KR100951285B1

KR100951285B1 - 광확산 시이트 및 면 광원소자

Info

Publication number: KR100951285B1
Application number: KR1020030011941A
Authority: KR
Inventors: 토시마야수마로; 타카이마사시; 나가미히데하루
Original assignee: 키모토 컴파니 리미티드
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2010-04-02
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: JP2003329812A; TWI282014B; US20030174518A1; US7156547B2; KR20030074163A; TW200304025A; JP4209703B2

Abstract

본 발명의 광 확산 시이트(1)는 광 확산층(3)이 형성된 면과는 반대되는 면에 산술평균조도가 0.5㎛이하이고, 凹凸의 평균간격이 80㎛이하인 凹凸면(4a)을 형성하고 있다. 이와같은 凹凸면(4a)은 특정의 평균입자경의 혼합물로 이루어지는 입자를 바인더 수지에 특정의 비율로 혼합시켜서 된 빽코오트층(4)을 형성함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 면 광원소자(7)는 도광판(5)의 광 출사면(51)에 프리즘 시이트(6)를 프리즘면(61)이 서로 대향하도록 적층하고, 프리즘 시이트(6)의 프리즘면(61)과는 반대되는 면에 광 확산성 시이트(1)의 凹凸면(빽코오트층)이 서로 대향하도록 적층하여 제조한다.

본 발명의 광 확산성 시이트는 하향 프리즘 시이트와 조합하여 면 광원의 정면휘도(正面輝度)와 시야각도(視野角)를 손상시키지 않고, 무지개 모양(虹模樣)의 링형 패턴의 발생을 해소시키는 효과를 가진다.

Description

광확산 시이트 및 면 광원소자 {LIGHT DIFFUSIVE SHEET AND AREA LIGHT SOURCE DEVICE USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 광확산 시이트의 1실시형태를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 광확산 시이트의 타의 실시형태를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명의 면 광원소자의 1실시형태를 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명의 면 광원소자의 타의 실시형태를 나타내는 단면도.

도 5는 본 발명의 면 광원소자를 조립한 면 광원의 1실시형태를 나타내는

도면이고,

도 6은 종래의 면 광원을 나타내는 단면도.

도 7은 종래의 면 광원소자를 나타내는 단면도이다.

〈도면의 부호에 대한 설명〉

1 : 광 확산성 시이트 2 : 투명 고분자 필름

3 : 광 확산층 4 : 빽코오트층

5 : 도광판 6 : 프리즘

7 : 광원소자 8 : 램프

9 : 광 반사부재 10 : 면 광원

51 : 광 출사면 52 : 광 입사면

본 발명은 액정 디스플레이 등의 용도에 아주 적합한 면 광원을 구성하는 면 광원소자 및 그 면 광원소자를 구성하는 부재로서 적합한 광 확산성 시이트에 관한 것이다.

종래의 액정 디스플레이는 에치라이트형 빽라이트 라고 불리우는 면 광원이 사용되어 왔다. 일반적으로 이와같은 면 광원은 도 6에 도시된 것과 같이 적어도 하나의 측면(52)에 냉(冷)음극관 등의 램프(8)를 갖는 도광판(5)과, 광 출사면(51)에 광 확산성 시이트(1)나 프리즘(6)등의 광 투과부재를 각각 여러장 적층한 것이 사용되어 왔다. 그리하여 최근에 와서 이와같은 여러장을 적층시킨 광 투과성 부재의 적층 매수를 줄여서 경비절감을 도모하고, 정면휘도(正面輝度)(도광판의 광 출사면에 대한 법선방향의 휘도)를 높게 하는 등 여러면에서 원가절감에 유리한 면 광원의 개발이 검토되어 왔다.

