KR20150096394A - 방현성 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과, 상기 편광 필름 상에 형성된 방현층을 포함하고, 전헤이즈가 1% 이하이며, 또한, 두께가 100 ㎛ 이하인 방현성 편광판으로서, 상기 방현층은, 상기 편광 필름과 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비하고, 상기 미세 요철 표면의 표고의 1차원 파워 스펙트럼 H²(f)의 상용 대수의 공간 주파수 f에 관한 2차 도함수 d²logH²(f)/df²가, 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 0 미만이고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 0보다 큰 것을 특징으로 하는 방현성 편광판이다.

Description

방현성 편광판 및 화상 표시 장치{ANTIGLARE POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 방현성 편광판 및 그것을 이용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 패널, 브라운관(음극선관: CRT) 디스플레이, 유기 일렉트로루미네선스(EL) 디스플레이 등의 화상 표시 장치는, 그 표시면에 외광이 비치면 시인성이 현저히 저해된다. 이러한 외광의 비침을 방지하기 위해, 화질을 중시하는 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터, 외광이 강한 옥외에서 사용되는 비디오 카메라나 디지털 카메라, 반사광을 이용하여 표시를 행하는 휴대 전화 등에 있어서는, 종래부터 화상 표시 장치의 표면에 외광의 비침을 방지하기 위해 방현성 편광판이 사용되고 있다.

방현성 편광판에는, 방현성, 화상 표시 장치의 표면에 배치했을 때에 양호한 콘트라스트를 발현할 것, 화상 표시 장치의 표면에 배치했을 때에 산란광에 의해 표시면 전체가 허옇게 되고, 표시가 탁한 색으로 되는, 소위 「바램」의 발생을 억제할 것, 및 화상 표시 장치의 표면에 배치했을 때에 화상 표시 장치의 화소와 방현성 편광판의 표면 요철 형상이 간섭하고, 결과적으로 휘도 분포가 발생하여 잘 보이지 않게 되는, 소위 「번쩍임」의 발생을 억제할 것이 요망되고 있다.

특허문헌 1(일본 특허 공개 제2010-224427호 공보)에는, 미세한 요철 표면을 갖는 방현층이 형성되어 이루어지는 방현성 편광판으로서, 미세 요철 표면의 표고의 파워 스펙트럼을 제어함으로써, 방현 성능이 우수한 방현성 편광판을 얻을 수 있는 것이 개시되어 있다. 구체적으로는, 방현성 편광판의 미세 요철 표면의 표고의 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에서의 파워 스펙트럼 H₁ ²와, 공간 주파수 0.04 ㎛^-1에서의 파워 스펙트럼 H₂ ²의 비 H₁ ²/H₂ ²를 3∼15의 범위 내로 함으로써, 충분한 방현성과 번쩍임 억제 등의 우수한 성능을 갖는 방현성 편광판을 얻을 수 있는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 1에 개시된 방현성 편광판은, 그 미세 요철 표면의 표고의 파워 스펙트럼의 비 H₁ ²/H₂ ²를 3∼15의 범위 내로 함으로써, 50 ㎛ 이상의 주기를 갖는 표면 요철 형상의 기복이 감소하고, 효과적으로 번쩍임을 억제할 수 있었다. 그러나, 방현성 편광판의 광학 특성 중 하나인 헤이즈는, 양호한 콘트라스트의 발현과 바램의 발생을 억제하기 위해서는, 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하지만, 방현성 편광판을 저헤이즈화했을 때에는 방현성 발현에 기여하는 100 ㎛ 부근의 주기를 갖는 표면 요철 형상의 기복까지 감소하여, 방현성이 불충분해질 우려가 있었다.

이와 같이, 방현성, 양호한 콘트라스트의 발현, 바램 발생의 억제, 및 번쩍임 발생의 억제에 관해서는 특허문헌 1에 기재된 방법에 의해 달성할 수 있었지만, 더 나은 콘트라스트의 향상과 바램 발생의 억제를 위해 헤이즈를 저하시킨 경우에는 방현성이 저하되었다. 또한, 고선명화가 진행되는 화상 표시 장치에 배치했을 때에는 번쩍임도 발생할 가능성이 있었다.

또, 이 방현성의 부족이라는 문제를 해결하기 위해서는, 방현층 상에 반사 방지층(예컨대, 투명 지지체/방현층/저굴절률층이나 투명 지지체/방현층/고굴절률층/저굴절률층 등의 구성을 들 수 있음)을 형성하여, 반사율의 저감에 의해 방현성의 부족을 보충하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 방현층 상에 반사 방지층을 형성하는 경우에는, 균일한 막두께를 갖는 반사 방지층을 형성할 필요가 있기 때문에, 비용이 높아진다. 또한, 반사 방지층의 막두께의 균일성이 불충분한 경우에는 불균일 등의 품질상의 문제점이 발생한다는 문제가 있다.

한편, 번쩍임의 해소라는 문제를 해결하기 위해서는, 방현층에 대한 내부 헤이즈의 부여라는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 방현층에 대한 내부 헤이즈의 부여는 콘트라스트를 현저히 저하시키게 된다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2010-224427호 공보

본 발명은, 저헤이즈여도 충분한 방현성과 번쩍임의 억제를 달성할 수 있는 방현성 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 본 발명자들은, 방현층의 표면 요철 형상이, 100 ㎛ 부근 주기의 기복을 가지면서, 50 ㎛ 부근 주기의 기복을 감소시킨 것이면, 저헤이즈화했을 때에 충분한 방현성을 발현하면서, 번쩍임을 억제하는 것이 되는 것을 발견했다. 또한, 액정 화상 표시 장치의 컬러 필터 등의 패턴과 미세 요철 표면 사이의 거리를 작게 하는 것, 즉 방현성 편광판의 두께를 얇게 하는 것(구체적으로는 방현성 편광판의 두께를 100 ㎛ 이하로 하는 것)에 의해, 고선명도의 화상 표시 장치에 배치했을 때에도 번쩍임이 발생하지 않는 것을 발견했다. 본 발명자들은, 이러한 지견에 기초하여 본 발명에 도달했다.

즉, 본 발명은, 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과, 상기 편광 필름 상에 형성된 방현층을 포함하고, 전헤이즈가 1% 이하이며, 또한, 두께가 100 ㎛ 이하인 방현성 편광판으로서,

상기 방현층은, 상기 편광 필름과 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비하고,

상기 미세 요철 표면의 표고의 1차원 파워 스펙트럼 H²(f)의 상용 대수의 공간 주파수 f에 관한 2차 도함수 d²logH²(f)/df²가, 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 0 미만이고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 0보다 큰 것을 특징으로 하는, 방현성 편광판이다.

상기 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5° 이상인 미소면의 비율이 1% 미만인 것이 바람직하다.

상기 미세 요철 표면의 최대 단면 높이(Rt)가 0.3 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 상기한 방현성 편광판이, 상기 미세 요철 표면의 반대측이 액정셀에 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치에도 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 저헤이즈여도 충분한 방현성과 번쩍임의 억제를 달성할 수 있는 방현성 편광판을 제공할 수 있다.

또한, 액정 화상 표시 장치의 컬러 필터 등의 패턴과 미세 요철 표면 사이의 거리를 작게 하는 것, 즉 방현성 편광판의 두께를 얇게 하는 것에 의해, 더욱 번쩍임을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 방현층 상에 반사 방지층 등을 별도 형성할 필요가 없기 때문에, 비용이 높아지지 않고, 반사 방지층 등의 막두께의 균일성이 불충분한 경우에 생기는 불균일 등의 품질상의 문제가 억제된다.

도 1은, 본 발명의 방현성 편광판의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 방현성 편광판의 일례를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 3은, 표고를 나타내는 함수 h(x, y)가 이산적으로 얻어지는 상태를 도시한 모식도이다.
도 4는, 본 발명의 방현성 편광판의 미세 요철 표면의 표고를 2차원의 이산 함수 h(x, y)로 나타낸 도면이다.
도 5는, 2차원 파워 스펙트럼 H²(f_x, f_y)를 주파수 공간에서의 원점으로부터의 거리(f)로 평균화하는 방법을 설명하는 모식도이다.
도 6은, 도 4에 도시한 방현성 편광판의 미세 요철 표면의 표고를 이산 푸리에 변환하여 얻어진 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)를 도시한 도면이다.
도 7은, 미세 요철 표면의 경사 각도의 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은, 방현성 편광판의 미세 요철 표면의 미소면의 경사 각도 분포의 히스토그램의 일례를 도시한 그래프이다.
도 9는, 미세 요철 형성용 금형의 제조 방법의 전반 부분의 바람직한 일례를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 10은, 미세 요철 형성용 금형의 제조 방법의 후반 부분의 바람직한 일례를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 11은, 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 금형 제조시에 사용한 패턴을 도시한 도면이다.
도 12는, 도 11에 도시한 패턴을 이산 푸리에 변환하여 얻어진 파워 스펙트럼 G²(f)를 도시한 도면이다.
도 13은, 실시예 1 및 2의 방현성 편광판의 표고로부터 계산된 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)를 도시한 도면이다.
도 14는, 비교예 1 및 2의 방현성 편광판의 표고로부터 계산된 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)를 도시한 도면이다.
도 15는, 비교예 3의 금형 제조시에 사용한 패턴을 도시한 도면이다.
도 16은, 비교예 3의 방현성 편광판의 표고로부터 계산된 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)를 도시한 도면이다.

본 발명의 방현성 편광판은, 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과, 상기 편광 필름 상에 형성된 방현층을 포함하고, 전헤이즈가 1% 이하이다. 여기서, 방현성 편광판의 전헤이즈는, 다음과 같이 하여 측정된다. 방현층을 편광 필름 상에 형성한 후, 편광 필름의 방현층이 형성되어 있지 않은 쪽이 접합면이 되도록, 방현성 편광판과 유리 기판을 투명 점착제를 이용하여 접합하고, 유리 기판측으로부터 광을 입사하여 JIS K 7136에 준거하여 헤이즈를 측정한다. 이와 같이 하여 측정되는 헤이즈는, 방현성 편광판의 전헤이즈에 상당한다.

본 발명의 방현층은, 편광 필름과 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비하고, 후술하는 미세 요철 표면의 표고의 1차원 파워 스펙트럼 H²(f)의 상용 대수의 공간 주파수 f에 관한 2차 도함수 d²logH²(f)/df²가, 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 0 미만이고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 0보다 큰 것을 특징으로 한다. 본 발명의 방현성 편광판은, 이러한 방현층을 가짐으로써, 우수한 방현성과 높은 번쩍임 억제 성능을 갖는다.

또한, 최근 고선명화가 진행되는 화상 표시 장치에 배치했을 때에는 근소하게 번쩍임이 확인될 우려가 있었기 때문에, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 방현성 편광판의 두께를 100 ㎛ 이하로 하면 고선명도의 화상 표시 장치에 배치했을 때에도 번쩍임을 충분히 억제하는 것을 알 수 있었다.

구체적으로는, 번쩍임은 방현성 편광판의 표면 요철 형상과 화상 표시 장치의 화소 등의 패턴의 간섭에 의해 발생하는 것으로 생각된다. 방현성 편광판의 두께를 100 ㎛ 이하로 함으로써, 이 패턴과 표면 요철 형상 사이의 거리가 짧아진다. 본 발명자들은, 이 거리를 짧게 하면 할수록 번쩍임이 억제되는 것을 발견했다.

여기서, 본 발명의 방현성 편광판은, 적어도 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비한 방현층을 갖는다. 또한, 일반적으로 편광판은, 화상 표시 장치에 첩부하기 위한 점착제층, 광학 보상층, 광학 보상 필름, 보호 필름 등을 갖는데, 본 발명의 방현성 편광판의 「두께」란, 이들 모든 층과 필름의 총두께를 말한다.

본 발명의 방현성 편광판은, 모든 층과 필름의 총두께가 100 ㎛ 이하이다. 본 발명자들의 검토 결과에서는 총두께는 얇으면 얇을수록 효과적으로 번쩍임이 억제되는 점에서, 방현성 편광판의 총두께는 90 ㎛ 이하가 보다 바람직하고, 80 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 본 발명의 방현성 편광판의 총두께의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 총두께가 얇아지면 편광판으로서의 기계적인 강도가 저하되는 경향이 있기 때문에, 기계 강도를 확보한다는 관점에서 50 ㎛ 이상이 바람직하다.

