KR100508221B1

KR100508221B1 - 광학 시트 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100508221B1
Application number: KR10-2002-0019182A
Authority: KR
Inventors: 무라따마꼬또; 히가시겐사꾸
Original assignee: 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: US6841237B2; JP3686348B2; JP2002311214A; TW531665B; KR20020079529A; US20020172810A1

Abstract

본 발명은 높은 광투과성과 균일한 광확산성을 겸비하여, 그들의 특성이 충분히 발현되는 광학 시트를 제공한다. 본 발명의 광학 시트 (1) 은 투명 수지층 (2), (3) 과, 이들 사이에 단입자층의 상태로 매몰된 투명 미립자 (4) 로 이루어지는 미립자층 (5) 를 갖고, 상기 투명 수지층 (2), (3) 의 굴절율과 투명 미립자 (4) 의 굴절율이 다른 것을 특징으로 한다. 광학 시트는 기체 위에 적어도 일시적으로 점착성을 갖는 투명 수지층을 형성하는 공정과, 이 투명 수지층 위에 투명 미립자를 단입자층의 상태로 전면에 깔고, 고정시켜 미립자층을 형성하는 공정과, 이 미립자층 위에 투명 수지층을 적층하는 공정을 포함하는 방법으로 제조할 수 있다.

Description

광학 시트 및 그의 제조방법 {OPTICAL SHEET AND PROCESS FOR PRODUCTION OF THE SAME}

본 발명은 예컨대 LCD (액정 디스플레이), EL (Electro-luminescence) 디스플레이, FED (Field Emission Display) 등의 디스플레이에 바람직하게 사용되고, 특히 이들 디스플레이의 휘도 불균일 방지, 콘트라스트 향상, 광시야각화(廣視野角化)에 우수한 효과를 발휘하는 광학 시트에 관한 것이다.

LCD, EL, FED 등의 디스플레이는 최근 개발이 눈부시다. 특히 LCD 는 노트 북 컴퓨터, 휴대단말 등 다양한 분야에 보급되고 있으며 앞으로의 기대도 크다.

이 LCD 는 액정패널을 조명하는 빛의 도입방식에 따라 크게 반사형과 투과형으로 분류된다. 반사형은 반사율이 높은 알루미늄이나 은의 박막 등을 부착한 반사판을 액정패널의 배면에 배치하고, 디스플레이 표면측으로부터 입사하는 외광을 반사판으로 반사시켜 액정패널을 조명하여 액정 화상을 얻는 방식이다. 한편 투과형은 액정패널의 배면에 배치된 백라이트 유닛에 의해 액정패널을 조명하는 방식이다.

반사형 LCD 는 알루미늄이나 은의 바탕색이 나와 콘트라스트가 악화되는 것을 방지하기 위해, 액정패널과 반사판 사이에 빛을 적절히 확산시키는 매체를 개장(介裝)하여 배경색을 페이퍼 화이트 색에 가깝게 하고 있다.

또한, 투과형 LCD 는 백라이트 유닛을 구성하는 아크릴 도광판 위에 형성된 광산란성의 인쇄패턴이 나와 시인성이 악화되는 것을 방지하기 위해 액정패널과 백라이트 유닛 사이에 빛을 적절하게 확산시키는 매체를 개장하여 균일한 면상의 빛이 액정패널을 조명하는 구성으로 되어 있다.

이 같이 반사형, 투과형의 어느 방식에서나 대체로 광확산성 매체 (이하 광확산체로 나타냄) 가 사용되고 있다. 이런 광확산체로는 결착 수지 중에 미립자를 분산시켜 층내부에 광산란시키는 내부 광확산체, 수지 표면을 조면화하여 오목볼록형상으로 만들어 빛을 확산시키는 외부 광확산체, 및 결착 수지 표면에 입자의 일부를 돌출시켜 오목볼록을 만들고, 내부/외부 양방에서 빛을 확산시키는 내부·외부 광확산체 등이 있다.

그러나, 상기 내부 광확산체에서는 전체적으로 광선 투과율이 낮다는 문제가 있다. 즉, 내부 광확산체를 구성하는 투명 수지 중에는 미립자가 랜덤하게 분산되어 있고, 광선이 투명 수지 중을 통과할 때, 다수의 미립자가 통과하기 때문에, 여분의 광산란이 생기고, 결과적으로 광투과성이 저하된다는 문제가 있다.