이와같은 면 광원을 구성하는 면 광원소자로는 그 대표적인 예로서, 도 7에 도시된 바와 같은 도광판(5)의 광 출사면(51)에 프리즘 시이트(6)를 프리즘 면(61)과 대향하도록 적층한 것이 있다. 모든「하향 프리즘 시이트」(종래의 광 출사면 방향으로 프리즘면이 향하여져 있는 것을 "상향 프리즘 시이트"라고 불리워 지는 것에 대한 반대말로 쓰이는 용어임)를 채택 사용하는 면 광원소자(7)가 있다. 그 러나 이와같은 「"하향 프리즘 시이트」를 채용한 면 광원소자를 사용한 면 광원으로는 정면휘도는 높아질 수 있으나, 한편으로는 정면방향(도광판의 광 출사면에 대한 법선방향)에서 약간 각도가 어긋나는 방향의 휘도는 아주 급격히 저하하여 시야각도가 아주 좁게 된다. 즉 면 광원소자에서의 출사광의 지향성이 너무 높아지게 되는 문제가 발생하게 된다. 그래서 이와같은 면 광소자로는 하향 프리즘 시이트의 프리즘면과 반대되는 면에 광확산성 시이트를 적층시키는 것이 검토되어 왔으나, 종래의 광 투과부재로 사용되어 왔던 광확산 시이트를 사용하면 시야각도가 넓어져서 지향성이 너무 높아지는 폐단이 있으며, 이 문제점을 개선시키면 정면휘도가 저하된다는 문제가 발생하게 된다. 그리하여 이와같은 하향 프리즘 시이트에 적층하는 광확산성 시이트로는 면 광원으로서의 정면휘도나 시야각을 손상시키지 않는 광확산성 시이트가 검토되어 왔다. 여기서 헤이즈 등의 광학 특성을 단순히 조정한 광 확산성 시이트로는 이와같은 하향 프리즘 시이트에 적층하여 면 광원소자를 형성하고, 이 면 광원소자를 써서 면 광원을 구성하더라도, 이번에는 하향 프리즘 시이트의 출사광이 지향성을 갖고 있다는 것이 이유가 된다고 볼 수 있다. 면 광원에 무지개 모양의 링 형상 패턴이 많이 발생하는 문제점을 일으키게 됨을 알 수 있다. 그리하여 본 발명은 여하한 하향 프리즘 시이트를 사용한 면 광원소자의 하향 프리즘 시이트 위에 적층을 하더라도, 면 광원으로서 정면휘도와 시야각도를 손상하지 않고 무지개 모양의 링 형상의 패턴 발생을 해소시킬 수 있는 광 확산 시이트를 제공함을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 면 광원으로서 정면휘도와 시야각도를 손상시키지 않고, 무지개 모양의 링 형상 패턴의 발생을 해소시키는 면 광원소자를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 광 확산성 시이트의 프리즘 시이트에 대향하는 면의 형태에 대해 예의 연구를 거듭한 결과, 이 면을 특정의 형상으로 함으로써, 프리즘 시이트를 중첩시켰을 때 무지개 모양의 링 형상 패턴의 발생을 해소시킬 수 있다는 것을 알게 되었다.

종래에 액정표시장치의 도광판 위에 적층되는 광 확산성 시이트로는 도광판에 접촉하는 면 즉 광 확산면과 그 반대의 면에 도광판과의 밀착을 방지할 목적으로 바인더에 비즈를 포함하는 스티킹 방지층을 형성하거나, 광 확산성을 향상시킬 목적으로 광 확산층을 형성하는 투명 기재의 양면에 엠보싱가공을 하는 것 등이 알려져 왔다. (예를들면, 일본 공개특허 특개평8-227005호, 특개평6-258504호등) 이와같은 광 확산성 시이트는 광 확산층과 그 반대측 면에 凹凸을 갖도록 하는 것으로, 프리즘 시이트와 조합하는 경우에 링 모양의 패턴 발생을 충분히 억제시킬 수가 없었다.

본 발명자들의 상세한 검토에 따르면, 광 확산성 시이트의 프리즘 시이트와 이와 대향하는 면을 요철면으로 구성하고, 그 평균조도와 凹凸간격의 양쪽을 제어함으로써 처음으로 효과적인 링 모양 패턴의 발생을 억제할 수 있게 되었고, 특히 프리즘 시이트에 의한 정면방향의 과도한 광선 집중을 방지하고, 고 휘도 및 넓은 시야각을 달성할 수 있게 되었다.

즉, 본 발명의 광 확산 시이트는 투명 고분자 필름의 한쪽 면에 광확산층을 가지며, 다른쪽 면에 산술평균조도(Ra)가 0.5㎛이하이고, 요철의 평균간격(RSm)이 80㎛이하인 요철면을 형성함을 특징으로 한다.

이와같은 형상의 요철면은 투명 고분자 필름에 직접 형성하더라도 좋고, 투명 고분자 필름의 광확산층과 반대되는 면에 빽코오트층을 형성하여 이 빽코오트층에 凹凸면을 형성하도록 하여도 좋다. 또 본 발명의 광확산성 시이트는 투명 고분자 필름의 한쪽 면에 광확산층을 가지며, 다른쪽 면에는 빽코오트층을 갖는 광확산성 시이트로서, 상기 빽코오트층은 적어도 바인더 수지와 입자로 이루어지고, 상기 입자는 평균 입자경이 서로 다른 두 종류의 입자의 혼합물로 이루어지는 것으로, 상기 바인더 수지 100 중량부에 대해 1 중량부 이상 10 중량부 이하의 비율로 혼합한 것임을 특징으로 한다.

