JP2011509436A - 光学シート - Google Patents

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Abstract

本発明は外部から加わる力または荒い表面によってめったに損傷されないので、取り扱いが容易であり、不良発生率が減少して生産コストの節減及び生産効率の増大を図ることができ、損傷による輝度低下を防止することができる構造化した表面を形成することができる光学的立体パターン形成用組成物と構造化した表面を持つ光学シートを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は光学シートに係り、より詳しくはプリズムシートなどのような光学的立体パターンによって構造化した表面を持つ光学シートに関する。
光学用ディスプレイ素子として使用されるＬＣＤは外部光源の透過率を調節して画像を表す間接発光方式のもので、光源装置であるバックライトユニットはＬＣＤの特性を決定する重要な部品として使用されている。
特に、ＬＣＤパネルの製造技術が発展するに従い、薄い高輝度のＬＣＤディスプレイに対する要求が高くなり、これによりバックライトユニットの輝度を高めようとする多様な試みがあった。モニター、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ノートブック型コンピュータなどの用途に使用される液晶ディスプレイは少ないエネルギー源から明るい光線を発することがその優秀性の尺度であると言える。したがって、ＬＣＤの場合、前面輝度が非常に重要である。
ＬＣＤは構造上光拡散層を通過した光が全方向に拡散するので、前面に発揮される光は非常に不足であり、よって低い消費電力でより高い輝度を発現しようとする努力が続いている。また、ディスプレイが大面積化するにしたがい、より多い使用者が見ることができるように、視野角を広げようとすることにも努力が傾けられている。
このために、バックライトのパワーを高めれば、消費電力が大きくなり、熱による電力損失も大きくなる。したがって、携帯用ディスプレイの場合は、バッテリー容量が大きくなり、バッテリー寿命も短縮される。
よって、輝度向上のために光に方向性を与える方法が提案され、このために多様なレンズシートが開発された。その代表的な光学シートとしては表面にプリズム配列を持つものをあげることができる。
一般に、プリズム配列を持つ光学シートは正面方向の輝度向上のために、４５゜の傾斜面を持っている三角形アレイ（ａｒｒａｙ）形態の構造を取っている。
このように、光学構造面が山形になっているため、小さな外部のスクラッチによって山の上部が易しく壊れるか歪んでプリズム構造物が損傷するという問題があった。同一形態のプリズム構造から出射される角がアレイごとに同一であるので、プリズム配列において山の小さな崩れまたは傾斜面で発生する微細なスクラッチなどによっても損傷された部位と正常部位から出射される光経路の差によって輝度が低下して不良が発生することになる。したがって、プリズムシートの生産の際、微細な不良によっても位置によっては生産されたプリズムシートの全面を使用することができなくなる場合が発生することもある。これは生産性の低下をもたらし、究極にはコスト上昇の負担として作用することになる。実際に、バックライトモジュールを組み立てる企業等にとっても、プリズムシートの取り扱いの際、スクラッチによるプリズム構造物の損傷による不良が大変な問題点となっている。
また、バックライトユニットに装着するとき、多数枚のシート及びフィルムの積層作業を行う。この際、輝度を増加させるためにプリズムフィルムを複数枚装着することができるが、この際、下側のプリズムフィルムの上部と上側のプリズムフィルムの下部が接することになり、よってプリズム構造物が損傷するという問題点があった。
したがって、このようなプリズム構造物の損傷を防止するために、従来には保護フィルムを積層する場合があった。しかし、ＬＣＤパネルが段々薄くなり、フィルムを省略するか複合機能を持ったシートを使用する趨勢にあり、また保護フィルムを積層する工程の追加による生産コストの上昇をもたらし、時間的及び物理的効率性を低下させるという問題がある。
このような製造の際、取り扱いによるプリズム構造物の損傷の外にも、ノートブック型コンピュータ、ＰＤＡのような携帯用ディスプレイの使用が増加するにつれて、ディスプレイをカバンなどに入れて移動する場合が頻繁になっている。この際、移動中に走るか車両が急停車するなどによってディスプレイに衝撃が加わる場合、保護フィルムがあってもディスプレイ内に装着されたプリズム構造物が損傷されて画面に影響を及ぼす深刻な問題が発生している。
したがって、外部から加わる力に柔軟に対処することができる光学構造面を含む光学シートの開発が切実に必要な状況である。