또한, 외부 광확산체 및 내부·외부 광확산체에는 표면의 오목볼록에 의해 광선을 확산시키는 정도가 변하기 때문에, 광확산성에 불균일이 많이 관찰된다는 문제가 있다. 이런 광확산성의 불균일을 적게 하기 위해서는 오목볼록의 높낮이 또는 피치를 일정하게 할 필요가 있지만 이는 매우 어려운 문제이다. 또한, 표면에 오목볼록이 형성되어 있기 때문에, 부착된 오염이 좀처럼 제거되지 않는다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 높은 광투과성과 균일한 광확산성을 겸비하여, 그들의 특성이 충분히 발현되는 광학 시트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 광학 시트는, 액정 디스플레이에 있어서의 백라이트 유닛 또는 반사판과 액정셀 사이에 배치하기 위한 광학시트로서, 광투과성 수지층과 이 상기 광투과성 수지층 중에 단입자층의 상태로 매몰된 투명 미립자로 이루어지는 미립자층을 갖고, 상기 광투과성 수지층은 2 개의 투명 수지층으로 이루어지고, 상기 투명 수지층의 경계면에 상기 미립자층이 형성되어 있으며, 상기 2 개의 광투과성 수지층의 적어도 하나의 투명 수지층의 굴절율과 상기 투명 미립자의 굴절율이 다른 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광학 시트에 의하면 입사한 광선이 투명 미립자 중을 통과하는 회수를 1 회로 한정함으로써, 종래의 내부 광확산체와 같이 여분의 광산란을 일으키지 않고, 또한 외부 광확산체와 같이 표면의 오목볼록도 존재하지 않기 때문에 높은 광투과성과 균일한 광확산성을 발휘시킬 수 있다.

본 발명의 광학 시트에서, 상기 광투과성 수지층은 2 개의 투명 수지층으로 이루어지고, 이들 투명 수지층의 경계면에 상기 미립자층이 형성될 수도 있다.

또한, 투명 수지층의 적어도 일방 (一方) 의 표면에 기체 (基體) 가 적층될 수도 있다.

또한, 상기 기체는 투광성 기체일 수도 있다. 또한, 상기 기체는 이형지(離型紙) 또는 이형 필름일 수도 있다.

또한, 투명 수지층의 적어도 일방은 점착제로 형성될 수도 있다.

본 발명의 광학 시트의 제조방법은, 액정 디스플레이에 있어서의 백라이트 유닛 또는 반사판과 액정셀 사이에 배치하기 위한 광학 시트의 제조방법으로서, 기체 위에 적어도 일시적으로 점착성을 갖는 제 1 투명 수지층을 형성하는 공정; 상기 제 1 투명 수지층 위에 투명 미립자를 단입자층의 상태로 전면 (全面) 에 깔고, 가압매체에 의해 투명 미립자에 타격을 가하여 투명 미립자를 매몰하여 미립자층을 형성하는 공정; 및 상기 미립자층 위에 제 2 투명 수지층을 적층하는 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 광학 시트의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 이 광학 시트 (1) 은 광투과성 수지층을 구성하는 투명 수지층 (2), (3) 과 투명 미립자 (4) 로 이루어지는 미립자층 (5) 로 이루어지고, 이들 투명 미립자 (4) 는 두께방향으로 겹치는 일 없이 투명 수지층의 표면에 대해 평행하게 고밀도로 배열되어 2 개의 투명 수지층 사이에 매몰된 상태의 단입자층을 형성하고 있다.

여기서 말하는「단입자층」이란 투명 미립자 (4) 가 양측의 투명 수지층 사이에 두께방향으로 겹치지 않고, 될 수 있는 한 균일하게 나열되어 있는 상태를 말한다.

투명 미립자 (4) 는 투명할 필요가 있으며, 또한 구 (球) 상이며 그의 굴절율이 1.42 내지 1.60 의 범위에 있는 것이 높은 광투과성을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 이 같은 투명 미립자로는 예컨대 실리카, 유리분말, 석영 등의 무기 충전제, 아크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리에틸렌 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리불화비닐리덴, 테프론, 디비닐벤젠 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 아세트산 셀룰로스, 나일론, 셀룰로스, 벤조구아나민 수지, 멜라민 수지 등의 유기 미립자를 사용할 수 있다.

투명 미립자 (4) 의 입자직경은 1 내지 50㎛ 인 것이 바람직하고, 특히 액정 디스플레이 등에 사용하는 경우에는 1 내지 10㎛ 가 보다 바람직하다. 그리고, 투명 미립자는 광투과성이 높은 것이라면 반드시 무색일 필요는 없으며, 착색된 것도 사용할 수 있다.