평균 입자경이 서로 다른 두 종류의 입자로는 전형적으로 평균 입자경 5 ㎛이상의 입자와 평균입자경 5 ㎛미만의 입자를 사용한다. 더욱이 본 발명의 광 확산성 시이트는 평균 입자경이 서로 다른 입자, 전형적으로는 평균 입자경이 5 ㎛이상인 입자와 평균 입자경 5㎛ 미만인 입자의 바인더 수지 100 중량부에 대해서 0.5중량부 이상 9.5 중량부 이하의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다. 또 본 발명에 있어서, 산술평균 조도 및 요철의 평균 간격은 JIS-B0601 : 1994 의 산술평균 조도 및 요철평균 간격으로 표면조도측정기로 측정한 값을 말한다. 또 본 발명에서, 평균 입자경은 콜터카운터법에 의해 측정한 값을 말한다. 본 발명의 면 광 원소자는 도광판의 광 출사면에 프리즘시이트를 프리즘면이 대향하도록 적층하고, 상기 프리즘시이트의 프리즘면과 반대쪽 면에 본 발명의 광확산성 시이트를 그 요철면 (빽코오트층에 형성된 요철면을 포함한다)이 대향하도록 적층시킴을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 광 확산성 시이트 및 이를 이용한 면 광원소자에 대하여 상세히 설명한다. 우선 본 발명의 광 확산성 시이트의 실시형태에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 광 확산성 시이트의 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 광 확산성 시이트(1)는 투명 고분자 필름(2)의 한쪽 면에 광 확산층(3)을 가지며, 그 반대쪽 면에는 특정 형상의 요철면(4a)를 가지도록 한다. 또 도 2에 도시된 광 확산성 시이트(1)는 투명 고분자 필름(2)의 한 면에 광확산층(3)을 가지도록 하고, 그 반대면에는 빽코오트층(4)을 가지도록 한다. 이 빽코오트층(4)의 표면에는 특정 형상의 요철면을 가지게 한다.

이와같은 구조를 가지는 본 발명의 광 확산성 시이트는 일반적으로 광 확산성 시이트로서 필요로 하는 광학 특성을 가지며, 또 면 광원과 조립하였을 때 정면휘도와 시야각도를 손상시키지 않는 특정의 요철면을 가지고 있음을 특징으로 한다. 광 확산성 시이트의 광학특성으로는 전 광선투과율 및 헤이즈가 중요하며, 본 발명에 있어서는 특히 전 광선투과율이 90%이상이고, 헤이즈가 70% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이와같은 광학특성을 가짐으로서 하향 프리즘 시이트를 적층하여 면 광원으로 사용할 경우에도 우수한 정면휘도와 시야각도를 쉽게 얻을 수 있게 된다. 더욱이 여기서 말하는 전 광선투과율 및 헤이즈는 JIS-K7105: 1981의 전 광선투과율 및 헤이즈의 값에 관한 것으로, Td(%) / Tt(%) ×100 = H(%) [여기서 Td : 확산광선투과율, Tt : 전광선 투과율, H : 헤이즈이다] 의 관계를 갖는 것으로 " 헤이즈 미터 "라고 불리우는 광확측정기를 사용하여 요철면 쪽에서 광선을 입사하여 측정한 값이다.

이하, 본 발명의 광 확산성 시이트를 구성하는 각 요소에 대하여 설명한다. 우선 투명 고분자 필름으로 투명성을 저해하지 않는 것이라면 공지의 재료를 써도 좋고, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 트리아세틸셀룰로오즈, 아크릴, 폴리염화비닐 등을 사용할 수 있다.

이 중 연신가공 특히, 이축연신 가공된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 점에서 적합하다. 또 광 확산층과의 접착성을 향상시키기 위해 표면에 코로나 방전처리를 하거나, 이접착층을 형성시킨 것이 아주 적합하다. 이와같은 투명 고분자 필름의 두께는 필름의 재질에 따라 적의 선택될 수 있으나, 일반적으로 25∼500㎛인 것이 알맞고, 바람직하기는 50∼200㎛인 것이 좋다.

다음에 광 확산층은 광 확산성 시이트로서 광학특성을 손상하지 않는 것이라면 특별히 한정할 필요는 없고, 광 확산성 시이트로서 광학특성을 조정하기 쉽다는 점으로는 광 확산제와 바인더 수지로 이루어진 것이 바람직하다. 여기서 광 확산층을 형성하는 광 확산제로는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 실리카, 수산화알루미늄, 카오린, 크레이, 탈크등의 체질안료나 아크릴수지 입자, 폴리스틸렌수지 입자, 폴리우레탄수지 입자, 폴리에틸렌수지 입자, 벤조구아나민수지 입자, 에폭시수지 입자등의 합성수지 입자나 탄화수소 왁스, 지방산계 왁스, 지방산아미도계 왁스등의 입자계 왁스를 사용할 수 있다. 이와같은 광 확산제의 평균 입자경은 1.0㎛이상, 바람직하기는 5.0㎛ 이상으로 50.0㎛이하, 더욱 바람직하기는 40.0㎛ 이하인 것이 좋다.