<편광 필름>

본 발명의 방현성 편광판에 이용되는 편광 필름에 관해 설명한다. 본 발명에 있어서는, 1축 연신된 폴리비닐알콜계 수지 필름에 2색성 색소가 흡착 배향된 편광 필름이 이용된다. 편광 필름을 구성하는 폴리비닐알콜계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐 및 이것과 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체 등이 예시된다. 아세트산비닐에 공중합되는 다른 단량체로는, 예컨대, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지의 비누화도는, 통상 85∼100 몰%, 바람직하게는 98∼100 몰%의 범위이다. 이 폴리비닐알콜계 수지는, 또한 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지의 중합도는, 통상 1,000∼10,000, 바람직하게는 1,500∼10,000의 범위이다.

본 발명에 이용되는 편광 필름은, 이러한 폴리비닐알콜계 수지 필름을 1축 연신하는 공정, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하여, 그 2색성 색소를 흡착시키는 공정, 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조된다.

1축 연신은, 2색성 색소에 의한 염색 전에 행해도 좋고, 2색성 색소에 의한 염색과 동시에 행해도 좋고, 2색성 색소에 의한 염색 후에 행해도 좋다. 1축 연신을 2색성 색소에 의한 염색 후에 행하는 경우에는, 이 1축 연신은, 붕산 처리 전에 행해도 좋고, 붕산 처리 중에 행해도 좋다. 또한 물론, 이들 복수의 단계에서 1축 연신을 행하는 것도 가능하다. 1축 연신하기 위해서는, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 1축으로 연신해도 좋고, 열롤을 이용하여 1축으로 연신해도 좋다. 또한, 대기중에서 연신을 행하는 건식 연신이어도 좋고, 용제에 의해 팽윤한 상태에서 연신을 행하는 습식 연신이어도 좋다. 연신 배율은, 통상 4∼8배 정도이다.

폴리비닐알콜계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하기 위해서는, 예컨대, 폴리비닐알콜계 수지 필름을, 2색성 색소를 함유하는 수용액에 침지하면 된다. 2색성 색소로서, 구체적으로는 요오드 또는 2색성 염료가 이용된다.

2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 통상, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서의 요오드의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 0.01∼0.5 중량부 정도이고, 요오드화칼륨의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 0.5∼10 중량부 정도이다. 이 수용액의 온도는, 통상 20∼40℃ 정도이고, 또한, 이 수용액에 대한 침지 시간은, 통상 30∼300초 정도이다.

한편, 2색성 색소로서 2색성 염료를 이용하는 경우에는, 통상, 수용성 2색성 염료를 포함하는 수용액에, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서의 2색성 염료의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 0.001∼0.01 중량부 정도이다. 이 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 함유하고 있어도 좋다. 이 수용액의 온도는, 통상 20∼80℃ 정도이고, 또한, 이 수용액에 대한 침지 시간은, 통상 30∼300초 정도이다.

2색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는, 염색된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 수용액에 침지함으로써 행해진다. 붕산 수용액에서의 붕산의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 2∼15 중량부 정도, 바람직하게는 5∼12 중량부 정도이다. 2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 이 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 수용액에서의 요오드화칼륨의 함유량은 통상, 물 100 중량부당 2∼20 중량부 정도, 바람직하게는 5∼15 중량부이다. 붕산 수용액에 대한 침지 시간은, 통상 100∼1,200초 정도, 바람직하게는 150∼600초 정도, 더욱 바람직하게는 200∼400초 정도이다. 붕산 수용액의 온도는, 통상 50℃ 이상이고, 바람직하게는 50∼85℃이다.

붕산 처리 후의 폴리비닐알콜계 수지 필름은, 통상, 수세 처리된다. 수세 처리는, 예컨대, 붕산 처리된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행해진다. 수세 후에는 건조 처리가 실시되고, 편광 필름이 얻어진다. 수세 처리에서의 물의 온도는, 통상 5∼40℃ 정도이고, 침지 시간은, 통상 2∼120초 정도이다. 그 후에 행해지는 건조 처리는 통상, 열풍 건조기나 원적외선 히터를 이용하여 행해진다. 건조 온도는, 통상 40∼100℃이다. 건조 처리에서의 처리 시간은, 통상 120∼600초 정도이다.

이렇게 하여, 요오드 또는 2색성 염료가 흡착 배향된 폴리비닐알콜계 수지 필름으로 이루어지는 편광 필름이 얻어진다. 이 편광 필름의 두께는 5 ㎛∼30 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 편광 필름의 두께가 5 ㎛를 하회하는 경우에는 충분한 광학 특성이 발현되지 않게 될 우려가 있으며, 또한 기계 강도가 부족할 가능성도 있기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 편광 필름의 두께가 30 ㎛를 상회하는 경우에는 방현성 편광판의 총두께가 100 ㎛를 초과할 가능성이 높아지고, 결과적으로 번쩍임이 발생할 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.

<방현층>

(미세 요철 표면의 표고의 파워 스펙트럼)

우선, 방현층의 미세 요철 표면의 표고의 파워 스펙트럼에 관해 설명한다. 도 1은, 본 발명의 방현성 편광판의 표면을 모식적으로 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방현성 편광판(1)은, 편광 필름(101)과 그 위에 형성된 방현층(102)을 갖고, 방현층(102)은, 편광 필름(101)과 반대측에 미세한 요철(2)을 갖는 미세 요철 표면을 구비한다.

여기서, 본 발명에서 말하는 「미세 요철 표면의 표고」란, 방현성 편광판(1) 표면의 임의의 점 P와, 미세 요철 표면의 평균 높이에 있어서 상기 높이를 갖는 가상적인 평면(103)(표고는 기준으로서 0 ㎛)과의 방현성 편광판의 주법선 방향(5)(상기 가상적인 평면(103)에서의 법선 방향)에서의 직선 거리를 의미한다.

실제로는 방현성 편광판은 도 2에 모식적으로 도시한 바와 같이, 2차원 평면 상에 미세한 요철이 형성된 방현층을 갖는다. 따라서, 미세 요철 표면의 표고는 도 2에 도시한 바와 같이, 필름면 내의 직교 좌표를 (x, y)로 표시했을 때에는, 미세 요철 표면의 표고는 좌표 (x, y)의 2차원 함수 h(x, y)로 나타낼 수 있다.

미세 요철 표면의 표고는, 공초점 현미경, 간섭 현미경, 원자간력 현미경(AFM) 등의 장치에 의해 측정되는 표면 형상의 3차원 정보로부터 구할 수 있다. 측정기에 요구되는 수평 분해능은, 적어도 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 2 ㎛ 이하이고, 또한 수직 분해능은, 적어도 0.1 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이하이다. 이 측정에 적합한 비접촉 3차원 표면 형상·거칠기 측정기로는, New View 5000 시리즈(Zygo Corporation사 제조, 일본에서는 자이고(주)로부터 입수 가능), 3차원 현미경 PLμ2300(Sensofar사 제조) 등을 들 수 있다. 측정 면적은, 표고의 파워 스펙트럼의 분해능이 0.005 ㎛^-1 이하일 필요가 있기 때문에, 적어도 200 ㎛×200 ㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500 ㎛×500 ㎛ 이상이다.

다음으로, 2차원 함수 h(x, y)로부터 표고의 파워 스펙트럼을 구하는 방법에 관해 설명한다. 우선, 2차원 함수 h(x, y)로부터, 식 (1)로 정의되는 2차원 푸리에 변환에 의해 2차원 함수 H(f_x, f_y)를 구한다.

여기서 f_x 및 f_y는 각각 x 방향 및 y 방향의 주파수이고, 길이의 역수의 차원을 갖는다. 또한, 식 (1) 중의 π는 원주율, i는 허수 단위이다. 얻어진 2차원 함수 H(f_x, f_y)를 제곱함으로써, 2차원 파워 스펙트럼 H²(f_x, f_y)를 구할 수 있다. 이 2차원 파워 스펙트럼 H²(f_x, f_y)는 방현층의 미세 요철 표면의 공간 주파수 분포를 나타내고 있다.

이하, 방현층의 미세 요철 표면의 표고의 2차원 파워 스펙트럼을 구하는 방법을 더욱 구체적으로 설명한다. 상기한 공초점 현미경, 간섭 현미경, 원자간력 현미경 등에 의해 실제로 측정되는 표면 형상의 3차원 정보는 일반적으로 이산적인 값, 즉, 다수의 측정점에 대응하는 표고로서 얻어진다. 도 3은, 표고를 나타내는 함수 h(x, y)가 이산적으로 얻어지는 상태를 도시한 모식도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 방현층의 면 내의 직교 좌표를 (x, y)로 표시하고, 투영면(3) 상에 x축 방향으로 Δx마다 분할한 선 및 y축 방향으로 Δy마다 분할한 선을 파선으로 나타내면, 실제의 측정에서는 미세 요철 표면의 표고는 투영면(3) 상의 각 파선의 교점마다의 이산적인 표고치로서 얻어진다.

얻어지는 표고치의 수는 측정 범위와 Δx 및 Δy에 의해 정해지고, 도 3에 도시한 바와 같이 x축 방향의 측정 범위를 X=(M-1)Δx로 하고, y축 방향의 측정 범위를 Y=(N-1)Δy로 하면, 얻어지는 표고치의 수는 M×N개이다.

도 3에 도시한 바와 같이 투영면(3) 상의 착안점(A)의 좌표를 (jΔx, kΔy)(여기서 j는 0 이상 M-1 이하이고, k는 0 이상 N-1 이하임)로 하면, 착안점(A)에 대응하는 필름면 상의 점 P의 표고는 h(jΔx, kΔy)로 나타낼 수 있다.

여기서, 측정 간격 Δx 및 Δy는 측정 기기의 수평 분해능에 의존하고, 양호한 정밀도로 미세 요철 표면을 평가하기 위해서는, 전술한 바와 같이 Δx 및 Δy 모두 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 2 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 측정 범위 X 및 Y는 전술한 바와 같이, 모두 200 ㎛ 이상이 바람직하고, 모두 500 ㎛ 이상이 보다 바람직하다.

이와 같이 실제의 측정에서는, 미세 요철 표면의 표고를 나타내는 함수는, M×N개의 값을 갖는 이산 함수 h(x, y)로서 얻어진다. 측정에 의해 얻어진 이산 함수 h(x, y)와 식 (2)로 정의되는 이산 푸리에 변환에 의해 이산 함수 H(f_x, f_y)가 구해지고, 이산 함수 H(f_x, f_y)를 제곱함으로써 2차원 파워 스펙트럼의 이산 함수 H²(f_x, f_y)가 구해진다. 식 (2) 중의 l은 -M/2 이상 M/2 이하의 정수이고, m은 -N/2 이상 N/2 이하의 정수이다. 또한, Δf_x 및 Δf_y는 각각 x 방향 및 y 방향의 주파수 간격이고, 식 (3) 및 식 (4)로 정의된다.

여기서, 도 4에 도시한 바와 같이, 방현층의 미세 요철 표면은 요철이 랜덤으로 형성되어 있기 때문에, 주파수 공간(공간 주파수 영역)에서의 2차원 파워 스펙트럼 H²(f_x, f_y)는 원점(f_x=0, f_y=0)을 중심으로 대칭이 된다. 따라서, 2차원 함수 H²(f_x, f_y)는, 주파수 공간에서의 원점으로부터의 거리(f)(단위: ㎛^-1)를 변수로 하는 1차원 함수 H²(f)로 변환할 수 있다. 본 발명의 방현성 편광판에 이용되는 방현층은, 이 1차원 함수 H²(f)로 표시되는 1차원 파워 스펙트럼이 일정한 특징을 갖는 것이다.

구체적으로는, 우선, 도 5에 도시한 바와 같이 주파수 공간에 있어서, 원점(O)(f_x=0, f_y=0)으로부터 (n-1/2)Δf 이상 (n+1/2)Δf 미만의 거리에 위치하는 모든 점(도 5 중의 ● 점)의 개수(Nn)를 계산한다. 도 5에 도시한 예에서는 Nn=16개이다. 다음으로, 원점(O)으로부터 (n-1/2)Δf 이상 (n+1/2)Δf 미만의 거리에 위치하는 모든 점의 H²(f_x, f_y)의 합계치(H²n)(도 5 중의 ● 점에서의 H²(f_x, f_y)의 합계치)를 계산하고, 식 (5)에 도시한 바와 같이, 그 합계치(H²n)를 점의 개수(Nn)로 나눈 것을 H²(f)의 값으로 했다.

여기서, M≥N의 경우, n은 0 이상 N/2 이하의 정수이고, M<N의 경우, n은 0 이상 M/2 이하의 정수이다. 또, M 및 N은, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 x축 방향의 측정점의 수 및 y축 방향의 측정점의 수를 의미한다. 또한, Δf는 (Δf_x+Δf_y)/2로 했다.