투명 수지층 (2), (3) 을 구성하는 수지로는 광학적으로 투명한 수지이고, 적어도 일시적으로 점착성을 갖고, 또한 상기 투명 미립자 (4) 와는 굴절율이 상이한 것을 사용할 수 있다. 상기 투명수지의 굴절율이 투명 미립자의 굴절율과 다르지 않을 경우에는 충분한 확산성을 얻을 수 없다.

또한 이런 수지로는, 빛이 투과되는 것이라면, 투명하지 않은 것도 사용할 수 있지만, 이들 수지의 투명성은 높은 것일수록 양호하며, 광선 투과율 (JIS C6714) 이 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상의 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 그리고, 투명수지가 광투과성이 높다면, 수지 자신이 착색되어 있거나 염료나 안료로 착색된 것이라도 사용할 수 있다.

또한, 여기서 적어도 일시적으로 점착성을 갖는다라는 것은 투명 미립자를 투명수지의 점착력에 의해 부착시키고, 이것을 고정시킨다는 하기의 광학 시트의 제조방법에서 요구되는 특성이다.

이 특성을 만족하는 재료로는 우선 종시 (終始) 점착성을 갖는 이른바 점착제를 들 수 있는데, 그 밖에 가열시에 점착성을 나타내는 수지, 용제를 함유시킴으로써 점착성을 나타내는 수지, 빛이나 열로 경화되는 수지 등을 사용할 수 있다.

이들 수지로는 예컨대 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 셀룰로스 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다. 또한 이들은 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용해도 된다. 또한 2 종류의 수지를, 투명 미립자로 이루어지는 미립자층을 경계로 그 상하에 적층시켜 광학 시트를 제작하는 경우에는, 그의 적어도 일방의 굴절율이 투명 미립자의 굴절율과 달라야 한다.

또한, 투명 수지층 (2), (3) 의 굴절율은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 동일하건 상이하건간에 높은 광투과성을 얻기 위해서는, 투명 수지층 (2), (3) 의 굴절율은 1.40 내지 1.70 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

투명 수지층 (2), (3) 의 두께는 투명 수지층 (2), (3) 의 표면에 미립자층 (5) 의 투명 미립자 (4) 에 기인하는 오목볼록이 나타나지 않는 한 특별히 한정되지 않는다. 또한 투명 수지층은 미립자층 (5) 의 양측에서 두께가 달라도 된다.

이와 같은 광학 시트 (1) 에서, 투명 미립자 (4) 가 단입자층의 상태로 매몰됨으로써, 투명 수지층 (2), (3) 표면으로부터 입사되는 광선은 투명 미립자 (4) 를 통과할 때에 확산하게 되지만, 한 번 밖에 통과하지 않기 때문에 여분의 산란을 하지 않으며, 결과적으로 높은 광투과성을 얻을 수 있다. 또한, 투명 수지층 (2), (3) 의 굴절율, 투명 미립자 (4) 의 크기나 굴절율을 변경함으로써, 광확산성을 조정할 수 있다.

그리고, 본 발명의 광학 시트는 도 1 에 예시하는 광학 시트 (1) 에 한정되지 않고, 도 2 에 나타내는 바와 같이 일방의 투명 수지층 (3) 의 표면에 기체 (6) 이 적층되어 있는 광학 시트 (10), 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 투명 수지층 (2) 및 투명 수지층 (3) 의 표면에 각각의 기체 (6), (6) 이 적층되어 있는 광학 시트 (11) 일 수도 있다. 또한, 광학 시트를 구성하는 투명 수지층의 적어도 일방에 점착제를 사용하고, 이에 접하는 기체로서 이형 필름 또는 이형지를 사용할 수도 있다. 이와 같은 광학 시트는 기체를 벗김으로써, 광학 시트 자체를 점착부재로서 사용할 수 있다. 그리고, 그 자체가 점착성을 갖고 있으므로, LCD 등의 조립시에 액정 셀이나 백라이트 유닛과의 접착을 위해, 별도로 점착층 등 형성할 필요가 없어 작업효율이 양호해진다. 또한 이형 필름 또는 이형지로 표면이 덮여 있으므로, LCD 등의 조립 작업까지의 취급성이 좋다.