一方、一般的なバックライトユニットは、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）などの光源から放出される光を順次導光板、光拡散シートまたは光拡散板のような光拡散部材及びプリズムシートを通過させて液晶パネルに到逹するようにする。ここで、導光板は光源から放出される光が平面状の液晶パネルの全面に分布されるように伝達し、光拡散部材は画面の全面にわたって均一な光強度を得ることができるようにし、プリズムシートは光拡散部材を通過した多様な方向の光線を観測者が画像を認識するのに適した視野角（θ）の範囲内に変換されるようにする光経路制御機能を有する。また、導光板の下部には、液晶パネルに伝達されなくて経路を離脱した光を再び反射して利用できるようにすることで光源の利用効率を高めるための反射シートが備えられる。
このように放出される光を効果的に液晶パネルに伝達するためには、多様な機能のシートを多数枚装着することになるが、シートを複数枚装着することによって光干渉現象が引き起こされ、シート間の物理的接触によってフィルムが損傷されるなど、生産性の低下及びコストの引き上げのような問題点があった。
したがって、最近では生産工程をより簡単にするために使用される光学シート類の適用を減らすための試みが行われる。このために、光拡散部材上にプリズムフィルムを接着して使用するか、光拡散部材上にプリズムパターンを形成して使用する場合があった。しかし、このようなプレートは費用や生産性の面で有利であるが、輝度増加の面では期待にはるかに及ばないという問題がある。
したがって、輝度を向上させるための光学シート類の適用を最小化しながらも輝度を充分に高めることができる方案も要求されている。
本発明の一実施形態によれば、ディスプレイに適用されたとき、外部から加わる一定の力または荒い表面によって損傷されない構造化した表面を持つ光学シートを提供しようとする。
また、本発明の一実施形態によれば、構造化した表面の損傷を容易に防止することができるので、取り扱いが容易な構造化した表面を持つ光学シートを提供しようとする。
本発明の一実施形態によれば、光経路差の発生による輝度低下を防止することができる光学シートを提供しようとする。
さらに、本発明の一実施形態によれば、不良率を減少させるとともに、生産コストを節減して生産効率を高めることができる光学シートを提供しようとする。
本発明の一実施形態によれば、ディスプレイに適用されたとき、外部から加わる一定の力または荒い表面によって損傷されない構造化した表面を持つとともに、従来の光拡散部材及びプリズムシートを装着することによって得られるものと同等以上の輝度を得ることができるので、装着シートの数を減らすことができる光学シートを提供しようとする。
また、本発明の一実施形態によれば、構造化した表面の損傷を容易に防止することができるので、取り扱いが容易な構造化した表面を持つ複合光学シートを提供しようとする。
本発明の一実施形態によれば、光経路差の発生による輝度の低下を防止することができる複合光学シートを提供しようとする。
さらに、本発明の一実施形態によれば、不良率を減少させるとともに、生産コストを節減し、生産効率を高めることができる複合光学シートを提供しようとする。
また、本発明の一実施形態によれば、適切な隠蔽性を提供することができる複合光学シートを提供しようとする。
本発明の例示的な一実施形態によれば、保護フィルムの積層が要らなく、装着される光学シートの数を減らすことができる光学シートアセンブリーを提供しようとする。
本発明の一実施形態によれば、硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ光学シートにおいて、次のように定義される耐損傷荷重が２０ｇ以上であることを特徴とする光学シートを提供する。
耐損傷荷重は、構造化した表面上に、表面粗度（Ｓｚ）が０．５μｍ〜１５μｍ、硬度が２Ｂ〜２Ｈの粒子を含むコーティング層を含むポリエチレンテレフタレートフィルムのコーティング層を隣接させて積層し、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に一定荷重を加えた状態で３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で光学シートを引っぱった後、構造化した表面の損傷有無を観察したとき、実質的に損傷が生じない時点の最大荷重である。
本発明の一実施形態による光学シートは、基材層と、基材層の少なくとも一面に形成され、バインダー樹脂と光拡散性粒子を含む光拡散層と、光拡散層上に形成され、バインダー樹脂と発泡性ビードを含む空気層と、空気層上に形成され、発泡ビードを含むか含まない硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むものであることができる。