일반적으로 상기한 방법에 의해 구해지는 1차원 파워 스펙트럼은 측정시의 잡음을 포함하고 있다. 여기서 1차원 파워 스펙트럼을 구할 때에, 이 잡음의 영향을 배제시키기 위해서는, 방현층 상의 복수 개소의 미세 요철 표면의 표고를 측정하고, 각각의 미세 요철 표면의 표고로부터 구해지는 1차원 파워 스펙트럼의 평균치를 1차원 파워 스펙트럼 H²(f)로서 이용하는 것이 바람직하다. 방현층 상의 미세 요철 표면의 표고를 측정하는 개소의 수는 3개소 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5개소 이상이다.

도 6에, 이와 같이 하여 얻어진 미세 요철 표면의 표고의 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)를 도시한다. 도 6의 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)는 방현층 상의 5개소의 상이한 개소의 미세 요철 표면의 표고로부터 구해진 1차원 파워 스펙트럼을 평균한 것이다.

미세 요철 표면의 표고의 1차원 파워 스펙트럼의 대수 logH²(f)의 공간 주파수 f에 관한 2차 도함수 d²logH²(f)/df²는, 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)로부터 계산할 수 있다. 구체적으로는, 식 (6)의 차분법에 의해 2차 도함수를 계산할 수 있다.

도 6에 도시한 표고의 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)의 공간 주파수 f에 관한 2차 도함수 d²logH²(f)/df²는 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 -11878이고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 8081이었다. 따라서, 도 6으로부터 명백한 바와 같이 표고의 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)를 공간 주파수에 대한 강도로서 나타냈을 때의 그래프는 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 위로 볼록한 형상을 갖고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 아래로 볼록한 형상을 갖고 있다.

본 발명의 방현성 편광판의 방현층은, 미세 요철 표면의 표고로부터 계산되는 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)의 공간 주파수 f에 관한 2차 도함수 d²logH²(f)/df²가, 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 0 미만이고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 0보다 큰 것을 특징으로 한다. 이 결과, 미세 요철 표면의 표고로부터 계산되는 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)를 공간 주파수 f의 함수로서 나타냈을 때의 그래프가 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 위로 볼록한 형상을 갖고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 아래로 볼록한 형상을 갖게 되고, 방현층의 표면 요철 형상은, 저헤이즈화했을 때에 방현 효과에 기여하는 100 ㎛ 정도(공간 주파수로 0.01 ㎛^-1에 상당)의 주기의 기복을 효과적으로 가지면서, 50 ㎛ 부근(공간 주파수로 0.02 ㎛^-1에 상당)의 주기의 기복을 효과적으로 감소시킨 것이 된다.

(미세 요철 표면의 경사 각도)

또한, 본 발명자들은, 방현성 편광판의 방현층에 있어서, 미세 요철 표면을 구성하는 각 미소면이 특정한 경사 각도 분포를 나타내도록 하면, 우수한 방현 성능을 나타내면서, 바램을 효과적으로 방지하는 데에 있어서 한층 더 유효한 것을 발견했다. 즉, 방현층의 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5° 이상인 미소면의 비율이 1% 미만인 것이 바람직하다. 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5° 이상인 미소면의 비율이 1%를 상회하거나 하면, 요철 표면의 경사 각도가 급준한 미소면이 많아져, 주위로부터의 광을 집광하고, 표시면이 전체적으로 하얘지는 바램이 발생하기 쉬워진다. 이러한 집광 효과를 억제하고, 바램을 방지하기 위해서는, 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5° 이상인 미소면의 비율이 작으면 작을수록 좋고, 0.5% 미만인 것이 바람직하고, 0.1% 미만인 것이 보다 바람직하다.

여기서, 본 발명에서 말하는 「미세 요철 표면의 미소면의 경사 각도」란, 도 2에 도시한 방현성 편광판(1)의 방현층 표면의 임의의 점 P에 있어서, 후술하는 바와 같은 점 P를 포함하는 미소면의 요철을 가미한 국소적인 법선(6)과 방현성 편광판의 주법선 방향(5)이 이루는 각도(θ)를 의미한다. 미세 요철 표면의 경사 각도에 관해서도 표고와 마찬가지로, 공초점 현미경, 간섭 현미경, 원자간력 현미경(AFM) 등의 장치에 의해 측정되는 표면 형상의 3차원 정보로부터 구할 수 있다.

도 7은, 미세 요철 표면의 미소면의 경사 각도의 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 구체적인 경사 각도의 결정 방법을 설명하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 점선으로 표시되는 가상적인 평면 FGHI 상의 착안점(A)을 결정하고, 그곳을 통과하는 x축 상의 착안점(A)의 근방에, 점 A에 대하여 거의 대칭으로 점 B 및 D를, 또한 점 A를 통과하는 y축 상의 착안점(A)의 근방에, 점 A에 대하여 거의 대칭으로 점 C 및 E를 취하고, 이들 점 B, C, D, E에 대응하는 방현층 표면 상의 점 Q, R, S, T를 결정한다. 또, 도 7에서는, 방현층의 면 내의 직교 좌표를 (x, y)로 표시하고, 방현층 두께 방향의 좌표를 z로 표시하고 있다. 평면 FGHI는, y축 상의 점 C를 통과하는 x축에 평행한 직선, 및 동일하게 y축 상의 점 E를 통과하는 x축에 평행한 직선과, x축 상의 점 B를 통과하는 y축에 평행한 직선, 및 동일하게 x축 상의 점 D를 통과하는 y축에 평행한 직선의 각각의 교점 F, G, H, I에 의해 형성되는 면이다. 또한 도 7에서는, 평면 FGHI에 대하여, 실제의 방현층 표면의 위치가 상측에 오도록 그려져 있지만, 착안점(A)이 취하는 위치에 따라 당연히, 실제의 방현층 표면의 위치가 평면 FGHI의 상측에 오는 경우도 있고, 하측에 오는 경우도 있다.

그리고, 얻어지는 표면 형상 데이터의 경사 각도는, 착안점(A)에 대응하는 실제의 방현층 표면 상의 점 P와, 그 근방에 취해진 4점 B, C, D, E에 대응하는 실제의 방현층 표면 상의 점 Q, R, S, T의 합계 5점에 의해 펼쳐지는 폴리곤 4평면, 즉, 4개의 삼각형 PQR, PRS, PST, PTQ의 각 법선 벡터(6a, 6b, 6c, 6d)를 평균하여 얻어지는 국소적인 법선(벡터)(6)의 극각(도 2에 있어서, 주법선 방향(5)과 이루는 각도(θ))을 구함으로써 얻을 수 있다. 각 측정점(미소면)에 관해 경사 각도를 구한 후, 히스토그램이 계산된다.

도 8은, 방현층의 미세 요철 표면의 미소면의 경사 각도 분포의 히스토그램의 일례를 도시한 그래프이다. 도 8에 도시한 그래프에 있어서, 횡축은 경사 각도로서, 0.5° 피치로 분할되어 있다. 예컨대, 가장 좌측의 세로 막대는, 경사 각도가 0∼0.5°의 범위에 있는 집합의 분포를 나타내고, 이하, 우측으로 감에 따라 각도가 0.5°씩 커지고 있다. 도면에서는, 횡축의 2눈금마다 값의 상한치를 표시하고 있고, 예컨대, 횡축에서 「1」이라는 부분은, 경사 각도가 0.5∼1°의 범위에 있는 미소면의 집합의 분포를 나타낸다. 또한, 종축은 그 집합의 전체에 대한 비율을 나타내고, 합계하면 1이 되는 값이다. 이 예에서는, 경사 각도가 5° 이상인 미소면의 비율은 대략 0이다.

(미세 요철 표면의 표면 거칠기 파라미터)

방현층의 미세 표면 요철 형상은 JIS B 0601의 규정에 준거한 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.04 ㎛ 이상 0.1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, JIS B 0601의 규정에 준거한 최대 단면 높이(Rt)가 0.3 ㎛ 이상 0.6 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, JIS B 0601의 규정에 준거한 평균 길이(RSm)가 50 ㎛ 이상 130 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

산술 평균 거칠기(Ra)가 0.04 ㎛를 하회하는 경우에는, 그 요철 형상을 전사하여 얻어지는 방현층의 방현성이 불충분해질 가능성이 있다. 한편, 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.1 ㎛를 상회하는 경우에는, 그 요철 형상을 전사하여 얻어지는 방현층에 바램이 발생할 우려가 있다.

최대 단면 높이(Rt)가 0.3 ㎛를 하회하는 경우에는, 그 요철 형상을 전사하여 얻어지는 방현층의 방현성이 불충분해질 가능성이 있다. 한편, 최대 단면 높이(Rt)가 0.6 ㎛를 상회하는 경우에는, 그 요철 형상을 전사하여 얻어지는 방현층에 바램이 발생할 우려가 있고, 표면 요철 형상의 균일성이 저하되고 번쩍임이 발생할 가능성이 있다.

또한, 평균 길이(RSm)가 50 ㎛를 하회하는 경우에는, 그 요철 형상을 전사하여 얻어지는 방현층의 방현성이 불충분해질 가능성이 있다. 한편, 평균 길이(RSm)가 130 ㎛를 상회하는 경우에는, 그 요철 형상을 전사하여 얻어지는 방현층에 번쩍임이 발생할 우려가 있다.

<방현층의 제조 방법>

전술한 방현층은, 편광 필름 상에 직접 형성해도 좋고, 투명 지지체 상에 방현층을 형성한 방현 필름을 제조하고, 그 방현 필름을 접착제층을 통해 방현층측과는 반대측에서 편광 필름에 접합함으로써 형성해도 좋다.

방현층은, 소정의 패턴에 기초한 표면 형상(미세 요철)을 금형 기재의 표면에 형성하는 공정을 포함하는 방법에 의해 미세 요철 형성용 금형을 제조하고, 제조된 금형의 요철면의 형상을 투명 수지 필름 등에 전사한 후, 금형의 요철면의 형상이 전사된 투명 수지 필름을 금형으로부터 박리하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.

전술한 바와 같은 특징을 갖는 방현층의 미세 요철 표면을 양호한 정밀도로 형성하기 위해, 상기 소정의 패턴의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타냈을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.007 ㎛^-1 이상 0.015 ㎛^-1 이하에 있어서 하나의 극대치를 가지며, 또한, 공간 주파수 0.05 ㎛^-1 이상 0.1 ㎛^-1 이하에 있어서 하나의 극대치를 갖는 것이 바람직하다. 여기서 「패턴」이란, 방현층의 미세 요철 표면을 형성하기 위한 화상 데이터나 투광부와 차광부를 갖는 마스크 등을 의미한다.

또한, 미세 요철 형성용 금형의 제조에 이용하는 패턴의 공간 주파수 0.007 ㎛^-1 이상 0.015 ㎛^-1 이하의 제1 극대치의 강도는, 공간 주파수 0.05 ㎛^-1 이상 0.1 ㎛^-1 이하의 제2 극대치에서의 강도보다 작은 것이 바람직하다. 제1 극대치의 강도가 제2 극대치보다 큰 경우에는 번쩍임이 강해지는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다.

패턴의 2차원 파워 스펙트럼은, 예컨대 패턴이 화상 데이터인 경우, 화상 데이터를 2계조의 2진화 화상 데이터로 변환한 후, 화상 데이터의 계조를 2차원 함수 g(x, y)로 나타내고, 얻어진 2차원 함수 g(x, y)를 푸리에 변환하여 2차원 함수 G(f_x, f_y)를 계산하고, 얻어진 2차원 함수 G(f_x, f_y)를 제곱함으로써 구해진다. 여기서, x 및 y는 화상 데이터면 내의 직교 좌표를 나타내고, f_x 및 f_y는 x 방향의 주파수 및 y 방향의 주파수를 나타내고 있다.

방현층의 미세 요철 표면의 표고의 2차원 파워 스펙트럼을 구하는 경우와 마찬가지로, 패턴의 2차원 파워 스펙트럼을 구하는 경우에 관해서도, 계조의 2차원 함수 g(x, y)는 이산 함수로서 얻어지는 경우가 일반적이다. 그 경우에는, 미세 요철 표면의 표고의 2차원 파워 스펙트럼을 구하는 경우와 마찬가지로, 이산 푸리에 변환에 의해, 2차원 파워 스펙트럼을 계산하면 된다. 패턴의 1차원 파워 스펙트럼은, 패턴의 2차원 파워 스펙트럼으로부터, 미세 요철 표면의 표고의 1차원 파워 스펙트럼과 동일하게 하여 구해진다.