기체 (6) 으로는 투명한 필름이 바람직하게 사용될 수 있다. 빛이 투과되는 것이라면 투명하지 않은 것도 사용할 수 있지만, 이들 투과성 기체의 투명성은 높은 것일수록 양호하며, 광선 투과율 (JIS C6714) 이 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상인 것, 또한 헤이즈값 (JIS K7105) 이 3.0 이하, 보다 바람직하게는 1.0 이하, 가장 바람직하게는 0.5 % 이하인 것, 나아가서는 굴절율이 1.40 내지 1.80 인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 트리아세틸셀룰로스, 폴리알레이트, 폴리이미드, 폴리에테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 셀로판, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알코올 등으로 이루어지는 각종 수지필름을 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 필름에 한정되지 않고, 상기 수지로 이루어지는 수지판이나 석영유리, 소다 유리 등의 유리 재료로 이루어지는 시트상 부재도 사용할 수 있다. 그리고, 기체로서 이형지나 이형 필름 등과 같이 사용시에 벗기는 것을 사용하는 경우에는 투명할 필요는 없다. 기체 (6) 의 두께는 경량화의 관점에서 얇은 편이 바람직하지만, 그의 생산성을 고려하면 0.5㎛ 내지 1㎜ 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명의 광학 시트의 제조방법을 도 2 의 광학 시트 (10) 을 예로 설명한다.

우선 기체 (6) 의 편면 (片面) 에 투명 수지층 (3) 을 형성하는 수지를 적절히 용매에 용해시킨 도료를 도포·건조시키고, 투명 수지층 (3) 을 적층시킨다. 도포방법으로는 에어 닥터 코팅, 바코팅, 블레이드 코딩, 나이프 코팅, 리버스 코팅, 트랜스퍼 롤코팅, 그라비어 롤코팅, 키스 코팅, 캐스트 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 오리피스 코팅, 캘린더 코팅, 전착 코팅, 딥 코팅, 다이 코팅 등의 코팅법이나 플렉소 인쇄 등의 볼록판 인쇄, 다이렉트 그라비어 인쇄, 오프셋 그라이어 인쇄 등의 오목판 인쇄, 오프셋 인쇄 등의 평판인쇄, 스크린 인쇄 등의 구멍판 인쇄 등과 같은 인쇄법을 들 수 있다.

다음에, 투명 수지층 (3) 의 표면에 투명 미립자 (4) 를 부착시킨다. 이 시점에서 투명 수지층 (3) 은 점착성을 가져야만 한다. 투명수지로서 점착제를 사용하는 경우에는 그대로 투명 미립자 (4) 의 부착이 가능하지만, 점착제 이외의 투명수지를 사용하는 경우에는 투명 미립자 (4) 의 부착 직전에 가열이나 용제 도포 등에 의해 투명 수지층 (3) 의 표면에 점착성을 발현시킬 필요가 있다. 투명 미립자 (4) 를 부착시키는 방법으로는 투명 미립자 (4) 를 투명 수지층 (3) 위에 직접 산포하는 방법 ; 에어 스프레이에 의해 분무하는 방법 ; 투명 미립자를 부착시킨 브러시나 롤 등으로부터 전사하는 방법 ; 또는 투명 미립자를 용제에 분산시킨 후에 코팅하는 방법 등을 들 수 있다. 특히 유동조 (流動槽) 를 사용한 유동침지법이 균일하게 투명 미립자를 부착시키는 점에서 바람직하다. 그리고, 여기서는 투명 미립자 (4) 가 투명 수지층 (3) 의 표면에 투명수지의 점착력에 의해 단지 부착되어 있으면 된다.

그 후, 부착된 투명 미립자 (4) 를 가압하여 투명 수지층 (3) 에 매몰한다. 가압 수단으로는 고무제의 가압롤러, 가압매체에 의한 타격 등이 채용된다. 가압은 투명 수지층 (3) 에 부착된 투명 미립자 (4) 에 대해 균일하게 할 필요가 있다. 따라서, 가압매체로서 구상의 입자를 사용하고, 진동에 의해 투명 미립자에 타격을 가하는 방법이 바람직하다. 그리고, 가압매체의 크기로는 투명 미립자 (4) 의 입자직경이나 재질에 따라 적절히 선택되는데, 대략 0.3 내지 2.0㎜ 정도의 유리 비즈나 세라믹 비즈가 적당하다.

또한 투명 수지층 (3) 에 매몰되지 않고 부착된 채로 되어 있는 여분의 투명 미립자 (4) 를 흐르는 물 등으로 씻어 제거하여 투명 수지층 (3) 의 표면에 투명 미립자 (4) 가 단입자층의 상태로 전면에 깔린 미립자층 (5) 를 형성한다.

마지막으로 단입자층의 상태로 전면에 깔리고, 고정된 미립자층 (5) 위에 투명 수지층 (2) 를 적절히 용매에 용해한 도료나 잉크를 도장이나 인쇄의 수법에 의해 형성하고, 필요하다면 가열이나 UV 조사 등에 의한 경화를 행하여 광학 시트 (10) 을 제작한다.