本発明の一実施形態による光学シートは、基材層と、基材層の少なくとも一面に形成され、バインダー樹脂と光拡散性粒子を含む光拡散層と、光拡散層上に形成され、発泡ビードを含む硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むものであることができる。
本発明の一実施形態による光学シートは、基材層と、基材層の少なくとも一面に形成され、バインダー樹脂と光拡散性粒子を含む光拡散層と、光拡散層上に形成され、硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むものであることができる。
本発明の一実施形態による光学シートは、基材層と、基材層の一面に形成され、バインダー樹脂と光拡散性粒子を含む粒子分散層と、基材層の他の一面に形成され、硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むものであることができる。
本発明の一実施形態による光学シートは、基材層と、基材層の少なくとも一面に形成され、バインダー樹脂、光拡散性粒子及び発泡性ビードを含む光拡散層と、光拡散層上に形成され、硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むものであることができる。
本発明の一実施形態による光学シートは、基材層と、基材層の少なくとも一面に形成され、発泡ビード及び光拡散性粒子を含む硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むものであることができる。
本発明の一実施形態による光学シートは、耐損傷荷重が３０ｇ以上であることができ、好ましくは耐損傷荷重が３０ｇ〜５００ｇであることができる。
この際、硬化性樹脂は、ウレタンアクリレート系化合物、スチレン系化合物、ブタジエン系化合物、イソプレン単量体及びシリコンアクリレート系化合物の中で選ばれた少なくとも１種の化合物、またはビスフェノールアクリレート系化合物及びフルオレンアクリレート系化合物の中で選ばれる少なくとも１種の化合物との混合物の中で選ばれたいずれか１種以上の紫外線硬化型オリゴマーまたは紫外線硬化型単量体と、光開始剤と、を含む硬化性組成物から形成されたものであることができる。
好適な一実施形態によれば、硬化性樹脂は紫外線硬化型オリゴマーまたは紫外線硬化型単量体であり、ウレタンアクリレート系化合物及びビスフェノールアクリレート系化合物を含む硬化性組成物から形成されたものであることができる。この際、硬化性樹脂は、ウレタンアクリレート系化合物を全体固形分１００重量部に対して１０〜８０重量部になるように含む硬化性組成物から形成されたものであることができ、また、硬化性樹脂は、ビスフェノールアクリレート系化合物を全体固形分１００重量部に対して５〜８０重量部になるように含む硬化性組成物から形成されたものであることができる。
好適な一実施形態によれば、硬化性樹脂は２５℃での粘度が１００〜５，０００ｃｐｓである硬化性組成物から形成されたものであることができる。
本発明の一実施形態による光学シートにおいて、硬化性樹脂はガラス転移温度が４０℃以下のものであることができ、好ましくは、硬化性樹脂は、ガラス転移温度が−１５〜２５℃のものであることができる。
本発明の一実施形態による光学シートにおいて、光学的立体パターンは、断面が多角形、半円形または半楕円形である多面体状、断面が多角形、半円形または半楕円形である柱状、あるいは断面が多角形、半円形または半楕円形である屈曲柱状の中で選ばれた一つ以上の形状を持つものであることができる。
他の一例による光学シートにおいて、光学的立体パターンは頂点角が９０゜の断面三角形の柱状を持つものであることができる。
本発明の一実施形態による光学シートは、ディスプレイに適用されたとき、外部から一定の荷重が加わっても構造化した表面の損傷を防止することができるので、取り扱いが容易な効果がある。
また、別途の保護フィルムを使用しなくても構造化した表面の損傷がないので、バックライトユニットの製造工程を簡素化することができ、生産コストの節減及び生産効率の増大を図ることができる。
本発明の一実施形態による光学シートは、損傷による輝度低下を防止することができ、よって製造時に付与された光学シート固有の機能を維持することができる効果がある。
また、製造工程の際、フィルムの積層や外部の衝撃によってめったに損傷されないので、不良発生率が減少して生産コストの節減及び生産効率の増大を図ることができる。
本発明の他の一実施形態による複合光学シートは、ディスプレイに適用されたとき、外部から一定の荷重が加わっても構造化した表面の損傷を防止することができるので取り扱いが容易な効果があり、光源から放出される光を均一に拡散させながら輝度を向上させることができる機能を同時に提供するだけでなく、優れた隠蔽性を提供することができる。