광확산층을 형성하는 바인더 수지로는 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄아크릴레이트계 수지, 에폭시아크릴레이트계 수지, 셀룰로오즈계 수지, 아세탈계 수지, 비닐계 수지, 폴리에틸린계 수지, 폴리스틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 메라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지, 불소계수지 등의 열가소성 수지와 열경화성 수지, 전리방사선 경화성 수지등의 광학적 투명성을 갖는 수지가 사용된다. 이중 특히 바람직하기는 내후성을 가지며, 고 투명성을 갖는 아크릴계 수지 특히 바람직하기로는 2액 경화형의 아크릴폴리우레탄을 들 수 있다. 특히 가교밀도가 높아지게 OH값이 큰 것을 사용함으로써 수지 입자를 다량 충진시키더라도 강인한 도막을 얻을 수 있게 된다. 광 확산제는 바인더 수지 100 중량부에 대해서 40 중량부 이상, 바람직하기로는 45 중량부 이상 80 중량부 이하로 하는 것이 좋고, 보다 바람직하기로는 75 중량부 이하의 비율로 혼합시키는 것이 바람직하다. 40중량 부 이상 함으로써 광 확산 시이트로서 양호한 시야각도를 쉽게 얻을 수 있게 되고, 80 중량부 이하로 함으로써 양호한 정면휘도를 쉽게 얻을 수 있게 된다. 광 확산층의 두께는 1㎛이상, 바람직하기는 5㎛ 이상 30㎛ 이하가 좋고, 더욱 좋게는 20㎛이하로 하는 것이다.

상술한 광 확산층의 반대쪽에 형성되는 요철면은 도 1에 도시된 바와 같이 투명 고분자필름(2)에 직접 형성하여도 좋고, 또 도 2에 도시된 바와 같이 투명 고분자 필름(2)의 광 확산층(3)에 설치된 면과 그 반대면에 빽코오트층(4)을 형성하고, 그 표면을 요철면으로 하는 것이 좋다. 어떠한 경우에도 요철면의 표면형상은 산술평균 조도가 0.5㎛ 이하이고, 凹凸의 평균간격이 80㎛이하가 되도록 한다. 요철면의 산술평균 조도를 0.5㎛이하로 함으로써 본 발명의 광 확산성 시이트를 사용한 본 발명 면 광원소자를 면 광원에 사용하였을 때, 면 광원으로서 충분한 정면휘도나 시야각도를 얻을 수 있게 된다. 다만 요철면의 산술평균 조도가 0.5㎛이하라 하더라도 요철의 평균간격이 넓을 경우에는 무지개 모양의 링형 패턴이 발생하기 쉽다.