방현층을 제조하기 위한 패턴의 1차원 파워 스펙트럼이 공간 주파수 0.007 ㎛^-1 이상 0.015 ㎛^-1 이하에 제1 극대치를 갖고, 공간 주파수 0.05 ㎛^-1 이상 0.1 ㎛^-1 이하에 제2 극대치를 가짐으로써, 미세 요철 표면의 표고의 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수를 공간 주파수에 대한 강도로서 나타냈을 때의 그래프가 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 위로 볼록한 형상을 갖고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 아래로 볼록한 형상을 갖는 방현층이 얻어진다.

1차원 파워 스펙트럼이 공간 주파수 0.007 ㎛^-1 이상 0.015 ㎛^-1 이하에 제1 극대치를 갖고, 공간 주파수 0.05 ㎛^-1 이상 0.1 ㎛^-1 이하에 제2 극대치를 갖는 패턴을 작성하기 위해서는, 도트를 랜덤으로 배치하여 작성한 패턴이나 난수 혹은 계산기에 의해 생성된 의사 난수에 의해 농담을 결정한 랜덤한 명도 분포를 갖는 패턴으로부터, 특정한 공간 주파수 범위의 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시키면 된다.

여기서, 전술한 바와 같이 방현층의 미세 요철 표면의 공간 주파수 분포를 적절히 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 방현층은, 전술한 패턴을 이용하여 미세 요철 표면을 갖는 금형을 제조하고, 제조된 금형의 요철면을 투명 지지체 상 또는 편광 필름 상의 광경화성 수지층 등에 전사하고, 계속해서 요철면이 전사된 방현층과 투명 지지체 또는 편광 필름을 금형으로부터 박리함으로써, 방현층을 투명 지지체 상 또는 편광 필름 상에 제조하는 것을 특징으로 하는 엠보스법에 의해 제조되는 것이 바람직하다.

여기서, 엠보스법으로는, 광경화성 수지를 이용하는 UV 엠보스법, 열가소성 수지를 이용하는 핫 엠보스법이 예시되고, 그 중에서도, 생산성의 관점에서, UV 엠보스법이 바람직하다.

UV 엠보스법은, 투명 지지체 또는 편광 필름의 표면에 광경화성 수지층을 형성하고, 그 광경화성 수지층을 금형의 요철면에 가압하면서 경화시킴으로써, 금형의 요철면이 광경화성 수지층에 전사되는 방법이다. 구체적으로는, 투명 지지체 상 또는 편광 필름 상에 자외선 경화형 수지를 도공하고, 도공한 자외선 경화형 수지를 금형의 요철면에 밀착시킨 상태에서 투명 지지체 또는 편광 필름측으로부터 자외선을 조사하여 자외선 경화형 수지를 경화시키고, 그 후 금형으로부터, 경화 후의 자외선 경화형 수지층(방현층)이 형성된 투명 지지체 또는 편광 필름을 박리한다.

UV 엠보스법을 이용하는 경우에서의 자외선 경화형 수지의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 시판되는 적절한 것을 이용할 수 있다. 또한, 자외선 경화형 수지에 적절히 선택된 광개시제를 조합하여, 자외선보다 파장이 긴 가시광에서도 경화가 가능한 수지를 이용하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트 등의 다관능 아크릴레이트를 각각 단독으로, 혹은 이들 2종 이상을 혼합하여 이용하고, 그것과, 이르가큐어 907(치바·스페셜티·케미컬즈사 제조), 이르가큐어 184(치바·스페셜티·케미컬즈사 제조), 루시린 TPO(BASF사 제조) 등의 광중합 개시제를 혼합한 것을 적합하게 이용할 수 있다.

한편, 핫 엠보스법은, 열가소성 수지로 형성된 투명 지지체를 가열 상태에서 금형에 가압하여, 금형의 표면 형상을 투명 지지체에 전사하는 방법이다. 핫 엠보스법에 이용하는 투명 지지체로는, 실질적으로 투명한 것이면 어떠한 것이어도 좋고, 예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 노르보넨계 화합물을 모노머로 하는 비정질 환형 폴리올레핀 등의 열가소성 수지의 용제 캐스트 필름이나 압출 필름 등을 이용할 수 있다. 이들 투명 수지 필름은, 위에서 설명한 UV 엠보스법에서의 자외선 경화형 수지를 도공하기 위한 투명 지지체로서도 적합하게 이용할 수 있다.

(방현 필름)

방현 필름을 제조하는 경우에 이용되는 투명 지지체는, 실질적으로 광학적으로 투명한 필름이면 되고, 예컨대 트리아세틸셀룰로오스 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 노르보넨계 화합물을 모노머로 하는 비정질 환형 폴리올레핀 등의 열가소성 수지의 용제 캐스트 필름이나 압출 필름 등의 수지 필름을 들 수 있다.

투명 지지체의 두께는 10 ㎛∼60 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 투명 지지체의 두께가 10 ㎛를 하회하는 경우에는 기계 강도가 부족할 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 투명 지지체의 두께가 60 ㎛를 상회하는 경우에는 방현성 편광판의 총두께가 100 ㎛를 초과할 가능성이 높아지고, 결과적으로 번쩍임이 발생할 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 편광 필름과 방현 필름을 접합하는 경우에 이용되는 접착제로는, 종래 공지된 것을 사용할 수 있다. 예컨대 폴리비닐알콜계 수지를 이용한 수용성 접착제, 에폭시계 수지의 양이온 중합을 이용한 접착제, 아크릴계 수지의 라디칼 중합을 이용한 접착제, 에폭시계 수지와 아크릴계 수지의 혼합물에 의한 양이온 중합과 라디칼 중합을 이용한 접착제 등을 사용할 수 있다. 접착제의 두께는, 접착제의 종류에 따라 상이하기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 0.1 ㎛∼5 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 접착제층의 두께가 0.1 ㎛를 하회하는 경우에는 충분한 접착 강도가 얻어지지 않을 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 접착제층의 두께가 5 ㎛를 상회하는 경우에는 방현성 편광판의 총두께가 100 ㎛를 초과할 가능성이 높아지고, 결과적으로 번쩍임이 발생할 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.

<미세 요철 형성용 금형의 제조 방법>

이하에서는, 방현층의 표면에 미세한 요철을 형성하기 위해 이용되는 금형(미세 요철 형성용 금형)을 제조하는 방법에 관해 설명한다. 미세 요철 형성용 금형의 제조 방법에 관해서는, 전술한 패턴을 이용한 소정의 표면 형상이 얻어지는 방법이면, 특별히 제한되지 않지만, 미세 요철 표면을 양호한 정밀도로, 또한, 양호한 재현성으로 제조하기 위해, [1] 제1 도금 공정과, [2] 연마 공정과, [3] 감광성 수지막 형성 공정과, [4] 노광 공정과, [5] 현상 공정과, [6] 제1 에칭 공정과, [7] 감광성 수지막 박리 공정과, [8] 제2 에칭 공정과, [9] 제2 도금 공정을 기본적으로 포함하는 것이 바람직하다.

도 9는, 미세 요철 형성용 금형의 제조 방법의 전반 부분의 바람직한 일례를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 9에는 각 공정에서의 금형의 단면을 모식적으로 도시하고 있다. 이하, 도 9를 참조하면서, 본 발명의 미세 요철 형성용 금형의 제조 방법의 각 공정에 관해 상세히 설명한다.

[1] 제1 도금 공정

미세 요철 형성용 금형의 제조 방법에서는, 우선, 기재(금형용 기재)의 표면에, 구리 도금을 실시한다. 이와 같이, 금형용 기재의 표면에 구리 도금을 실시함으로써, 이후의 제2 도금 공정에서의 크롬 도금의 밀착성이나 광택성을 향상시킬 수 있다. 이것은, 구리 도금은, 피복성이 높고, 또한 평활화 작용이 강한 점에서, 금형용 기재의 미소한 요철이나 공동 등을 매립하여 평탄하고 광택이 있는 표면을 형성하기 때문이다. 이들 구리 도금의 특성에 의해, 후술하는 제2 도금 공정에서 크롬 도금을 실시한다고 해도, 금형용 기재에 존재하고 있었던 미소한 요철이나 공동에서 기인하는 것으로 생각되는 크롬 도금 표면의 거칠음이 해소되고, 또한, 구리 도금의 피복성이 높은 점에서, 미세한 크랙의 발생이 저감된다.

제1 도금 공정에서 이용되는 구리로는, 구리의 순금속일 수 있는 것 외에, 구리를 주체로 하는 합금이어도 좋고, 따라서, 본 명세서에서 말하는 「구리」는, 구리 및 구리 합금을 포함하는 의미이다. 구리 도금은, 전해 도금으로 행해도 좋고 무전해 도금으로 행해도 좋지만, 통상은 전해 도금이 채용된다.

구리 도금을 실시할 때에는, 도금층이 지나치게 얇으면, 하지 표면의 영향을 완전히 배제시킬 수 없는 점에서, 그 두께는 50 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 도금층 두께의 상한은 임계적이지 않지만, 비용 등과의 관계로부터, 일반적으로는 500 ㎛ 정도까지면 충분하다.

또, 미세 요철 형성용 금형의 제조 방법에 있어서, 금형용 기재의 형성에 적합하게 이용되는 금속 재료로는, 비용의 관점에서 알루미늄, 철 등을 들 수 있다. 또한 취급의 편리성으로부터, 경량인 알루미늄이 보다 바람직하다. 여기서 말하는 알루미늄이나 철도, 각각 순금속일 수 있는 것 외에, 알루미늄 또는 철을 주체로 하는 합금이어도 좋다.

또한, 금형용 기재의 형상은, 당분야에서 종래부터 채용되고 있는 적절한 형상이면 특별히 제한되지 않고, 평판형이어도 좋고, 원기둥형 또는 원통형의 롤이어도 좋다. 롤형의 금형용 기재를 이용하여 금형을 제조하면, 방현성 편광판 또는 방현 필름을 연속적인 롤형으로 제조할 수 있다는 이점이 있다.

[2] 연마 공정

계속되는 연마 공정에서는, 전술한 제1 도금 공정에서 구리 도금이 실시된 금형용 기재의 표면을 연마한다. 미세 요철 형성용 금형의 제조 방법에서는, 상기 공정을 거쳐, 기재 표면을, 경면에 가까운 상태로 연마하는 것이 바람직하다. 이것은, 기재가 되는 금속판이나 금속롤은, 원하는 정밀도로 하기 위해, 절삭이나 연삭 등의 기계 가공이 실시되어 있는 경우가 많고, 이에 따라 금형용 기재의 표면에 가공 자국이 남아 있어, 구리 도금이 실시된 상태라도, 이들 가공 자국이 남는 경우가 있고, 또한, 도금한 상태에서, 표면이 완전히 평활해진다고는 할 수 없기 때문이다. 즉, 이러한 깊은 가공 자국 등이 남은 표면에 후술하는 공정을 실시한다고 해도, 각 공정을 실시한 후에 형성되는 요철보다 가공 자국 등의 요철 쪽이 깊은 경우가 있어, 가공 자국 등의 영향이 남을 가능성이 있고, 그와 같은 금형을 이용하여 방현성 편광판 또는 방현 필름을 제조한 경우에는, 광학 특성에 예기치 못한 영향을 미치는 경우가 있다. 도 9의 (a)에는, 평판형의 금형용 기재(7)가, 제1 도금 공정에서 구리 도금이 그 표면에 실시되고(상기 공정에서 형성한 구리 도금의 층에 관해서는 도시하지 않음), 또한 연마 공정에 의해 경면 연마된 표면(8)을 갖게 된 상태를 모식적으로 도시하고 있다.

구리 도금이 실시된 금형용 기재의 표면을 연마하는 방법에 관해서는 특별히 제한되지 않고, 기계 연마법, 전해 연마법, 화학 연마법의 어느것이나 사용할 수 있다. 기계 연마법으로는, 초마무리법, 랩핑, 유체 연마법, 버프 연마법 등이 예시된다. 또한, 연마 공정에서 절삭 공구를 이용하여 경면 절삭함으로써, 금형용 기재(7)의 표면(8)을 경면으로 해도 좋다. 그 때의 절삭 공구의 재질이나 형상 등은 특별히 제한되지 않고, 초경 바이트, CBN 바이트, 세라믹 바이트, 다이아몬드 바이트 등을 사용할 수 있지만, 가공 정밀도의 관점에서 다이아몬드 바이트를 이용하는 것이 바람직하다. 연마 후의 표면 조도는, JIS B 0601의 규정에 준거한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.05 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 연마 후의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 ㎛보다 크면, 최종적인 금형 표면의 요철 형상에 연마 후의 표면 조도의 영향이 남을 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 중심선 평균 거칠기(Ra)의 하한에 관해서는 특별히 제한되지 않고, 가공 시간이나 가공 비용의 관점에서, 자연히 한계가 있기 때문에, 특별히 지정할 필요성은 없다.

