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 어두운 곳에서 백표시 및 흑표시를 실시하여, 그 표시 상태를 육안으로 관찰하였다. 그 결과, 경사 방향에서 본 경우, 어두운 곳의 백표시의 휘도는 높았지만, 밝은 곳에서의 흑표시는 백탁되어 보였다.

＜비교예 9＞

비교예 3 의 광확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 16 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다. 얻어진 액정 표시 장치에 대해 어두운 곳에서 백표시 및 흑표시를 실시하여, 그 표시 상태를 육안으로 관찰하였다. 그 결과, 경사 방향에서 본 경우, 어두운 곳의 백표시의 휘도는 높았지만, 밝은 곳에서의 흑표시는 백탁되어 보였다.

＜실시예 17：백라이트측 편광 소자의 제조＞

초미립자 성분으로서의 지르코니아 나노 입자 (평균 입경 60 ㎚, 굴절률 2.19) 를 62 ％ 함유하는 하드코트용 수지 (JSR 사 제조, 상품명 「옵스타 KZ6661」(MEK/MIBK 함유)) 100 부에, 수지 성분의 전구체로서의 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 (오사카 유기 화학 공업사 제조, 상품명 「비스코트 ＃300」, 굴절률 1.52) 의 50 ％ 메틸에틸케톤 (MEK) 용액을 70 부, 광중합 개시제 (BASF 재팬사 제조, 상품명 「이르가큐어 907」) 를 0.5 부, 레벨링제 (DIC 사 제조, 상품명 「메가팩 479」) 를 0.1 부, 및 광확산성 미립자로서의 폴리메타크릴산메틸 (PMMA) 미립자 (네가미 공업사 제조, 상품명 「아토팔 J4P」, 평균 입경 2.1 ㎛, 굴절률 1.49) 를 20 부 첨가하고, 고형분이 50 ％ 가 되도록 희석 용제로서 톨루엔을 첨가하였다. 이 혼합물을 교반기로 처리하여, 상기의 각 성분이 균일하게 분산된 도공액을 조제하였다.

당해 도공액을, 복굴절성 다층 구조를 갖는 휘도 향상 필름 (3M 사 제조, 상품명 「DBEF」, 두께 38 ㎛) 상에 다이코터를 이용하여 도포하고, 80 ℃ 에서 2 분간 오븐으로 건조 후, 고압 수은등으로 적산 광량 300 mJ 의 자외선을 조사하여, 휘도 향상 필름 상에 두께 6.5 ㎛ 의 광확산 필름 (광확산층) 을 형성하였다. 이어서, 얻어진 휘도 향상 필름/광확산 필름의 적층체를, 점착제를 개재하여 시판되는 편광판 (닛토 전공사 제조, 상품명 「NPF」) 과 첩합시켜, 편광 소자를 얻었다.

얻어진 편광 소자를, 확산판/램프 하우스 구성의 백라이트 상에 배치하고, 광확산 조도 및 램프 이미지의 평가를 실시하였다. 광확산 조도는 6000 Lx 이상으로 매우 높아, 백라이트의 광선이 효율적으로 조사되어 있는 것이 확인되었다. 또한 램프 이미지는 확인되지 않아, 램프 이미지가 양호하게 해소되어 있는 것이 확인되었다.

＜평가＞

실시예 및 비교예의 광확산 필름에 대해, 광확산 반치각과 후방 산란율의 관계를 도 13 에 나타낸다. 실시예로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 강확산 또한 저후방 산란이고, 매우 얇은 광확산 필름을, 간편한 순서로 실제로 제조할 수 있었다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 실시예의 광확산 필름은, 식 (1) 및 (2) 를 만족하였다. 한편, 비교예의 광확산 필름은, 동일한 정도의 광확산 반치각에서는, 본 발명의 광확산 필름에 비해 후방 산란율이 커져, 식 (1) 및 (2) 를 만족할 수 없었다. 이와 같은 광확산 필름은, 콜리메이트 백라이트 프론트 확산 시스템의 액정 표시 장치의 프론트 확산 소자로서 사용한 경우에, 밝은 곳에서의 흑표시가 백탁된다는 문제가 확인되었다. 또, 광확산 반치각이 매우 작은 비교예 4 의 광확산 필름은, 후방 산란율은 낮지만 헤이즈는 매우 불충분하여, 실용에 제공할 수 없는 것이었다.

산업상 이용가능성

본 발명의 광확산 필름 및 광확산 필름이 부착된 편광판은, 액정 표시 장치의 시인측 부재, 액정 표시 장치의 백라이트용 부재, 조명 기구 (예를 들어, 유기 EL, LED) 용 확산 부재에 바람직하게 사용될 수 있다.

10 : 매트릭스
11 : 수지 성분
12 : 초미립자 성분
20 : 광확산성 미립자
30 : 굴절률 변조 영역
100, 100' : 광확산 필름
110 : 편광자
120 : 보호층
130 : 보호층
200 : 광확산 필름이 부착된 편광판

Claims (9)

1. 제 1 굴절률을 갖는 제 1 영역과；상기 제 1 영역을 포위하는 실질적으로 구각상 (球殼狀) 의 굴절률 변조 영역과；상기 굴절률 변조 영역의 상기 제 1 영역과 반대측에 위치하고, 제 2 굴절률을 갖는 제 2 영역을 갖고,
   광확산 반치각이 30°이상이고, 두께가 4 ㎛～25 ㎛ 이며, 또한 하기 식 (1) 및 (2) 를 만족하는, 광확산 필름：
   y≤0.011x (30≤x≤60)…(1)
   y≤0.0275x-0.99 (60＜x)…(2)
   여기서, x 는 광확산 반치각 (°) 이고, y 는 후방 산란율 (％) 이고, 식 (1) 및 (2) 는 광확산 반치각의 수치와 후방 산란율의 수치의 관계를 나타낸다.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 굴절률 변조 영역이, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 의해 형성된 미세 요철상이고 또한 구각상의 경계에 의해 구성되어 있는, 광확산 필름.
3. 매트릭스와, 상기 매트릭스 중에 분산된 광확산성 미립자를 갖고,
   광확산 반치각이 30°이상이고, 두께가 4 ㎛～25 ㎛ 이며, 또한 하기 식 (1) 및 (2) 를 만족하는, 광확산 필름：
   y≤0.011x (30≤x≤60)…(1)
   y≤0.0275x-0.99 (60＜x)…(2)
   여기서, x 는 광확산 반치각 (°) 이고, y 는 후방 산란율 (％) 이고, 식 (1) 및 (2) 는 광확산 반치각의 수치와 후방 산란율의 수치의 관계를 나타낸다.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   면내 휘도의 표준 편차 σ 가 0.8 이하인, 광확산 필름.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 매트릭스와 상기 광확산성 미립자의 계면 또는 그 근방에, 굴절률이 실질적으로 연속적으로 변화되는 굴절률 변조 영역이 형성되어 있는, 광확산 필름.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 매트릭스가 수지 성분 및 초미립자 성분을 함유하고, 상기 굴절률 변조 영역이, 상기 매트릭스 중의 상기 초미립자 성분의 분산 농도의 실질적인 구배에 의해 형성되어 있는, 광확산 필름.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 광확산 필름과 편광자를 갖는, 광확산 필름이 부착된 편광판.
8. 액정 셀과 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 광확산 필름을 구비하는, 액정 표시 장치.
9. 광원과 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 광확산 필름을 구비하는, 조명 기구.

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