이와같은 링모양 패턴의 발생을 억제하기 위해서 요철면의 凹凸의 평균간격을 80㎛이하가 되도록 한다. 특히 凹凸의 평균간격을 80㎛이하로 하기 위해서는 산술평균 조도를 0.15㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또 산술평균 조도를 0.5㎛이하로 하기 위해서는 凹凸의 평균간격을 60㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 요철면은 본 발명 광 확산성 시이트의 광 확산층과 그 반대면에 상기 특정의 표면형상이 형성되어 있다면 특별히 한정할 필요는 없다. 예를들면, 투명고분자 필름 의 제조과정에서 혹은 투명고분자 필름의 한 쪽면에 도포된 수지의 층이 미경화 또는 반경화 상태에서 특정의 표면형상 (상기 특정의 표면형상의 반전형)을 갖는 부형필름등을 접촉시켜 표면에 특정형상을 전사하여 형성할 수도 있다. 표면형상을 조정하기 쉽게하고, 제조를 용이하게 한다는 점에서는 투명 고분자 필름의 한쪽 면에 입자와 바인더 수지를 함유하는 빽코오트층을 형성하는 것도 바람직하다. 입자와 바인더 수지를 함유하는 빽코오트층의 표면형상은 층의 막 두께, 입자와 수지와의 함유비율, 입자경, 단위면적당 입자수등의 팩터를 조정함으로써 조절할 수 있고, 이때에 광 확산 시이트로서의 광학특성(광확산성, 광투과성등)을 고려하여 조정할 수 있다. 이하 상기 특정의 표면형상을 달성하기 위하여 가장 적합한 빽코오트층의 구성에 대하여 설명한다. 빽코오트층에 쓰이는 입자로는 평균 입자경이 서로 다른 적어도 2종의 입자의 혼합물을 사용한다. 본 발명자들의 연구에 의하면, 입자경 분포의 넓고 좁음에도 불구하고, 1종의 입자만으로는 표면형상을 임의로 조정하는 것은 아주 어려우나, 이와같은 혼합물을 사용하여 표면형상을 조정한다는 것은 용이하다. 특히 광 확산성 시이트로서의 광학특성을 충족하고, 또 상기한 산술평균 조도 0.5㎛ 이하와 凹凸의 평균간격 80㎛ 이하의 표면형상을 얻기 위해서는 평균 입자경 5㎛이상. 바람직하기로는 6㎛이상의 입자와 평균 입자경 5㎛미만, 바람직하기로는 4㎛미만의 입자를 혼합시킨 혼합물로 이루어지는 것으로, 바인더 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 바람직하기로는 2 중량부 이상 10 중량부 이하로 하고, 더욱 바람직하기로는 8 중량부 이하의 비율로 혼합하는 것이 좋다. 즉 본 발명의 광 확산성 시이트를 사용하여 구성된 본 발명의 면 광원소자를 면 광 원으로 사용하는 경우에는 면 광원으로서 충분한 정면휘도나 시야각도를 얻기 위해서는 입자의 함유량 (바인더와의 비율)은 상기 범위로 하는 것이 좋다. 그리하여 이와같은 입자의 함유량에 있어서, 상기 특정의 표면형상을 실현시키기 위해서는 상기 입자경 범위내의 두 가지 입자의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 또 이들 두가지 입자는 각자 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 이상, 바람직하게는 1 중량부 이상 9.5 중량부 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 7 중량부 이하의 비율로 혼합시키는 것이 좋다. 2종의 입자의 혼합비율은 후술하는 막의 두께와의 관계에 따라 결정되나, 입자경이 큰 입자의 비율이 많아지는 경우에는 평균조도, 평균 간격 모두 크게 하는 경향이 있고, 입자경이 작은 입자의 비율이 많아지면 표면상태를 조정하기가 쉽다. 따라서 5㎛ 이상의 입자와 5㎛ 미만의 입자의 비율은 특별히 한정할 필요는 없으나, 중량비로 좋게는 1 :2∼1 : 10, 보다 좋게는 1 : 3∼1 : 7로 하는 것이 좋다. 입자의 재료로는 광 확산층을 형성하는 광 확산제로 예시한 것과 같은 체질안료, 합성수지 입자, 입자계 왁스등을 사용할 수 있다. 평균 입자경이 서로 다른 2종의 입자로는 재료가 서로 동일하거나 상이하여도 좋다. 빽코오트층을 형성하는 바인더수지로는 광 확산층을 형성하는 바인더 수지로 예시한 것과 같은 것을 사용할 수 있고, 광 확산층과는 동일해도 좋고 달라도 좋다. 빽코오트층의 두께는 0.5㎛이상 바람직하게는 1㎛이상 20㎛이하, 더욱 바람직하기는 15㎛이하로 하는 것이 좋다. 광 확산층이나 빽코오트층은 필요에 따라 분산제 ,대전방지제, 레밸링제등의 첨가제를 사용할 수 있으며, 본 발명의 광 확산성 시이트의 기능을 손상시키지 않는 범위내에서 적의 함유시킬 수 있다.

이상과 같은 광 확산층이나 빽코오트층은 광 확산제나 입자와 바인더 수지를 필요에 따라 첨가제나 희석용제와 적의 혼합하여 도포액으로 조정하고, 투명 고분자 필름의 표면에 이 도포액을 종래에 공지된 도포방법에 의해 도포를 함으로써 완성하게 된다.

이상과 같은 구성의 본 발명 광 확산성 시이트는 광 확산성 시이트로서 필요로 하는 광학특성을 가지게 되어 광 확산성 시이트의 일반적인 용도에 사용할 수 있게 된다. 특히, 광 확산층과 그 반대쪽 면에 있는 면 광원에 의하여 정면휘도와 시야각도를 손상시키지 않는 특정의 표면형상을 형성할 수 있으며, 경우에 따라서는 특정의 빽코오트층이 형성되어 있으므로 모든 하향 프리즘 시이트에 적층함으로써 사용하기에 아주 적합한 것이다.

또한, 이와같은 용도에 있어서 항상 문제가 되어 왔던 링 모양의 패턴 발생을 억제시킬 수 있게 된 것이다.

다음에 본 발명의 광 확산시이트를 사용한 면광원소자(面光源素子) 대하여 설명한다. 도 3 및 도 4는 각각 도 1 또는 도 2의 광 확산성 시이트를 조립한 면광원소자의 구조를 나타내는 도면이다.

본 발명의 면광원소자(7)의 기본적인 구성은 도광판(5)과 프리즘 시이트(6) 및 광 확산성 시이트로 이루어지고, 도시된 바와 같이, 도광판(5)의 광 출사면(51)에 프리즘 시이트(6)를 프리즘 면(61)이 대향하도록 적층하고, 이 프리즘 시이트(6)의 프리즘 면(61)과 반대되는 면에는 본 발명의 광 확산성 시이트(1)를 요철면(4a)(빽코오트층)이 대향하도록 적층하여서 구성된다.

또, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 형태라면, 도광판과 프리즘 시이트와의 사이나, 프리즘 시이트와 광 확산성 시이트와의 사이에 타의 광 투과부재를 적층하더라도 관계없다.

여기서 도광판은 적어도 한 쪽의 측면을 광 입사면으로 하고, 이와 대략 직교하는 면을 광 출사면이 되도록 한 고투명의 평판모양의 부재로 이루어진다. 이와같은 도광판의 각 면은 균일한 평면이라도 좋으나, 광 입사면에서 입사된 빛이 광 출사면에서 고효율의 출사를 할 수 있도록 각종 복잡한 표면 형상을 가진 것이거나, 도트 패턴상의 확산인쇄가 된 것이라도 좋다. 특히, 광 출사면에서 출사된 빛이 프리즘 시이트의 프리즘 면에 굴절 입사하여, 면 광원소자의 면에 직교하는 방향으로 프리즘 시이트로 부터 출사하도록 설계된 도광판의 경우라도 좋다.

다음에 프리즘 시이트는 예를들면, 한쪽면에 프리즘 렌즈가 다수 연속형성된 형태를 갖는 시이트상의 것이다. 여기서 프리즘 렌즈의 형상은 도광판의 광 출사면에서의 광 출사각도에 병행하여 적의 조정된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 광 확산성 시이트는 상술한 바와 같이 투명 고분자 필름의 한쪽면에 광 확산층을 가지며, 다른 한쪽면에 요철면( 빽코오트층으로 된 요철면을 포함)을 갖는 것으로, 이 요철면이 프리즘 시이트의 도광판에 대향하여 있는 프리즘면과는 반대면에 대향하도록 적층시킬 필요가 있다.

이와같은 구성의 면 광원소자(7)는 도 5에 도시된 바와 같이, 도광판(5)의 광 입사면(52)에 램프리프렉터(81)로 씌워진 냉 음극관등의 램프(8)가 배설되어 있고, 광 출사면(51)과 반대되는 면에 광 반사부재(9)를 배설함으로서, 면 광원(10) 을 구성하게 된다.

특히, 이 면 광원(10)을 액정표시 판넬등으로 적층함에 의해서 액정표시장치를 구성하게 된다.

본 발명의 면상(面狀) 광원소자(7)는 프리즘 시이트의 외측( 광 출사면 )에 특정의 표면형상을 갖는 광 확산성 시이트를 조합 구성함으로써 정면휘도와 시야각(視野角)을 손상하지 않고, 링모양 패턴의 발생을 억제시키는 면상 광원을 실현시킬 수 있게 된다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

실시예중 「부」, 「%」는 특기하지 않는 한 중량기준을 나타낸다.

[실시예1]

두께 100㎛의 투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(일본 도레이사 제품 "루미라 T-60")의 한쪽면에 하기 조성의 빽코오트층용 도포액(a)을 도포하고, 가열, 건조 및 경화시켜서 두께 약 4㎛의 빽코오트층을 형성하고, 계속하여 이 빽코오트층과는 반대되는 면에 아래와 같은 조성의 광확산층용 도포액(b)을 도포하고, 다시 가열 건조 및 경화시켜 두께 약 12㎛의 광 확산층을 형성하여 광 확산성 시이트를 만들었다.

<빽코오트층용 도포액(a)>

·아크릴폴리올(일본 다이닛폰잉크사 제품 "아크릴디크 A-807"

<고형분50%> ) ...... 162부

·이소시아네이트(일본 미쓰이케미칼사 제품 "다케네이트 D110N"

<고형분 60%> ) ...... 32부

· 폴리에틸렌왁스 분산액<고형분 10%, 평균입경 3㎛> ....... 30부

· 아크릴수지 입자(일본 세키수이사 제품 "데크폴리머 MB30X-10SS")

<평균입자경 10㎛> ....... 0.5부

· 초산부틸 ....... 200부

· 메틸에틸케톤 ....... 200부

<광확산층용 도포액(b)>

<고형분50%> ) ....... 162부

<고형분 60%> ) ....... 32부

· 아크릴수지 입자(일본 간쯔가세이사 제품 "간쯔펄 GM-0605"

<평균입자경 6㎛>) ....... 60부

· 초산부틸 ....... 200부

· 메틸에틸케톤 ....... 200부

[실시예2]

실시예 1에서, 빽코오트층용 도포액(a)을 하기와 같은 조성의 도포액(c)으로 변경하여 사용하여 두께 약 4㎛의 빽코오트층을 형성한 것 이외는 실시예 1과 같이 하여 광 확산성 시이트를 만들었다.