[3] 감광성 수지막 형성 공정

계속되는 감광성 수지막 형성 공정에서는, 전술한 연마 공정에 의해 경면 연마를 실시한 금형용 기재(7)의 표면(8)에, 감광성 수지를 용매에 용해시킨 용액으로서 도포하고, 가열·건조시킴으로써, 감광성 수지막을 형성한다. 도 9의 (b)에는, 금형용 기재(7)의 표면(8)에 감광성 수지막(9)이 형성된 상태를 모식적으로 도시하고 있다.

감광성 수지로는 종래 공지된 감광성 수지를 이용할 수 있다. 예컨대, 감광 부분이 경화되는 성질을 가진 네거티브형의 감광성 수지로는 분자 중에 아크릴기 또는 메타아크릴기를 갖는 아크릴산에스테르의 단량체나 프리폴리머, 비스아지드와 디엔 고무의 혼합물, 폴리비닐신나메이트계 화합물 등을 이용할 수 있다. 또한, 현상에 의해 감광 부분이 용출되고, 미감광 부분만이 남는 성질을 가진 포지티브형의 감광성 수지로는 페놀 수지계나 노볼락 수지계 등을 이용할 수 있다. 또한, 감광성 수지에는, 필요에 따라, 증감제, 현상 촉진제, 밀착성 개질제, 도포성 개량제 등의 각종 첨가제를 배합해도 좋다.

이들 감광성 수지를 금형용 기재(7)의 표면(8)에 도포할 때에는, 양호한 도포막을 형성하기 위해, 적당한 용매에 희석하여 도포하는 것이 바람직하고, 셀로솔브계 용매, 프로필렌글리콜계 용매, 에스테르계 용매, 알콜계 용매, 케톤계 용매, 고극성 용매 등을 사용할 수 있다.

감광성 수지 용액을 도포하는 방법으로는, 메니스커스 코트, 파운틴 코트, 딥 코트, 회전 도포, 롤 도포, 와이어바 도포, 에어나이프 도포, 블레이드 도포, 커튼 도포, 링 코트 등의 공지된 방법을 이용할 수 있다. 도포막의 두께는 건조 후에 1∼10 ㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다.

[4] 노광 공정

계속되는 노광 공정에서는, 상기한 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타냈을 때의 그래프가, 공간 주파수 0.007 ㎛^-1 이상 0.015 ㎛^-1 이하에 있어서 하나의 극대치를 가지며, 또한, 공간 주파수 0.05 ㎛^-1 이상 0.1 ㎛^-1 이하에 있어서 하나의 극대치를 갖는 패턴을, 전술한 감광성 수지막 형성 공정에서 형성된 감광성 수지막(9) 상에 노광한다. 노광 공정에 이용하는 광원은 도포된 감광성 수지의 감광 파장이나 감도 등에 맞춰 적절히 선택하면 되고, 예컨대, 고압 수은등의 g선(파장: 436 nm), 고압 수은등의 h선(파장: 405 nm), 고압 수은등의 i선(파장: 365 nm), 반도체 레이저(파장: 830 nm, 532 nm, 488 nm, 405 nm 등), YAG 레이저(파장: 1064 nm), KrF 엑시머 레이저(파장: 248 nm), ArF 엑시머 레이저(파장: 193 nm), F2 엑시머 레이저(파장: 157 nm) 등을 이용할 수 있다.

미세 요철 형성용 금형의 제조 방법에 있어서 표면 요철 형상을 양호한 정밀도로 형성하기 위해서는, 노광 공정에서, 전술한 패턴을 감광성 수지막 상에 정밀하게 제어된 상태로 노광하는 것이 바람직하다. 미세 요철 형성용 금형의 제조 방법에 있어서는, 전술한 패턴을 감광성 수지막 상에 양호한 정밀도로 노광하기 위해, 컴퓨터 상에서 패턴을 화상 데이터로서 작성하고, 그 화상 데이터에 기초한 패턴을, 컴퓨터 제어된 레이저 헤드로부터 발광하는 레이저광에 의해 묘화하는 것이 바람직하다. 레이저 묘화를 행할 때에는 인쇄판 작성용의 레이저 묘화 장치를 사용할 수 있다. 이러한 레이저 묘화 장치로는, 예컨대 Laser Stream FX((주)싱크·래버러토리 제조) 등을 들 수 있다.

도 9의 (c)에는, 감광성 수지막(9)에 패턴이 노광된 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 감광성 수지막을 네거티브형의 감광성 수지로 형성한 경우에는, 노광된 영역(10)은 노광에 의해 수지의 가교 반응이 진행되고, 후술하는 현상액에 대한 용해성이 저하된다. 따라서, 현상 공정에서 노광되지 않은 영역(11)이 현상액에 의해 용해되고, 노광된 영역(10)만 금형용 기재의 표면 상에 남아 마스크가 된다. 한편, 감광성 수지막을 포지티브형의 감광성 수지로 형성한 경우에는, 노광된 영역(10)은 노광에 의해 수지의 결합이 절단되고, 후술하는 현상액에 대한 용해성이 증가한다. 따라서, 현상 공정에서 노광된 영역(10)이 현상액에 의해 용해되고, 노광되지 않은 영역(11)만 금형용 기재의 표면 상에 남아 마스크가 된다.

[5] 현상 공정

계속되는 현상 공정에서는, 감광성 수지막(9)에 네거티브형의 감광성 수지를 이용한 경우에는, 노광되지 않은 영역(11)은 현상액에 의해 용해되고, 노광된 영역(10)만 금형용 기재 상에 잔존하여, 계속되는 제1 에칭 공정에서 마스크로서 작용한다. 한편, 감광성 수지막(9)에 포지티브형의 감광성 수지를 이용한 경우에는, 노광된 영역(10)만 현상액에 의해 용해되고, 노광되지 않은 영역(11)이 금형용 기재 상에 잔존하여, 계속되는 제1 에칭 공정에서의 마스크로서 작용한다.

현상 공정에 이용하는 현상액에 관해서는 종래 공지된 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아수 등의 무기 알칼리류, 에틸아민, n-프로필아민 등의 제1아민류, 디에틸아민, 디-n-부틸아민 등의 제2아민류, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민 등의 제3아민류, 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 알콜아민류, 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 트리메틸히드록시에틸암모늄히드록시드 등의 제4급 암모늄염, 피롤, 피페리딘 등의 환형 아민류 등의 알칼리성 수용액, 크실렌, 톨루엔 등의 유기 용제 등을 들 수 있다.

현상 공정에서의 현상 방법에 관해서는 특별히 제한되지 않고, 침지 현상, 스프레이 현상, 브러시 현상, 초음파 현상 등의 방법을 이용할 수 있다.

도 9의 (d)에는, 감광성 수지막(9)에 네거티브형의 감광성 수지를 이용하여, 현상 처리를 행한 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 도 9의 (c)에 있어서 노광되지 않은 영역(11)이 현상액에 의해 용해되고, 노광된 영역(10)만 금형용 기재의 표면 상에 남아 마스크(12)가 된다. 도 9의 (e)에는, 감광성 수지막(9)에 포지티브형의 감광성 수지를 이용하여, 현상 처리를 행한 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 도 9의 (c)에 있어서 노광된 영역(10)이 현상액에 의해 용해되고, 노광되지 않은 영역(11)만 금형용 기재의 표면 상에 남아 마스크(12)가 된다.

[6] 제1 에칭 공정

계속되는 제1 에칭 공정에서는, 전술한 현상 공정 후에 금형용 기재의 표면 상에 잔존한 감광성 수지막을 마스크로서 이용하여, 주로 마스크가 없는 개소의 금형용 기재의 도금이 실시된 표면을 에칭한다.

도 10은, 본 발명의 금형의 제조 방법의 후반 부분의 바람직한 일례를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 10의 (a)에는 제1 에칭 공정에 의해, 주로 마스크가 없는 영역(13)의 금형용 기재(7)가 에칭되는 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 마스크(12)의 하부의 금형용 기재(7)는 금형용 기재의 표면으로부터는 에칭되지 않지만, 에칭의 진행과 함께 마스크가 없는 영역(13)으로부터의 에칭이 진행된다. 따라서, 마스크(12)와 마스크가 없는 영역(13)의 경계 부근에서는, 마스크(12)의 하부의 금형용 기재(7)도 에칭된다. 이러한 마스크(12)와 마스크가 없는 영역(13)의 경계 부근에서, 마스크(12)의 하부의 금형용 기재(7)도 에칭되는 것을, 이하에서는 사이드 에칭이라고 한다.

제1 에칭 공정에서의 에칭 처리는, 통상, 염화제2철(FeCl₃)액, 염화제2구리(CuCl₂)액, 알칼리 에칭액(Cu(NH₃)₄Cl₂) 등을 이용하여, 금속 표면을 부식시킴으로써 행해지는데, 염산이나 황산 등의 강산을 이용할 수도 있고, 전해 도금시와 반대의 전위를 가하는 것에 의한 역전해 에칭을 이용할 수도 있다. 에칭 처리를 실시했을 때의 금형용 기재에 형성되는 오목 형상은, 하지 금속의 종류, 감광성 수지막의 종류 및 에칭 수법 등에 따라 상이하기 때문에, 일률적으로는 말할 수 없지만, 에칭량이 10 ㎛ 이하인 경우에는, 에칭액에 접촉하고 있는 금속 표면으로부터 대략 등방적으로 에칭된다. 여기서 말하는 에칭량이란, 에칭에 의해 깎이는 금형용 기재의 두께이다.

제1 에칭 공정에서의 에칭량은 바람직하게는 1∼50 ㎛이고, 보다 바람직하게는 2∼10 ㎛이다. 에칭량이 1 ㎛ 미만인 경우에는, 금속 표면에 요철 형상이 거의 형성되지 않고, 대략 평탄한 금형이 되어 버리기 때문에, 방현성을 나타내지 않게 된다. 또한, 에칭량이 50 ㎛를 초과하는 경우에는, 금속 표면에 형성되는 요철 형상의 고저차가 커져, 얻어진 금형을 사용하여 제조된 방현층이 바래게 되기 때문에 바람직하지 않다. 제1 에칭 공정에서의 에칭 처리는 1회의 에칭 처리에 의해 행해도 좋고, 에칭 처리를 2회 이상으로 나누어 행해도 좋다. 여기서 에칭 처리를 2회 이상으로 나누어 행하는 경우에는, 2회 이상의 에칭 처리에서의 에칭량의 합계가 1∼50 ㎛인 것이 바람직하다.

[7] 감광성 수지막 박리 공정

계속되는 감광성 수지막 박리 공정에서는, 제1 에칭 공정에서 마스크로서 사용한 잔존하는 감광성 수지막을 완전히 용해시켜 제거한다. 감광성 수지막 박리 공정에서는 박리액을 이용하여 감광성 수지막을 용해시킨다. 박리액으로는, 전술한 현상액과 동일한 것을 이용할 수 있고, pH, 온도, 농도 및 침지 시간 등을 변화시킴으로써, 네거티브형의 감광성 수지막을 이용한 경우에는 노광부의, 포지티브형의 감광성 수지막을 이용한 경우에는 비노광부의 감광성 수지막을 완전히 용해시켜 제거한다. 감광성 수지막 박리 공정에서의 박리 방법에 관해서도 특별히 제한되지 않고, 침지 박리, 스프레이 박리, 브러시 박리, 초음파 박리 등의 방법을 이용할 수 있다.

도 10의 (b)는, 감광성 수지막 박리 공정에 의해, 제1 에칭 공정에서 마스크로서 사용한 감광성 수지막을 완전히 용해시켜 제거한 상태를 모식적으로 도시하고 있다. 감광성 수지막에 의한 마스크(12)와 에칭에 의해, 제1 표면 요철 형상(15)이 금형용 기재의 표면에 형성된다.