그리고, 투명 수지층 (2), (3) 의 수지는 각각 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또한 다른 방법으로서 미립자층 (5) 위에 투명 수지층 (2) 를 형성하는 수지를 도포하는 대신에 미리 별도의 기체 (6) 에 도포해 놓은 투명 수지층 (2) 를 미립자층 (5) 위에 라미네이트함으로써, 광학 시트 (11) 을 제조할 수도 있다.

또한 본 발명의 광학 시트는 투명 미립자 (4) 가 단입자층의 상태로 매몰되어 있는데, 투명 미립자 (4) 사이에는 틈새가 존재하므로 그 틈새로 공기가 말려드는 것을 방지하기 위해 양측의 투명수지를 그 틈새에 충전할 필요가 있다. 이를 위해서는 상기 투명 미립자 (4) 의 투명 수지층 (3) 으로의 매몰공정에 있어서, 투명 미립자 (4) 의 체적의 1/2 이상을 투명 수지층 (3) 에 매몰해 두거나, 미립자층 (5) 위에 도장이나 인쇄 방식으로 형성하는 도료나 잉크로서, 미립자층 (5) 의 틈새에 충분히 침투할 수 있도록 점도를 낮게 조정한 것을 사용하는 것 등이 행해진다.

또한, 기체를 형성하지 않는 구성의 광학 시트에 대해서는 이형 필름 등을 임시 기체로서 사용하고, 그 위에 상기 방법으로 투명 수지층 (3), 미립자층 (5) 및 투명 수지층 (2)를 적층한 후, 임시 기체를 박리하는 방법으로 제작할 수 있다.

다음에, 본 발명의 광학 시트의 사용예에 대해 설명한다.

도 4 는 본 발명의 광학 시트를 사용한 투과형 액정 디스플레이의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 이 투과형 액정 디스플레이는 백라이트 유닛 (20) 과 편광판 (21), (21) 에 끼워진 액정 셀 (22) 사이에 광학 시트 (1) 이 삽입된 구조의 것이다.

이 같은 투과형 액정 디스플레이는 광학 시트 (1) 이 백라이트 유닛 (20) 의 빛을 효율적으로 투과하면서 효율적으로 빛을 확산시킬 수 있다. 따라서, 높은 광투과성을 유지하면서 백라이트 유닛을 구성하는 아크릴 도광판이나 인쇄 패턴이나 프리즘 시트의 패턴이 나와 시인성 (視認性) 이 악화되는 것을 방지할 수 있다.

실시예

다음에, 본 발명을 실시예에 의해 설명한다.

[실시예 1]

UV 경화형 수지 (상품명 : 아로닉스 UV-3300, 토아고오세이사 제조, 경화후의 굴절율 1.51) 를 메틸이소부틸케톤 (MIBK) 으로 희석하여 도료를 제조한다.

기체 (6) 으로서 두께 80㎛ 의 트리아세틸셀룰로스 필름 (상품명 : 후지 택 UVD80, 굴절율 1.49, 전광선 투과율 92.4%, 헤이즈값 0.15, 후지사진필름사 제조) 을 사용한다. 이 기체 (6) 의 편면 위에 상기 도료를 건조후의 두께가 11㎛ 가 되도록 리버스 코팅기로 도장하고, 100℃ 에서 2 분간 건조시켜 경화후의 굴절율이 1.51 이 되는 투명 수지층 (3) 을 형성한다.

다음에, 투명 수지층 (3) 위에 투명 미립자 (4) 를 전면에 까는 처리를 한다. 투명 미립자 (4) 로서 평균입자직경 4.5㎛, 굴절율 1.42 의 메틸실리콘 미립자 (상품명 : 토스팔 145, GE 토시바 실리콘사 제조) 를 사용한다. 우선, 이 투명 미립자가 들어 있는 유동조에, 투명 수지층 (3) 이 형성된 기체 (6) 을 통과시키고, 투명 수지층 (3) 의 표면에 투명 미립자 (4) 를 부착시킨다. 또한 가압 매체로서 입자직경 0.5㎜ 의 진구(眞球)상 지르코니아구를 용기에 넣고, 이 용기에 진동을 가한 상태에서, 투명 미립자 (4) 가 부착된 기체를 용기속에 살짝 담그고, 투명 미립자 (4) 를 투명 수지층 (3) 중에 매몰한다. 다음에, 흐르는 물로 세정하고, 여잉의 투명 미립자 (4) 를 제거한 후, 자외선 조사에 의한 투명 수지층 (3) 의 경화를 행하고, 투명 수지층 (3) 의 표면에 투명 미립자 (4) 가 단입자층의 상태로 전면에 깔린 미립자층 (5) 를 형성한다.