<빽코오트층용 도포액(c)>

<고형분50%> ) ....... 162부

<고형분 60%> ) ....... 32부

· 폴리에틸렌왁스 분산액 <고형분 10%, 평균입경 3㎛> ....... 30부

· 아크릴수지 입자(일본 세키수이사 제품 "데크폴리머-MBX-8"

<평균입경 8㎛> ) ....... 1부

· 초산부틸 ....... 200부

· 메틸에틸케톤 ....... 200부

[비교예 1]

실시예 1에서, 빽코오트층용 도포액(a)을 하기 조성의 빽코오트층용 도포액(d)으로 변경하여 사용하여 두께 약 3㎛의 빽코오트층을 형성하는 것 이외는 실시예 1과 같이하여 광 확산성 시이트를 제조하였다.

<빽코오트층용 도포액(d)>

<고형분50%> ....... 162부

<고형분 60%> ) ....... 32부

· 초산부틸 ....... 200부

· 메틸에틸케톤 ....... 200부

[비교예 2]

실시예 1에 있어서, 빽코오트층용 도포액(a)을 하기 조성의 빽코오트층용 도포액(e)으로 변경 사용하여 두께 약 4㎛의 빽코오트층을 형성하는 것 이외는 실시예 1과 같이하여 광 확산성 시이트를 제조하였다.

<빽코오트층용 도포액(e)>

<고형분50%> ) ....... 162부

<고형분 60%> ) ....... 32부

· 아크릴수지 입자(일본 세키수이사 제품 "데크폴리머 MB30X-10SS"

<평균입자경 10㎛> ) ....... 3.5부

· 초산부틸 ....... 200부

· 메틸에틸케톤 ....... 200부

[비교예 3]

비교예 2의 빽코오트층용 도포액(e)중의 아크릴수지 입자의 함유량을 0.5 부로 하고, 그 이외는 비교예 2와 같이 하여 광 확산성 시이트를 제조하였다.

[비교예4]

두께 100㎛의 투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(일본 도레이사제품"루미라 T-60")의 한쪽면에 하기 조성의 빽코오트층용 도포액(f)을 도포한 후, 가열, 건조 및 경화시켜 두께 약 12㎛의 빽코오트층을 형성하고, 계속하여 이 빽코오트층과 반대되는 쪽의 면에 아래와 같은 조성의 광확산층용 도포액(g)을 도포한 후 가열, 건조 및 경화시켜 두께 약 12㎛의 광 확산층을 형성하여 광 확산성 시이트를 제조하였다.

<빽코오트층용 도포액(f)>

<고형분50%> ) ....... 162부

<고형분 60%> ) ....... 32부

· 아크릴수지 입자(일본 세키수이사 제품 "데크폴리머 MBX-8"

<평균입경 8㎛> ) ....... 30부

· 초산부틸 ....... 200부

· 메틸에틸케톤 ....... 200부

<빽코오트층용 도포액(g)>

<고형분50%> ) ....... 162부

<고형분 60%> ) ....... 32부

· 아크릴수지 입자(일본 세키수이사 제품 "데크폴리머 MBX-8"

<평균입자경 8㎛> ) ....... 30부

· 초산부틸 ....... 200부

· 메틸에틸케톤 ....... 200부

이상과 같이하여 얻은 실시예 및 비교예의 광 확산성 시이트의 헤이즈, 전광선 투과율 및 빽코오트층의 표면형상에 대해 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.

또 빽코오트층을 갖고 있지 않는 이외의 것는 실시예 1과 같이하여 만든 광 확산성 시이트의 값을 참고로 나타내었다.

[표 1]

		헤이즈(%)	전광선투과율 (%)	산술평균조도 (㎛)	凹凸의 평균간격 (㎛)
실시예	1	65.9	93.2	0.16	72.1
	2	66.7	93.5	0.18	67.0
비교예	1	65.4	93.6	0.11	99.7
	2	65.3	93.4	0.53	196.9
	3	65.1	93.9	0.09	206.6
	4	65.4	91.3	0.87	58.2
참고예		65.2	93.7	0.04	124.0

[실시예 3 및 4]

대각(對角) 13.3인치( 1인치=25.4㎜ )의 도광판의 광 출사면에 프리즘 시이트의 프리즘면이 서로 대향하도록 적층하고, 이 프리즘 시이트의 프리즘면의 반대쪽 면에 실시예 1 또는 실시예 2에서 얻은 광 확산성 시이트를 빽코오트층이 서로 대향하도록 적층하여 면 광원소자를 만들었다.

계속하여 도광판의 한 단면을 광 입사면으로 하여, 램프리프렉터로 씌워진 냉 음극관을 배치시키고, 광 출사면의 반대쪽 면에 광 반사부재를 배치하여 각각의 면 광원을 제조하였다.

[비교예 5∼비교예 8]

실시예 3에서 사용한 광 확산성 시이트 대신에 비교예 1 내지 4에서 얻은 광 확산성 시이트를 사용한 것 이외는 실시예 3과 동일하게 하여 면 광원소자를 만들고, 동시에 각각의 면 광원을 제조하였다.