[8] 제2 에칭 공정

제2 에칭 공정에서는, 감광성 수지막을 마스크로서 이용한 제1 에칭 공정에 의해 형성된 제1 표면 요철 형상(15)을, 에칭 처리에 의해 둔화시킨다. 이 제2 에칭 처리에 의해, 제1 에칭 처리에 의해 형성된 제1 표면 요철 형상(15)에서의 표면 경사가 급준한 부분이 없어지고, 얻어진 금형을 이용하여 제조된 방현층의 광학 특성이 바람직한 방향으로 변화된다. 도 10의 (c)에는, 제2 에칭 처리에 의해, 금형용 기재(7)의 제1 표면 요철 형상(15)이 둔화되어, 표면 경사가 급준한 부분이 둔화되고, 완만한 표면 경사를 갖는 제2 표면 요철 형상(16)이 형성된 상태가 도시되어 있다.

제2 에칭 공정의 에칭 처리도, 제1 에칭 공정과 마찬가지로, 통상, 염화제2철(FeCl₃)액, 염화제2구리(CuCl₂)액, 알칼리 에칭액(Cu(NH₃)₄Cl₂) 등을 이용하여, 표면을 부식시킴으로써 행해지는데, 염산이나 황산 등의 강산을 이용할 수도 있고, 전해 도금시와 반대의 전위를 가하는 것에 의한 역전해 에칭을 이용할 수도 있다. 에칭 처리를 실시한 후의 요철의 둔화 정도는, 하지 금속의 종류, 에칭 수법, 및 제1 에칭 공정에 의해 얻어진 요철의 사이즈와 깊이 등에 따라 상이하기 때문에, 일률적으로는 말할 수 없지만, 둔화 정도를 제어하는 데에 있어서 가장 큰 인자는, 에칭량이다. 여기서 말하는 에칭량도, 제1 에칭 공정과 마찬가지로, 에칭에 의해 깎이는 금형용 기재의 두께이다. 에칭량이 작으면, 제1 에칭 공정에 의해 얻어진 요철의 표면 형상을 둔화시키는 효과가 불충분하고, 그 요철 형상을 투명 필름에 전사하여 얻어지는 방현층의 광학 특성이 그다지 좋아지지 않는다. 한편, 에칭량이 지나치게 크면, 요철 형상이 거의 없어져, 대략 평탄한 금형이 되어 버리기 때문에, 방현성을 나타내지 않게 된다. 그래서, 에칭량은 1∼50 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 4∼20 ㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 제2 에칭 공정에서의 에칭 처리에 관해서도, 제1 에칭 공정과 마찬가지로, 1회의 에칭 처리에 의해 행해도 좋고, 에칭 처리를 2회 이상으로 나누어 행해도 좋다. 여기서 에칭 처리를 2회 이상으로 나누어 행하는 경우에는, 2회 이상의 에칭 처리에서의 에칭량의 합계가 1∼50 ㎛인 것이 바람직하다.

[9] 제2 도금 공정

계속해서, 크롬 도금을 실시함으로써, 제2 표면 요철 형상(16)을 둔화시킴과 동시에, 금형 표면을 보호한다. 도 10의 (d)에는, 전술한 바와 같이 제2 에칭 공정의 에칭 처리에 의해 형성된 제2 표면 요철 형상(16)에 크롬 도금층(17)을 형성하고, 크롬 도금층의 표면(18)을 둔화시킨 상태가 도시되어 있다.

본 발명에서는, 평판이나 롤 등의 표면에, 광택이 있고, 경도가 높고, 마찰 계수가 작고, 양호한 이형성을 부여할 수 있는 크롬 도금을 채용한다. 크롬 도금의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 소위 광택 크롬 도금이나 장식용 크롬 도금 등으로 불리는, 양호한 광택을 발현하는 크롬 도금을 이용하는 것이 바람직하다. 크롬 도금은 통상, 전해에 의해 행해지고, 그 도금욕으로는, 무수 크롬산(CrO₃)과 소량의 황산을 포함하는 수용액이 이용된다. 전류 밀도와 전해 시간을 조절함으로써, 크롬 도금의 두께를 제어할 수 있다.

또, 제2 도금 공정에서, 크롬 도금 이외의 도금을 실시하는 것은 바람직하지 않다. 왜냐하면, 크롬 이외의 도금에서는, 경도나 내마모성이 낮아지기 때문에, 금형으로서의 내구성이 저하되어, 사용중에 요철이 닳아 감소하거나, 금형이 손상되거나 한다. 그와 같은 금형을 이용하여 제조된 방현층에서는, 충분한 방현 기능이 잘 얻어지지 않을 가능성이 높고, 또한, 방현층 상에 결함이 발생할 가능성도 높아진다.

또한, 도금 후의 표면을 연마하는 것도, 역시 본 발명에서는 바람직하지 않다. 연마함으로써, 최외측 표면에 평탄한 부분이 생기기 때문에, 광학 특성의 악화를 초래할 가능성이 있는 것, 또한, 형상의 제어 인자가 증가하기 때문에, 재현성이 좋은 형상 제어가 곤란해지는 것 등의 이유에 의한다.

이와 같이 본 발명에서는, 크롬 도금을 실시한 후, 표면을 연마하지 않고, 그대로 크롬 도금면을 금형의 요철면으로서 이용하는 것이 바람직하다. 미세 표면 요철 형상이 형성된 표면에 크롬 도금을 실시함으로써, 요철 형상이 둔화됨과 동시에, 그 표면 경도가 높아진 금형이 얻어지기 때문이다. 이 때의 요철의 둔화 정도는, 하지 금속의 종류, 제1 에칭 공정으로부터 얻어진 요철의 사이즈와 깊이, 또한 도금의 종류나 두께 등에 따라 상이하기 때문에, 일률적으로는 말할 수 없지만, 둔화 정도를 제어하는 데에 있어서 가장 큰 인자는, 역시 도금 두께이다. 크롬 도금의 두께가 얇으면, 크롬 도금 가공 전에 얻어진 요철의 표면 형상을 둔화시키는 효과가 불충분하고, 그 요철 형상을 전사하여 얻어지는 방현층의 광학 특성이 그다지 좋아지지 않는다. 한편, 도금 두께가 지나치게 두꺼우면, 생산성이 나빠지는 데다가, 노듈이라고 불리는 돌기형의 도금 결함이 발생하기 때문에 바람직하지 않다. 그래서, 크롬 도금의 두께는 1∼10 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 3∼6 ㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

상기 제2 도금 공정에서 형성되는 크롬 도금층은, 비커스 경도가 800 이상이 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하고, 1000 이상이 되도록 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 크롬 도금층의 비커스 경도가 800 미만인 경우에는, 금형 사용시의 내구성이 저하되는 데다가, 크롬 도금에서 경도가 저하되는 것은 도금 처리시에 도금욕 조성, 전해 조건 등에 이상이 발생되어 있을 가능성이 높고, 결함의 발생 상황에 관해서도 바람직하지 않은 영향을 미칠 가능성이 높기 때문이다.

<보호 필름>

본 발명의 방현성 편광판은, 기계 강도의 관점에서 편광 필름의 방현층이 형성되어 있는 측과는 반대측에 보호 필름이 접합되어 있어도 좋다. 보호 필름은, 보호 필름 일체형의 광학 보상 필름이어도 좋다. 여기서 이용하는 보호 필름은, 구체적으로는, 현재, 편광판의 보호 필름으로서 가장 널리 이용되고 있는 트리아세틸셀룰로오스 등의 투명 수지의 필름을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 이용하는 보호 필름의 예로서, 트리아세틸셀룰로오스, 비정질 폴리올레핀계 수지 필름, 폴리에스테르계 수지 필름, 아크릴계 수지 필름, 폴리카보네이트계 수지 필름, 폴리술폰계 수지 필름, 지환식 폴리이미드계 수지 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 트리아세틸셀룰로오스 혹은 비정질 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 필름이 특히 바람직하게 이용된다. 비정질 폴리올레핀계 수지는 통상, 노르보넨이나 다환 노르보넨계 모노머와 같은 환형 올레핀의 중합 단위를 갖는 것이고, 환형 올레핀과 사슬형 올레핀의 공중합체여도 좋다. 그 중에서도, 열가소성 포화 노르보넨계 수지가 대표적이다. 또한, 극성기가 도입되어 있는 것도 유효하다. 시판되고 있는 비정질 폴리올레핀계 수지로서, 아톤(JSR(주) 제조), 제오노아(닛폰 제온(주) 제조), 제오넥스(닛폰 제온(주) 제조), APO(미츠이 화학(주) 제조), 아펠(미츠이 화학(주) 제조) 등을 들 수 있다. 이러한 시판품의 비정질 폴리올레핀계 수지를 이용하는 경우, 상기 비정질 폴리올레핀계 수지를 제막하여 필름으로 하게 되는데, 제막에는, 용제 캐스트법, 용융 압출법 등, 공지된 방법이 적절히 이용된다.

편광 필름의 방현층이 형성되어 있는 측과는 반대측에 보호 필름을 접합하는 경우에도, 전술한 접착제를 이용하여 접합할 수 있다.

보호 필름은, 편광 필름에 대한 접합에 앞서, 접합면에, 비누화 처리, 코로나 처리, 프라이머 처리, 앵커 코팅 처리 등의 접착 용이 처리가 실시되어도 좋다.

<광학 보상 필름, 광학 보상층>

본 발명의 방현성 편광판은, 편광 필름의 방현층이 형성되어 있는 측과는 반대측에 광학 보상층을 갖고 있어도 좋다. 이 광학 보상층은 위상차의 보상 등을 목적으로 하고 있으며, 각종 플라스틱의 연신 필름 등으로 이루어지는 복굴절성 필름, 디스코틱 액정이나 네마틱 액정이 배향 고정된 필름, 필름 기재 상에 전술한 액정층이 형성된 것 등을 들 수 있다. 이들 광학 보상층은 1층만이어도 상관없고, 복수층이어도 상관없다. 복수층의 광학 보상층을 형성하는 경우에는, 동종의 광학 보상층을 적층해도 상관없고, 이종의 광학 보상층을 적층해도 상관없다. 예컨대, 보호 필름 일체형의 광학 보상 필름에 더욱 각종 플라스틱의 연신 필름 등으로 이루어지는 복굴절성 필름 등을 점착제를 통해 적층해도 상관없고, 보호 필름 일체형의 광학 보상 필름에 액정을 배향 고화시켜도 상관없다.

복굴절성 필름을 형성하는 플라스틱으로는, 예컨대, 폴리카보네이트, 폴리비닐알콜, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리아릴레이트, 폴리아미드, 비정질 폴리올레핀계 수지 등을 들 수 있다. 연신 필름은, 1축이나 2축 등의 적절한 방식으로 처리한 것이어도 좋다. 또한, 열수축성 필름과의 접착하에 수축력 및/또는 연신력을 가함으로써 필름의 두께 방향의 굴절률을 제어한 복굴절성 필름이어도 좋다.

편광 필름의 방현층이 형성되어 있는 측과는 반대측에 형성되는 광학 보상층은, 전술한 접착제를 이용하여 일체화해도 좋고, 접착 작업의 간편성이나 광학 왜곡의 발생 방지 등의 관점에서, 후술하는 점착제(감압 접착제라고도 함)를 사용해도 좋다.

광학 보상 필름 및 광학 보상층은 액정셀의 각 구동 모드에 맞춰 적절히 선택하면 된다. 액정의 구동 모드로는, 수직 배향(Vertical Alignment: VA) 모드, 횡전계(In-Plane Switching: IPS) 모드, 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic: TN) 모드 등을 들 수 있다. 수직 배향 모드의 액정셀이면, 트리아세틸셀룰로오스 등의 아실화셀룰로오스로 대표되는 셀룰로오스계 수지, 환형 올레핀계 수지, 폴리카보네이트 등의 양의 굴절률 이방성을 갖는 투명성 수지로 이루어지는 필름을, 적당한 조건하에서 1축 또는 2축 연신한 n_x>n_y≥n_z의 관계를 갖는 필름을 사용할 수 있다. 여기서 n_x는 필름의 면내 지상축 방향의 굴절률을, n_y는 필름의 면내 진상축 방향의 굴절률을, n_z는 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타내고 있다. 또한, 환형 올레핀계 수지는, 노르보넨이나 디메타노옥타히드로나프탈렌과 같은 환형 올레핀을 모노머로 하는 수지이고, 시판품으로는, 아톤(JSR(주) 제조), 제오노아(닛폰 제온(주) 제조), 제오넥스(닛폰 제온(주) 제조) 등이 있다. 이들 투명성 수지 중에서도, 광탄성 계수가 작고, 사용 조건하에서의 열 왜곡에 의한 면내 특성 불균일의 발생 등이 적은 점에서, 트리아세틸셀룰로오스나, 환형 올레핀계 수지가 적합하게 이용된다. 또한, 디스코틱 액정의 기판 상에 대한 도포, 콜레스테릭 액정의 단피치로의 기판 상에 대한 도포, 마이카 등의 무기층형 화합물의 층을 기판 상에 형성, 수지의 축차 또는 동시 2축 연신, 미연신의 용제 캐스트 필름 등의 nx≒ny>nz의 관계를 갖는 광학 보상층을 사용할 수도 있다.