또한, 미립자층 (5) 위에 상기 도료를 건조후의 두께가 11㎛ 가 되도록 블레이드 코팅기로 도장하고, 100℃ 에서 2 분간 건조시킨 후, 자외선 조사에 의해 경화시켜 투명 수지층 (2) 를 형성하고, 도 2 에 나타내는 바와 같은 실시예 1 의 광학 시트를 얻는다.

[실시예 2]

굴절율 1.47 의 부틸아크릴레이트계 점착제 (상품명 : H-6F, 소껭카가꾸사 제조) 100 중량부에 3 관능 이소시아네이트 (상품명 : D-90, 소껭카가꾸사 제조) 0.3 중량부를 첨가하고, 얻어진 혼합물을 MIBK 로 희석하여 도료를 제조한다.

기체 (6) 으로서 두께 80㎛ 의 트리아세틸셀룰로스 필름 (상품명 : 후지 택 UVD80, 굴절율 1.49, 전광선 투과율 92.4%, 헤이즈값 0.15, 후지사진필름사 제조) 을 사용한다. 이 기체 (6) 의 편면 위에 상기 도료를 건조후의 두께가 11㎛ 가 되도록 리버스 코팅기로 도장하고, 100℃ 에서 2 분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 1 일간 숙성시켜 투명 수지층 2 (또는 3) 을 형성한다. 이 시트를 2 장 제작한다.

다음에, 투명 수지층 (3) 의 표면에 투명 미립자 (4) 를 전면에 까는 처리를 실시예 1 과 동일하게 하여 미립자층 (5) 를 형성한다.

마지막으로, 미립자층 (5) 위에 투명 수지층 (2) 를 형성한 기체 (6) 을 투명 수지층 (2) 측이 미립자층 (5) 에 접촉하도록 라미네이트하고, 도 3 에 나타내는 바와 같은 실시예 2 의 광학 시트를 제작한다.

[실시예 3]

메틸실리콘 미립자 대신에 평균입자직경 5.0㎛, 굴절율 1.59 의 폴리스티렌 미립자 (상품명 : TS-50, 소껭카가꾸사 제조) 를 사용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 조작하여 실시예 3 의 광학 시트를 얻는다.

[실시예 4]

기체 (6) 으로서 두께 80㎛ 의 트리아세틸셀룰로스 필름 (상품명 : 후지 택 UVD80, 굴절율 1.49, 전광선 투과율 92.4%, 헤이즈값 0.15, 후지사진필름사 제조) 을 사용한다. 이 기체 (6) 의 편면 위에 상기 도료를 건조후의 두께가 11㎛ 가 되도록 리버스 코팅기로 도장하고, 100℃ 에서 2 분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 1 일간 숙성시켜 투명 수지층 (3) 을 형성한다. 그 후, 투명 수지층 (3) 위에 투명 미립자 (4) 를 전면에 까는 처리를 실시예 1 과 동일하게 하여 미립자층 (5) 를 형성한다.

마지막으로, 미립자층 (5) 위에 상기 도료를 건조후의 두께가 11㎛ 가 되도록 블레이드 코팅기로 도장하고, 100℃ 에서 2 분간 건조시킨 후, 자외선 조사에 의해 경화시켜 투명 수지층 (2) 를 형성하고, 도 2 에 나타내는 바와 같은 실시예 4 의 광학 시트를 얻는다.

[비교예 1]

UV 경화형 수지 (상품명 : 아로닉스 UV-3300, 토아고오세이사 제조, 경화후의 굴절율 1.51) 100 중량부에, 투명 미립자 (4) 로서 평균입자직경 4.5㎛, 굴절율 1.42 의 메틸실리콘 미립자 (상품명 : 토스팔 145, GE 토시바 실리콘사 제조) 12.5 중량부를 첨가하고, 얻어진 혼합물을 MIBK 로 희석하여 도료를 제조한다.