また、従来、別に光拡散部材及びプリズムシートを装着する場合に比べて製造工程を著しく短縮させるだけでなく、コストを節減させることができ、より薄い液晶ディスプレイを製造することができる複合光学シートを提供することができる。
また、本発明の一実施形態による光学シートは、複数のシート類を積層することによって発生する光干渉現象、散乱または吸収などの光の損失及びシートの損傷を防止することができる複合光学シートを提供することができる。
また、カバンに入れて走るかあるいは車両移動による急停車などのような外部衝撃によってめったに損傷されないノートブック型コンピュータ、ＰＤＡのような携帯用ディスプレイを提供することができる効果がある。
本発明の一実施形態による光学シートの断面図である。 本発明の他の一実施形態による光学シートの断面図である。 本発明の他の一実施形態による光学シートの断面図である。 本発明の他の一実施形態による光学シートの断面図である。 本発明の他の一実施形態による光学シートの断面図である。 本発明の他の一実施形態による光学シートの断面図である。 本発明の他の一実施形態による光学シートの断面図である。
このような本発明をより詳細に説明すれば次の通りである。
本発明の一実施形態によれば、光学シートを提供する。この際、光学シートは特に限定されるものではないが、表面が一定パターンを持つ、つまり光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ光学シートであることができ、これは単層または多層であることができ、また、他の機能層と複合化した光学シートであることができる。構造化した表面は、押出しまたはスタンピング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）法によるか、あるいは別途の硬化性組成物を一定パターンで印刻して硬化することで得られる硬化性樹脂で形成することができるが、これらに限定されるものではない。
構造化した表面形状が、断面多角形の光学的立体パターンに形成される場合、光学シートの上部が山形に尖った形態であるので、外部から加わる力または突出粒子などによって易しく損傷されることができる。このような点で、本発明の一実施形態による光学シートは耐損傷荷重が２０ｇ以上のものが好ましい。ここで、‘耐損傷荷重’とは、構造化した表面上に、表面粗度（Ｓｚ）が０．５μｍ〜１５μｍ、硬度が２Ｂ〜２Ｈの粒子を含むコーティング層を含むポリエチレンテレフタレートフィルムのコーティング層を隣接させて積層し、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に一定荷重を加えた状態で３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で光学シートを引っぱった後、構造化した表面の損傷有無を観察したとき、実質的に損傷が発生しない時点の最大荷重に定義することができる。ここで、‘実質的に損傷が発生しない’という定義は、肉眼による観察の際、スクラッチが発生しないことはもちろんのこと、ＳＥＭによって観察しても立体構造物のクラックまた高さの変化が生じない程度に理解される。この際、ＳＥＭによる観察において、倍率は×５０〜×５００程度であることができる。
一方、耐損傷荷重の評価に使用される表面粗度（Ｓｚ）が０．５μｍ〜１５μｍ、硬度が２Ｂ〜２Ｈでの粒子を含むコーティング層を含むポリエチレンテレフタレートフィルムはポリエチレンテレフタレート基材に光拡散性付与のための粒子分散層を含むフィルムであり、このようなフィルムの市販品の一例としては、Ｋｏｌｏｎ社のＬＤ１０、ＬＤ１４、ＬＤ３４などをあげることができる。ここで、粒子分散層はバインダー樹脂に光拡散性粒子を含む粗液から形成されたものであることができる。この際、表面粗度は、レーザー顕微鏡を利用し、×５００の倍率で見て、それぞれ最大高さ５ポイント、最小高さ５ポイントの１０ポイント平均表面粗度値であるＳｚを利用する方法によって評価されたものであり、硬度は鉛筆硬度測定法（ＡＳＴＭ ３３６３法に基く）によって測定されたものであることができる。
本発明の一実施形態による光学シートは、このように定義される耐損傷荷重が２０ｇ以上、好ましくは３０ｇ以上、より好ましくは３０ｇ〜５００ｇであるが、耐損傷荷重が２０ｇより小さければ、他のフィルムと接するかあるいは荷重を受ける場合、構造化した表面にクラックまたは歪みが発生するため、光学シートとしての本来の機能を果たすことができないおそれがある。