[비교예 9]

광 확산성 시이트를 사용하지 않은 것 이외는 실시예 3과 같이하여 면 광원소재를 만들고, 동시에 면 광원을 만들었다.

[비교예 10]

실시예 3에서 사용한 광 확산성 시이트 대신에 빽코오트층을 갖지 않게하고, 그 이외의 구성은 실시예 1의 광 확산성 시이트와 같도록 한 광 확산성 시이트(참고예)를 사용하여, 면 광원소자를 제조함과 동시에 각각의 면 광원을 제조하였다.

이상과 같이 하여 얻은 실시예와 비교예에서 얻은 면 광원소자를 사용하여 구성된 면 광원의 냉 음극관을 점등시키고, 그 정면방향 및 정면방향으로 부터 냉 음극관에 수평을 이루는 방향의 좌우 30°및 45°의 휘도를 측정하고, 무지개 모양의 링형 패턴의 발생 유무에 따라 면 광원을 정면방향에서 눈으로 관찰 평가하여 얻은 결과를 표 2에 나타내었다.

[표2]

		휘도 (cd/㎡)					무지개 모양의 링형패턴
		좌 45°	좌 30°	정면	우 30°	우 45°
실시예	3	330	510	1880	510	330	無
실시예	4	340	520	1880	520	340	無
비교예	5	330	510	1880	510	330	有
	6	330	510	1880	510	330	有
	7	320	530	1890	530	320	有
	8	310	440	1690	440	310	無
	9	240	450	2290	450	240	-
	10	320	500	1890	500	320	有

표 1 및 표 2의 결과에 의해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 및 2에서 얻은 광 확산성 시이트는 광 확산 시이트로서의 광학특성을 만족시킴과 동시에 실시예 3 및 4의 면 광원소자로서의 면 광원을 사용했을 경우에도 면 광원으로서의 정면휘도와 시야각도를 손상시키지 않고 무지개 모양의 링형 패턴의 발생을 해소시킬 수 있었다.

한편, 비교예 1∼3에서 얻은 광 확산성 시이트는 광 확산성 시이트로서의 광학특성을 만족시키고, 요철의 평균간격이 80㎛를 넘는 것으로, 비교예 5∼7의 면 광원소자로서의 면 광원을 사용했을 때와 비교하여 무지개 모양의 링형 패턴이 많이 발생하였다.

또 비교예 4에서 얻은 광 확산성 시이트는 광 확산성 시이트로서의 광학특성을 만족시키고 있으며, 빽코오트층의 광학특성을 만족시키고, 빽코오트층의 산술평 균 조도가 0.5㎛를 초과하기 때문에 비교예 8의 면 광원소자로서의 면 광원을 사용했을 때 보다 면 광원으로서의 정면휘도와 시야각도의 손상을 초래하였다.

또 비교예 9에서 얻은 면 광원소자는 하향 프리즘 시이트 위에 광 확산성 시이트를 적층하지 않은 것이기 때문에 정면휘도에 비해서 좌우의 휘도가 아주 낮아 시야각도를 많이 손상시키는 결과를 가져왔다.

Claims

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투명고분자 필름의 한쪽 면에 광 확산층을 가지며, 다른쪽 면에 빽코오트층을 갖는 광 확산 시이트로서, 상기 빽코오트층은 바인더수지와 평균 입자경이 상이한 두 종류의 입자의 혼합물로 구성되고, 상기 입자가 바인더수지 100 중량부에 대해 1 중량부 이상, 10 중량부 이하의 비율로 혼합되고, 여기서 상기 입자의 혼합물은 평균입자경 5㎛ 이상의 입자와 평균 입자경 5㎛ 미만의 입자와의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 광 확산 시이트.
청구항 7에 있어서,

상기 두 종류의 입자가 각 각 바인더수지 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 이상, 9.5 중량부 이하의 비율로 혼합되어 있음을 특징으로 하는 광 확산 시이트.
청구항 7항에 있어서,

상기 두 종류의 입자의 혼합비율이 평균 입자경이 큰 입자와 평균 입자경이 적은 입자와의 중량비 1 : 2∼1 : 10의 범위인 것을 특징으로 하는 광 확산 시이트.
청구항 7항에 있어서,

상기 두 종류의 입자의 평균 입자경의 차이가 2㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 광 확산 시이트.
청구항 7항에 있어서,

상기 빽코오트층은 산술평균 조도가 0.5㎛ 이하이고, 凹凸의 평균간격이 80㎛ 이하로 되는 것을 특징으로 하는 광 확산 시이트.
도광판의 광 출사면에 프리즘 시이트를 프리즘면이 서로 대향하도록 적층하고, 상기 프리즘 시이트의 프리즘면과는 반대되는 면에 청구항 7 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 광 확산성 시이트를 상기 빽코오트층이 서로 대향하도록 적층하여 이루어짐을 특징으로 하는 면 광원소자.