두께 80㎛ 의 트리아세틸셀룰로스 필름 (상품명 : 후지 택 UVD80, 굴절율 1.49, 전광선 투과율 92.4%, 헤이즈값 0.15, 후지사진필름사 제조) 의 편면 위에 상기 도료를 건조후의 두께가 25㎛ 가 되도록 리버스 코팅기로 도장하고, 100℃ 에서 2 분간 건조시킨 후, 자외선 조사에 의해 경화시킨다. 이 같이 하여 투명 수지층의 단위체적 당 투명 미립자 함유량이 실시예 1 의 광학 시트에 있어서의 것과 동등한 비교예 1 의 광학 시트를 얻는다. 이 광학 시트는 도 5 에 나타낸 바와 같이 투명 수지층 (12) 중에 투명 미립자 (4) 가 랜덤하게 분산된 것이었다.

[비교예 2]

굴절율 1.47 의 부틸아크릴레이트계 점착제 (상품명 : H-6F, 소껭카가꾸사 제조) 100 중량부에 투명 미립자로서 비교예 1 의 메틸실리콘 미립자 4.5 중량부 및 3 관능 이소시아네이트 (상품명 : D-90, 소껭카가꾸사 제조) 0.3 중량부를 첨가하고, 얻어진 혼합물을 MIBK 로 희석하여 도료를 제조한다.

두께 80㎛ 의 트리아세틸셀룰로스 필름 (상품명 : 후지 택 UVD80, 굴절율 1.49, 전광선 투과율 92.4%, 헤이즈값 0.15, 후지사진필름사 제조) 의 편면 위에, 상기 도료를 건조후의 두께가 25㎛ 가 되도록 리버스 코팅기로 도장하고, 100℃ 에서 2 분간 건조시켜 투명 수지층 (12) 를 형성한다. 다음에, 동일한 두께 80㎛ 의 트리아세틸셀룰로스 필름 (상품명 : 후지 택 UVD80) 을 투명 수지층 (12) 위에 라미네이트한 후, 60℃ 에서 1 일간 숙성시켜 투명 수지층의 단위체적 당 투명 미립자 함유량이 실시예 2 의 광학 시트에 있어서의 것과 동등한 비교예 2 의 광학 시트를 얻는다. 이 광학 시트는 도 6 에 나타내는 바와 같이 투명 수지층 (12) 중에 투명 미립자 (4) 가 랜덤하게 분산된 것이었다.

[비교예 3]

비교예 2 에서의 메틸실리콘 미립자 대신에 평균입자직경 5.0㎛, 굴절율 1.59 의 폴리스티렌 미립자 (상품명 : TS-50, 소껭카가꾸사 제조) 를 3.7 중량부 첨가한 것 이외에는 비교예 2 와 동일하게 조작하여 투명 수지층의 단위체적 당 투명 미립자 함유량이 실시예 3 의 광학 시트에서의 것과 동등한 비교예 3 의 광학 시트를 얻는다.

[비교예 4]

기체 (6) 으로서 두께 80㎛ 의 트리아세틸셀룰로스 필름 (상품명 : 후지 택 UVD80, 굴절율 1.49, 전광선 투과율 92.4%, 헤이즈값 0.15 후지사진필름사 제조) 을 사용한다. 이 기체 (6) 의 편면 위에 상기 도료를 건조후의 두께가 11㎛ 가 되도록 리버스 코팅기로 도장하고, 100℃ 에서 2 분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 1 일간 숙성시켜 투명 수지층 (3) 을 형성한다. 다음으로, 투명 미립자 (4) 를 전면에 까는 처리까지를 실시예 1 과 동일하게 하여 도 7 에 나타내는 바와 같은 미립자층 표면에 투명 수지층을 형성하지 않는 비교예 4 의 광학 시트를 얻는다.

[평가]

(광학특성시험)

상기 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 4 의 각각의 광학 시트에 대해 도 8 과 같이 60㎜ ×80㎜ 의 광학 시트의 네 귀퉁이 및 중앙의 5 점에 대해 편면으로부터 입사광을 조사한 경우의 전광선 투과율 : Tt(%), 헤이즈값 : ㎐(%), 및 5 점의 헤이즈값의 최대값과 최소값의 차이 : Δ㎐(%) 를 닛뽕덴쇼꾸고오교사 제조, NDH 2000 을 사용하여 측정한다.