또한, TN 모드의 액정셀이면, 유기 화합물, 그 중에서도 액정성을 나타내고, 원반형의 분자 구조를 갖는 화합물이나, 액정성을 나타내지 않지만, 전계 또는 자계에 의해 음의 굴절률 이방성을 발현하는 화합물이, 트리아세틸셀룰로오스 등으로 이루어지는 투명 수지 필름 상에 도포되고, 광학축이 필름 법선 방향으로부터 5∼50° 사이에서 경사지도록 배향된 필름 등이 바람직하게 이용된다. 배향은, 1방향뿐만 아니라, 예컨대, 필름의 한 면으로부터 다른 면을 향해 순차적으로 기울기가 커지는, 소위 하이브리드 배향이어도 좋다. 액정성을 나타내는 원반형의 분자 구조를 갖는 유기 화합물로는, 저분자 또는 고분자의 디스코틱 액정, 예컨대, 트리페닐렌, 트룩센, 벤젠 등의 평면 구조를 갖는 모핵에, 알킬기, 알콕시기, 알킬 치환 벤조일옥시기, 알콕시 치환 벤조일옥시기 등의 직쇄형의 치환기가 방사형으로 결합한 것이 예시된다. 그 중에서도, 가시광 영역에 흡수를 나타내지 않는 것이 바람직하다. 이들 원반형의 분자 구조를 갖는 유기 화합물은, 1종류를 단독으로 이용할 뿐만 아니라, 본 발명에 필요한 배향을 얻기 위해, 필요에 따라 여러 종류를 혼합하여 이용하거나, 혹은 고분자 매트릭스 등, 다른 유기 화합물과 혼합하여 이용하거나 할 수 있다. 전술한 바와 같이 혼합하여 이용하는 유기 화합물로는, 원반형의 분자 구조를 갖는 유기 화합물과 상용성을 갖거나, 원반형의 분자 구조를 갖는 유기 화합물을, 광을 산란하지 않는 정도의 입경으로 분산할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 셀룰로오스계 수지로 이루어지는 투명 기재 필름에, 이러한 액정성 화합물로 이루어지는 층이 형성되고, 광학축이 필름 법선에 대하여 경사져 있는 필름으로는, 예컨대, WV 필름(후지 사진 필름(주) 제조)을 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 가늘고 긴 막대형 구조를 갖는 유기 화합물, 그 중에서도 네마틱 액정성을 나타내고, 양의 광학 이방성을 부여하는 분자 구조를 갖는 화합물이나, 액정성을 나타내지 않지만, 전계 또는 자계에 의해 양의 굴절률 이방성을 발현하는 화합물이, 셀룰로오스계 수지 등으로 이루어지는 투명 기재 필름 상에 제막되고, 광학축이 필름 법선 방향으로부터 5∼50° 사이에서 경사지도록 배향시켜 얻어지는 필름도 바람직하게 이용된다. 이 배향은, 1방향뿐만 아니라, 예컨대, 필름의 한 면으로부터 다른 면을 향해 순차적으로 기울기가 커지는, 소위 하이브리드 배향이어도 좋다. 투명 기재 필름에 네마틱 액정 화합물로 이루어지는 층이 형성되고, 광학축이 필름 법선에 대하여 경사져 있는 필름으로는, 예컨대, NH 필름(신닛폰 석유(주) 제조)을 적합하게 이용할 수 있다.

<점착제층>

본 발명의 방현성 편광판을 화상 표시 장치에 접합하기 위한 점착제에는, 아크릴계 중합체나, 실리콘계 중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르 등을 베이스 폴리머로 한 것을 이용할 수 있다. 그 중에서도 아크릴계 점착제와 같이, 광학적인 투명성이 우수하고, 적절한 습윤성이나 응집력을 유지하고, 기재와의 접착성도 우수하고, 나아가 내후성이나 내열성 등을 가져, 가열이나 가습의 조건하에서 들뜸이나 벗겨짐 등의 박리 문제를 일으키지 않는 것을 선택하여 이용하는 것이 바람직하다. 아크릴계 점착제에 있어서는, 메틸기나 에틸기나 부틸기 등의 탄소수가 20 이하인 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산의 알킬에스테르와, (메트)아크릴산이나 (메트)아크릴산히드록시에틸 등으로 이루어지는 관능기 함유 아크릴계 모노머를, 유리 전이 온도가 바람직하게는 25℃ 이하, 더욱 바람직하게는 0℃ 이하가 되도록 배합한, 중량 평균 분자량이 10만 이상인 아크릴계 공중합체가, 베이스 폴리머로서 유용하다.

편광판에 대한 점착제층의 형성은, 예컨대, 톨루엔이나 아세트산에틸 등의 유기 용매에 점착제 조성물을 용해 또는 분산시켜 10∼40 중량%의 용액을 조제하고, 이것을 편광판 상에 직접 도공하여 점착제층을 형성하는 방식이나, 미리 프로텍트 필름 상에 점착제층을 형성해 두고, 그것을 편광판 상에 이착함으로써 점착제층을 형성하는 방식 등에 의해 행할 수 있다. 점착제층의 두께는, 그 접착력 등에 따라 결정되지만, 1∼25 ㎛ 정도의 범위가 적당하다.

<화상 표시 장치>

본 발명은, 또한, 전술한 본 발명의 방현성 편광판과, 화상 표시 소자를 구비하고, 상기 방현성 편광판은, 그 하드 코트층측을 외측으로 하여 화상 표시 소자의 시인측에 배치되는 화상 표시 장치에 관해서도 제공한다.

여기서, 화상 표시 소자는, 상하 기판 사이에 액정이 봉입된 액정셀을 구비하고, 전압 인가에 의해 액정의 배향 상태를 변화시켜 화상의 표시를 행하는 액정 패널이 대표적이다. 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서는, 방현성 편광판은, 화상 표시 소자보다 시인측에 배치된다. 이 때, 방현층의 요철면이 외측(시인측)이 되도록 배치된다. 이와 같이, 본 발명의 방현성 편광판을 구비한 화상 표시 장치는, 방현층이 갖는 표면의 요철에 의해 입사광을 산란하여 비침상을 흐리게 할 수 있어, 우수한 시인성을 부여한다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

(A) 편광 필름의 제조

두께 75 ㎛, 중합도 2400, 비누화도 99.9% 이상의 폴리비닐알콜 필름을, 건식으로 연신 배율 5배로 1축 연신하고, 긴장 상태를 유지한 채로, 물 100 중량부당 요오드를 0.05 중량부 및 요오드화칼륨을 5 중량부 각각 함유하는 수용액에, 온도 28℃에서 60초간 침지했다. 계속해서, 긴장 상태를 유지한 채로, 물 100 중량부당 붕산을 7.5 중량부 및 요오드화칼륨을 6 중량부 각각 함유하는 붕산 수용액에, 온도 73℃에서 300초간 침지했다. 그 후, 15℃의 순수로 10초간 세정했다. 수세한 필름을 긴장 상태로 유지한 채로, 70℃에서 300초간 건조시켜, 편광 필름을 얻었다. 이 편광 필름의 막두께는 23 ㎛였다.

(B) 미세 요철 형성용 금형의 제조

직경 200 mm의 알루미늄 롤(JIS에 의한 A5056)의 표면에 구리 발라드 도금이 실시된 것을 준비했다. 구리 발라드 도금은, 구리 도금층/얇은 은 도금층/표면 구리 도금층으로 이루어지는 것으로, 도금층 전체의 두께는, 약 200 ㎛가 되도록 설정했다. 그 구리 도금 표면을 경면 연마하고, 연마된 구리 도금 표면에 감광성 수지를 도포, 건조시켜 감광성 수지막을 형성했다. 이어서, 도 11에 도시한 패턴(랜덤한 명도 분포를 갖는 패턴으로부터, 특정한 공간 주파수 범위의 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시켜 작성했음)을 반복 배열한 패턴을 감광성 수지막 상에 레이저광에 의해 노광하고, 현상했다. 레이저광에 의한 노광, 및 현상은 Laser Stream FX((주)싱크·래버러토리 제조)를 이용하여 행했다. 감광성 수지막에는 포지티브형의 감광성 수지를 사용했다.

그 후, 염화제2구리액으로 제1 에칭 처리를 행했다. 그 때의 에칭량은 4.5 ㎛가 되도록 설정했다. 제1 에칭 처리 후의 롤로부터 감광성 수지막을 제거하고, 재차, 염화제2구리액으로 제2 에칭 처리를 행했다. 그 때의 에칭량은 12 ㎛가 되도록 설정했다. 그 후, 크롬 도금 가공을 행하여, 금형 A를 제조했다. 이 때, 크롬 도금 두께가 4 ㎛가 되도록 설정했다.

또, 도 11은, 본 실시예에서 이용한 패턴인 화상 데이터의 일부를 나타낸 도면이다. 도 11에 도시한 패턴인 화상 데이터는 33 mm×33 mm의 크기로, 12800 dpi로 작성했다.

도 12는, 도 11에 도시한 패턴을 이산 푸리에 변환하여 얻어진 파워 스펙트럼 G²(f)를 도시한 도면이다. 도 12로부터, 방현 필름 A(실시예 1)의 제조에 사용한 패턴의 1차원 파워 스펙트럼을 공간 주파수에 대한 강도로서 나타냈을 때의 그래프는, 공간 주파수 0.007 ㎛^-1 이상 0.015 ㎛^-1 이하에 제1 극대치를 갖고, 공간 주파수 0.05 ㎛^-1 이상 0.1 ㎛^-1 이하에 제2 극대치를 갖는 것을 알 수 있다.

(C) 방현 필름의 형성

이하의 각 성분이 아세트산에틸에 고형분 농도 60 중량%로 용해되어 있고, 경화 후에 1.53의 굴절률을 나타내는 자외선 경화성 수지 조성물 A를 입수했다.

펜타에리스리톨트리아크릴레이트 60 중량부

다관능 우레탄화아크릴레이트 40 중량부

(헥사메틸렌디이소시아네이트와 펜타에리스리톨트리아크릴레이트의 반응 생성물)

디페닐(2,4,6-트리메톡시벤조일)포스핀옥사이드 5 중량부.

이 자외선 경화성 수지 조성물 A를 두께 40 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름 상에, 건조 후의 도포 두께가 7 ㎛가 되도록 도포하고, 60℃로 설정한 건조기 중에서 3분간 건조시켰다. 건조 후의 필름을, 앞서 얻어진 금형 A의 요철면에, 광경화성 수지 조성물층이 금형측이 되도록 고무 롤로 가압하여 밀착시켰다. 이 상태에서 TAC 필름측으로부터, 강도 20 mW/cm²의 고압 수은등으로부터의 광을 h선 환산 광량으로 200 mJ/cm²가 되도록 조사하여, 광경화성 수지 조성물층을 경화시켰다. 이 후, TAC 필름을 경화 수지째 금형으로부터 박리하여, 표면에 요철을 갖는 경화 수지와 TAC 필름의 적층체로 이루어지는, 투명한 방현 필름 A를 제조했다.

(D) 방현성 편광판의 제조

물 100 중량부에 대하여, (주)쿠라레로부터 판매되고 있는 카르복실기 변성 폴리비닐알콜 「쿠라레포발 KL318」(변성도 2 몰%) 1.8 중량부를 용해시키고, 또한 거기에, 수용성 폴리아미드에폭시 수지인 스미카 켐텍스(주)로부터 판매되고 있는 「스미레이즈레진 650」(고형분 30 중량%의 수용액)을 1.5 중량부 첨가하여 용해시켜, 폴리비닐알콜계 접착제를 제조했다.

방현 필름 A의 방현층이 형성된 측과는 반대측에 비누화 처리한 후, 전술한 바와 같이 조제한 폴리비닐알콜계 접착제를 10 ㎛ 바 코터로 도공하고, 그 위에 앞서 얻어진 편광 필름을 접합했다. 그 후, 80℃에서 5분간 건조시키고, 또한, 상온에서 1일간 양생했다. 이 후, 편광 필름의 방현 필름을 접합한 측과는 반대측에 프로텍트 필름 상에 형성된 두께 15 ㎛의 아크릴계 점착제층을 이착함으로써 점착제층을 형성하여 방현성 편광판 A를 얻었다. 이 방현성 편광판 A의 총두께는 85 ㎛였다.