このような耐損傷荷重を満足する光学シートを実施するための一例として、構造化した表面を持つ光学シート材料または光学シートの構造化表面を含む別途層を形成する組成において、ゴムの性向よりはエラストマの性向を多く現しながらも光学的特性を阻害しない材料を使用する方法をあげることができる。すなわち、靭性（ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）と弾性が適切に調節された材料を用いる方法を持つことができる。
このような面で、ウレタンアクリレート系化合物、スチレン系化合物、ブタジエン系化合物、イソプレン単量体またはシリコンアクリレート系化合物などを構造化した表面形成用材料として考慮することができ、靭性の面ではビスフェノールアクリレート系化合物またはフルオレンアクリレート系化合物をさらに含むことが有利である。しかし、前述した耐損傷荷重を満足する場合であれば、構造化した表面形成用材料中に含まれる硬化型単量体またはオリゴマーがこれに限定されるものではない。
具体的な硬化性組成の一例としては、紫外線硬化型オリゴマー及び単量体としてウレタンアクリレート系化合物とビスフェノールアクリレート系化合物を含む硬化性組成物をあげることができる。
ここで、ウレタンアクリレート系化合物は光学的立体パターンに弾性を付与するもので、その含量は組成物全体固形分１００重量部に対して１０〜８０重量部であるものが、適切な弾性を付与する面で好ましい。
また、ビスフェノールアクリレート系化合物は靭性を向上させるための成分で、その含量は組成物全体固形分１００重量部に対して５〜８０重量部であることが、弾性を阻害しないながらも適切な靭性を付与する面で好ましい。
ここで、ビスフェノールアクリレート系化合物の具体的な例としては、ビスフェノールＡ型アクリレート系化合物、ビスフェノールＦ型アクリレート系化合物、ビスフェノールＳ型アクリレート系化合物などをあげることができ、好ましくはビスフェノールＡ型アクリレート系化合物であることができる。
また、光学的立体パターン形成の工程の容易性のために、好ましくは、硬化性組成物は２５℃での粘度が１００〜５，０００ｃｐｓであるものであることができる。
好ましくは靭性の面または密着染みの発生を低減させるという面でより有利なものは光学的立体パターンに形成される構造化した表面は、このような構造層形成用材料を含みながらも、硬化膜形成の際、ガラス転移温度が４０℃以下の硬化性組成物から形成されるものであることができる。粗液が、硬化膜形成の際、ガラス転移温度が４０℃より高い場合は、構造化した表面を含む層が弾性を失って表面の損傷をきたすことができる。より好ましくは、ガラス転移温度が−１５〜２５℃である。
一方、本発明の一実施形態による光学シートは多数の光学的立体パターンに形成されて構造化した表面を持つもので、光学的立体パターンは、断面が多角形、半円形または半楕円形である多面体状であることができ、または断面が多角形、半円形または半楕円形である柱状であるパターンを持つことができ、または断面が多角形、半円形または半楕円形である屈曲柱状であることができる。また、これらのいずれか１種以上のパターンが混合された形状であることもできる。
また、平面で見たとき、少なくとも一つ以上の同心円状に配列された構造を持つとともに、同心円に沿って山部と谷部が形成された構造を持つ場合も含む。
光学的立体パターンの断面が多角形の場合、頂点の角度によって輝度と光視野角の特性変化が大きい。集光による輝度と光視野角を考慮して、頂点の角度が８０〜１００゜であることが有利であり、８５〜９５゜であることがより有利である。
特に、耐損傷荷重の面で、頂点角の角度が９０゜である断面三角形の柱状の立体構造物から形成された構造化した表面を持つといっても、構造化した表面のクラックや歪みの発生がないことがある。
本発明の一実施形態による光学シートを製造する方法は特に限定されたものではなく、例えば前記紫外線硬化型オリゴマーまたは紫外線硬化型単量体に紫外線硬化剤などの添加剤及び光開始剤などを添加して紫外線硬化型液状組成物を製造した後、これを基材層にコートしてから硬化させることで光学シートを製造することができ、または押出しあるいはスタンピング（Ｓｔａｍｐｉｎｇ）法によって製造することもできる。
本発明の他の一実施形態によれば、前述した耐損傷荷重特性を満足する、光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ別途の層（以下、集光層と言う。）と他の機能を果たす層が複合光学シートまたは集光層内に互いに異なる機能を複合化した光学シートを提供する。以下、添付図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は本発明の好適な一実施形態による複合光学シートの断面図、図２〜図７は本発明の好適な他の実施形態による複合光学シートの断面図である。これら図においては、便宜上同一の構成部分に対して同一符号を使用したが、これらが組成及び形態などでまで同一であることを意味するものではないのは言うまでもない。