	Tt(%)	㎐(%)	Δ㎐(%)
실시예 1	95.6	80.6	0.2
실시예 2	94.7	67.7	0.3
실시예 3	94.4	81.7	0.2
실시예 4	95.8	83.9	0.1
비교예 1	92.3	71.0	1.1
비교예 2	92.1	61.9	1.3
비교예 3	92.9	70.3	1.0
비교예 4	95.3	68.5	3.5

표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3 의 광학 시트는 내부 광확산체인 비교예 1 내지 3 의 광학 시트에 비해 전광선 투과율, 헤이즈값 모두 높은 값을 나타내고, 헤이즈값의 편차도 작게 되어 있다. 또한 실시예 4 의 광학 시트에서도 높은 전광선 투과율을 나타내고 있다. 또한 외부 광확산체인 비교예 4 의 경우에 비해 헤이즈값의 편차가 매우 작다. 즉, 투명 미립자를 단입자층의 상태로 갖는 본 발명의 광학 시트는 투명 미립자가 랜덤하게 분산되어 있는 종래의 내부 광확산체에 비해, 보다 효율적으로 광선을 투과, 확산시킬 수 있고, 또한 외부 광확산체에 비해, 보다 균일하게 광선을 확산시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 광학 시트는 투명 수지층과 미립자층을 갖고, 상기 투명 수지층과 투명 미립자층의 굴절율이 다르므로, 입사한 광선이 투명 미립자 중을 통과하는 회수를 1 회로 한정할 수 있다. 그럼으로써 종래의 내부 확산체와 같이 여분의 광산란을 일으키지 않고, 또한 외부 확산체와 같이 표면에 오목볼록을 존재시킬 필요가 없으므로, 높은 광투과성과 균일한 광확산성을 겸비하여, 그들의 특성을 충분히 발현할 수 있다.

따라서, 본 발명의 광학 시트는 LCD, EL, FED 등의 각종 디스플레이에서, 휘도 불균일 방지, 콘트라스트 향상, 광시야각화 등에 우수한 효과를 발휘한다. 또한 기체로서 이형지 또는 이형 필름을 사용하고, 또한 상기 투명 수지층이 점착제로 이루어지는 것이면 광학 시트 자체를 점착부재로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 광학 시트의 제조방법에 따르면 기체 위에 적어도 일시적으로 점착성을 갖는 투명 수지층을 형성하는 공정, 그 투명 수지층 위에 투명 미립자를 단입자층의 상태로 전면에 깔고, 고정시켜 미립자층을 형성하는 공정, 및 그 미립자층 위에 투명 수지층을 적층하는 공정을 적어도 포함하므로, 2 개의 투명 수지층 사이에 투명 미립자가 단입자층의 상태로 매몰된 미립자층을 갖는 구조로서, 높은 광투과성과 균일한 광확산성을 겸비한 광학 시트를 용이하게 제조할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 광학 시트의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 2 는 본 발명의 광학 시트의 다른 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 3 은 본 발명의 광학 시트의 다른 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 4 는 본 발명의 광학 시트를 사용한 투과형 액정 디스플레이의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5 는 비교예 1 의 광학 시트의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 6 은 비교예 2 및 3 의 광학 시트의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 7 은 비교예 4 의 광학 시트의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 8 은 광학 시트의 광학특성시험의 측정점을 나타내는 모식도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 광학 시트 2 : 투명 수지층

3 : 투명 수지층 4 : 투명 미립자

5 : 미립자층 6 : 기체(基體)

10 : 광학 시트 11 : 광학 시트

Claims

액정 디스플레이에 있어서의 백라이트 유닛 또는 반사판과 액정셀 사이에 배치하기 위한 광학시트로서,

광투과성 수지층; 및

상기 광투과성 수지층 중에 단입자층의 상태로 매몰된 투명 미립자로 이루어지는 미립자층을 포함하며,

상기 광투과성 수지층은 2 개의 투명 수지층으로 이루어지고, 상기 투명 수지층의 경계면에 상기 미립자층이 형성되어 있으며,

상기 2 개의 광투과성 수지층의 적어도 하나의 투명 수지층의 굴절율과 상기 투명 미립자의 굴절율이 다른 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제 1 항에 있어서,

상기 광투과성 수지층의 일면 또는 양면에 기체 (基體) 가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제 2 항에 있어서,

상기 기체는 투광성 기체인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제 2 항에 있어서,

상기 기체는 이형지(離型紙) 또는 이형 필름인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
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제 1 항에 있어서,

상기 투명 수지층의 적어도 일방은 점착제로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
기체 위에 적어도 일시적으로 점착성을 갖는 제 1 투명 수지층을 형성하는 공정;

상기 제 1 투명 수지층 위에 투명 미립자를 단입자층의 상태로 전면 (全面) 에 깔고, 가압매체에 의해 투명 미립자에 타격을 가하여 투명 미립자를 매몰하여 미립자층을 형성하는 공정; 및

상기 미립자층 위에 제 2 투명 수지층을 적층하는 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이에 있어서의 백라이트 유닛 또는 반사판과 액정셀 사이에 배치하기 위한 광학 시트의 제조방법.