(E) 액정 표시 장치의 제조

IPS 모드의 액정 표시 소자(즉 화상 표시 소자)가 탑재된 시판되는 노트북 컴퓨터(VAIO SVS15119FJB·S, 소니(주) 제조)의 액정셀의 전면(시인측)으로부터 편광판을 박리하고, 액정셀의 전면에 상기 방현성 편광판 A를, 편광판의 흡수축이 원래 액정셀에 첩부되어 있었던 편광판의 흡수축 방향과 일치하도록 접합하여, 액정 패널을 제조했다. 다음으로, 이 액정 패널을 액정 표시 소자에 복귀시켜, 액정 표시 장치 A(즉 화상 표시 장치)를 제조했다.

<실시예 2>

점착제층의 두께를 25 ㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 방현성 편광판 B와 액정 표시 장치 B를 제조했다. 이 방현성 편광판 B의 총두께는 95 ㎛였다.

<비교예 1>

두께 60 ㎛의 TAC 필름을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 방현 필름 C를 제조했다. 또한, 방현 필름 C를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 방현성 편광판 C와 액정 표시 장치 C를 제조했다. 방현성 편광판 C의 총두께는 105 ㎛였다.

<비교예 2>

직경 300 mm의 알루미늄 롤(JIS에 의한 A5056)의 표면을 경면 연마하고, 연마된 알루미늄면에, 블라스트 장치((주)후지 제작소 제조)를 이용하여, 지르코니아 비드 TZ-SX-17(도소(주) 제조, 평균 입경: 20 ㎛)을, 블라스트 압력 0.1 MPa(게이지압, 이하 동일), 비드 사용량 8 g/cm²(롤의 표면적 1 cm²당 사용량, 이하 동일)로 블라스트하여, 표면에 요철을 형성했다. 얻어진 요철이 형성된 알루미늄 롤에 대하여, 무전해 니켈 도금 가공을 행하여, 금형 B를 제조했다. 이 때, 무전해 니켈 도금 두께가 15 ㎛가 되도록 설정했다. 얻어진 금형 B를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 방현 필름 D를 제조했다. 또한, 방현 필름 D를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 방현성 편광판 D와 액정 표시 장치 D를 제조했다. 방현성 편광판 D의 총두께는 85 ㎛였다.

<비교예 3>

도 15에 도시한 패턴(랜덤한 명도 분포를 갖는 패턴으로부터, 특정한 공간 주파수 범위의 성분을 제거하는 밴드 패스 필터를 통과시켜 작성했음)을 반복 배열한 패턴을 감광성 수지막 상에 레이저광에 의해 노광하고, 제1 에칭 처리에서의 에칭량은 4 ㎛가 되도록 설정하고, 제2 에칭 처리에서의 에칭량은 11 ㎛가 되도록 설정한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 금형 C를 제조하고, 금형 C를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 방현 필름 E를 제조하고, 방현 필름 E를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 방현성 편광판 E와 액정 표시 장치 E를 제조했다. 방현성 편광판 E의 두께는 85 ㎛였다.

[방현성 편광판의 평가]

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 방현성 편광판에 관해, 이하의 평가를 행했다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 도 13, 도 14 및 도 16에, 실시예 1, 2 및 비교예 1∼3에서 제조한 방현성 편광판 A∼E의 표고로부터 계산된 1차원 파워 스펙트럼의 상용 대수 logH²(f)를 도시했다.

[1] 방현성 편광판의 표면 형상의 측정

(표면의 표고의 측정)

3차원 현미경 PLμ2300(Sensofar사 제조)을 이용하여, 방현성 편광판의 표면의 표고를 측정했다. 샘플의 휨을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 요철면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합하고 나서, 측정에 제공했다. 측정시, 대물 렌즈의 배율은 10배로 하여 측정을 행했다. 수평 분해능 Δx 및 Δy는 모두 1.66 ㎛이고, 측정 면적은 1270 ㎛×950 ㎛였다.

(미세 표면 요철의 표고의 파워 스펙트럼)

위에서 얻어진 측정 데이터의 중앙부로부터 512개×512개(측정 면적으로 850 ㎛×850 ㎛)의 데이터를 샘플링하고, 방현성 편광판의 미세 요철 표면의 표고를 2차원 함수 h(x, y)로서 구했다. 2차원 함수 h(x, y)를 이산 푸리에 변환하여 2차원 함수 H(fx, fy)를 구했다. 2차원 함수 H(fx, fy)를 제곱하여 2차원 파워 스펙트럼의 2차원 함수 H²(fx, fy)를 계산하고, 원점으로부터의 거리(f)의 함수인 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 H²(f)를 계산했다. 각 샘플에 관해 5개소의 표면의 표고를 측정하고, 이들의 데이터로부터 계산되는 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 H²(f)의 평균치를 각 샘플의 1차원 파워 스펙트럼의 1차원 함수 H²(f)로 했다.

[2] 방현성 편광판의 광학 특성의 측정

(헤이즈)

방현성 편광판의 전헤이즈는, 방현성 편광판을 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층 형성면과는 반대측의 면에서 유리 기판에 접합하고, 상기 유리 기판에 접합된 방현성 편광판에 관해, 유리 기판측으로부터 광을 입사시키고, JIS K 7136에 준거한 (주)무라카미 색채 기술 연구소 제조의 헤이즈미터 「HM-150」형을 이용하여 측정했다.

(투과 선명도)

JIS K 7105에 준거한 스가 시험기(주) 제조의 사상성 측정기 「ICM-1DP」를 이용하여, 방현성 편광판의 투과 선명도를 측정했다. 이 경우에도, 샘플의 휨을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층의 미세한 요철 형상면이 표면이 되도록 유리 기판에 접합하고 나서, 측정에 제공했다. 이 상태에서 유리측으로부터 광을 입사시키고, 측정을 행했다. 여기서의 측정치는, 암부와 명부의 폭이 각각 0.125 mm, 0.5 mm, 1.0 mm 및 2.0 mm인 4종류의 광학빗을 이용하여 측정된 값의 합계치이다. 이 경우의 투과 선명도의 최대치는 400%가 된다.

(반사 선명도)

JIS K 7105에 준거한 스가 시험기(주) 제조의 사상성 측정기 「ICM-1DP」를 이용하여, 방현성 편광판의 반사 선명도를 측정했다. 이 경우에도, 샘플의 휨을 방지하기 위해, 광학적으로 투명한 점착제를 이용하여 방현층의 미세한 요철 형상면이 표면이 되도록 흑색 아크릴 기판에 접합하고 나서, 측정에 제공했다. 이 상태에서 요철 형상면측으로부터 광을 45°로 입사시키고, 측정을 행했다. 여기서의 측정치는, 암부와 명부의 폭이 각각 0.5 mm, 1.0 mm 및 2.0 mm인 4종류의 광학빗을 이용하여 측정된 값의 합계치이다. 이 경우의 반사 선명도의 최대치는 300%가 된다.

[3] 방현성 편광판의 평가

방현성 편광판을 전면(시인측)에 첨부하여 제조한 액정 표시 장치를 명실 내에서 흑표시 상태로 하고, 비침 상태, 바램을 육안으로 관찰했다. 다음으로, 명실 내에서 백표시 상태로 하고, 번쩍임에 관해서도 육안으로 관찰했다. 비침 상태, 바램, 번쩍임에 관한 평가 기준은 이하와 같다.

(비침)

1: 비침이 관찰되지 않는다.

2: 비침이 조금 관찰된다.

3: 비침이 명료하게 관찰된다.

(바램)

1: 바램이 관찰되지 않는다.

2: 바램이 조금 관찰된다.

3: 바램이 명료하게 관찰된다.

(번쩍임)

1: 번쩍임이 관찰되지 않는다.

2: 극히 약간 번쩍임이 관찰된다.

3: 상당히 번쩍임이 관찰된다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 방현성 편광판 A∼C(실시예 1 및 2, 비교예 1)에 관해, 표고의 파워 스펙트럼의 상용 대수의 공간 주파수에 관한 2차 도함수 d²logH²(f)/df²는 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 0 미만이고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 0보다 컸다. 이로부터, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 방현성 편광판 A∼C의 표고의 파워 스펙트럼의 상용 대수를 공간 주파수에 대한 강도로서 나타낸 그래프는, 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 위로 볼록한 형상을 갖고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 아래로 볼록한 형상을 갖고 있었다.

한편, 방현성 편광판 D(비교예 2)에 관해, 표고의 파워 스펙트럼의 상용 대수의 공간 주파수에 관한 2차 도함수 d²logH²(f)/df²는 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 0보다 크고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 0 미만이었다. 그 결과, 도 14에 도시한 바와 같이 방현성 편광판 D의 파워 스펙트럼의 상용 대수를 공간 주파수에 대한 강도로서 나타낸 그래프는, 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 아래로 볼록한 형상을 갖고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 위로 볼록한 형상을 갖고 있었다.

또한, 방현성 편광판 E(비교예 3)에 관해, 표고의 파워 스펙트럼의 상용 대수의 공간 주파수에 관한 2차 도함수 d²logH²(f)/df²는 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 0보다 크고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서도 0보다 컸다. 그 결과, 도 16에 도시한 바와 같이 방현성 편광판 E의 파워 스펙트럼의 상용 대수를 공간 주파수에 대한 강도로서 나타낸 그래프는, 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 아래로 볼록한 형상을 갖고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서도 아래로 볼록한 형상을 갖고 있었다.

본 발명의 요건을 만족하는 방현성 편광판 A 및 B(실시예 1 및 2)는 저헤이즈임에도 불구하고, 필요 충분한 방현성과 우수한 번쩍임 억제 효과를 발현했다. 한편, 방현성 편광판 A 및 B와 동일한 공간 주파수 특성을 나타내는 방현성 편광판 C(비교예 1)도 필요 충분한 방현성을 나타냈지만, 편광판의 두께가 105 ㎛이기 때문에, 번쩍임이 관찰되었다. 또한, 표고의 파워 스펙트럼의 상용 대수를 공간 주파수에 대한 강도로서 나타낸 그래프가, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 위로 볼록한 형상을 갖고 있었던 방현성 편광판 D(비교예 2)는 번쩍임이 강하게 관찰되었다. 또한, 표고의 파워 스펙트럼의 상용 대수를 공간 주파수에 대한 강도로서 나타낸 그래프가, 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 아래로 볼록한 형상을 갖고 있었던 방현성 편광판 E(비교예 3)는 비침이 발생하고, 방현성이 불충분했다.

1: 방현성 편광판, 101: 편광 필름, 102: 방현층, 103: 가상적인 평면, 2: 미세한 요철, 3: 투영면, 5: 주법선 방향, 6: 국소적인 법선, 6a∼6d: 폴리곤면의 법선 벡터, 7: 금형용 기재, 8: 연마 공정에 의해 연마된 금형용 기재의 표면, 9: 감광성 수지막, 10: 노광된 영역, 11: 노광되지 않은 영역, 12: 마스크, 13: 마스크가 없는 영역, 15: 제1 표면 요철 형상(제1 에칭 공정 후의 금형용 기재 표면의 요철 형상), 16: 제2 표면 요철 형상(제2 에칭 공정 후의 금형용 기재 표면의 요철 형상), 17: 크롬 도금층, 18: 크롬 도금층의 표면.

Claims (4)

1. 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광 필름과, 상기 편광 필름 상에 형성된 방현층을 포함하고, 전헤이즈가 1% 이하이며, 또한, 두께가 100 ㎛ 이하인 방현성 편광판으로서,
   상기 방현층은, 상기 편광 필름과 반대측에 미세한 요철을 갖는 미세 요철 표면을 구비하고,
   상기 미세 요철 표면의 표고의 1차원 파워 스펙트럼 H²(f)의 상용 대수의 공간 주파수 f에 관한 2차 도함수 d²logH²(f)/df²가, 공간 주파수 0.01 ㎛^-1에 있어서 0 미만이고, 공간 주파수 0.02 ㎛^-1에 있어서 0보다 큰 것을 특징으로 하는 방현성 편광판.
2. 제1항에 있어서, 상기 미세 요철 표면 중, 경사 각도가 5° 이상인 미소면의 비율이 1% 미만인 방현성 편광판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미세 요철 표면의 최대 단면 높이(Rt)가 0.3 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하인 방현성 편광판.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 방현성 편광판이, 상기 미세 요철 표면의 반대측이 액정셀에 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
   

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