前述した耐損傷荷重特性を満足する、集光層を含む本発明による複合光学シートの一例として、図１には、基材層１０の少なくとも一面に光拡散性粒子２５を含む光拡散層２０が形成され、前記光拡散層２０上に発泡ビード３５を含む空気層３０が形成され、前記空気層３０上に集光層４０が形成された光学シートを示す。
図２に示すように、集光層４０にも発泡ビード３５を含むことができる。
また、図３に示すように、空気層３０を含まなく、基材層１０の少なくとも一面に光拡散性粒子２５を含む光拡散層が形成され、光拡散層２０上に発泡ビード３５を含む集光層４０が形成されたものであってもよい。この際、光拡散層２０は図４に示すように含まれないこともできる。
また、図５に示すように、基材層１０の少なくとも一面に光拡散性粒子２５と発泡ビード３５を共に含む光拡散層２０が形成され、光拡散層２０の一面に集光層４０を含む光学シートを一例としてあげることができる。
図１〜図５に示す光学シートはいずれも発泡ビード３５を含み、光学シートを複合化することにより、従来に光拡散機能を果たす部材（ｅｌｅｍｅｎｔ）とプリズムシートを接着して空気層がなくなることによって輝度が低下する点を発泡ビード３５を含むことで解決することができる。
すなわち、図１に示すように、基材層１０上に光拡散性粒子２５を含むことで光拡散の機能をするとともに、発泡ビード３５を含む空気層３０を含むことで輝度低下を防止することができる。
図２によれば、集光層４０にも発泡ビード３５を含むことができる。この場合、輝度をさらに向上させることができる。
図３に示す光学シートは、空気層３０を無くして集光層４０にだけ発泡ビード３５を含む光学シートである。この場合は、図２に比べて、輝度は多少低くなることができるが、製造コストを減らすことができるという面では有利である。
図４には、基材層１０上に、発泡ビード３５及び光拡散性粒子２５を含む集光層４０を含む光学シートを示す。このような場合は、基材層１０と集光層４０の間に追加の光拡散層２０または空気層３０を含む光学シートに比べて、輝度は低下することができるが、製造工程を減らすことができるので、不良率を低めることができるという面では有利である。
図５は光拡散層２０内に発泡ビード３５及び光拡散性粒子２５を含む場合である。この場合には、拡散粒子を通じて拡散された光源が隣接した発泡ビードの空気層によって屈折されて正面方向に光経路を集中させることにより輝度を向上させることができる。
このような発泡ビード３５は、これを含む層をなす樹脂組成またはバインダー樹脂に発泡剤を混合して塗布し、熱を加えて発泡させることで形成できる。言い換えれば、発泡ビード３５を含む層、つまり光拡散層２０、空気層３０または集光層４０をなす樹脂組成またはバインダー樹脂に発泡剤を混合し、これを積層すべき面、つまり光拡散層３０または基材層１０上に塗布した後、熱を加えることで、発泡剤が気化しながら発泡させるようにしたものである。前記発泡剤はシェルとコアの二重構造のビード形態であり、気化しながらコア部分が脹れ上がって空気を含む発泡ビード３５となる。この際、発泡されて屈折効果を引き起こすことができる十分な空気層を形成するために、発泡ビード３５の粒径は２〜１００μｍとなるようにすることが好ましいし、これは発泡前の発泡剤粒径の１．２〜２倍であることができる。また、発泡ビード３５の含量は、含まれる層が光拡散層または空気層の場合、バインダー樹脂１００重量部に対して３０〜３００重量部であることが好ましく、発泡ビード３５が含有される層が集光層４０の場合、硬化性樹脂組成１００重量部に対して１〜３０重量部となるように含むことが好ましい。
このような機能をする発泡剤は特に限定されるものではないが、イソブタンあるいはイソペンタンなどを使用することが好ましく、発泡剤の適切な発泡のために、６０〜２００℃の熱を３〜３００秒間加えることが好ましく、光硬化の際に付随的に発生するＵＶ硬化器ランプの発熱によっても発泡できる。
このような発泡ビード３５を含む空気層３０を形成する場合、空気層３０は、バインダー樹脂としてアクリルポリオールなどを使用することができ、後述する光拡散層のバインダー樹脂として使用することができる樹脂の中で選択して使用することもできる。
前記バインダー樹脂に前記発泡剤を混合して発泡させることで、発泡ビード３５を形成することができる。この際、前記空気層３０の厚さは２〜１００μｍであることが好ましい。
また、本発明の複合光学シートは、前述したもののように耐損傷荷重値を満足させる場合であれば、図６及び図７に示すように、基材層１０の一面に光拡散層２０を形成し、光拡散層２０上に集光層４０を形成したものであるか、基材層の一面に光拡散性粒子２５を含む粒子分散層５０を形成し、他の一面には集光層４０を形成する場合ももちろん可能である。
基材層１０の下面に粒子分散層５０を持つ場合、隠蔽性を向上させることができる。
本発明による光学シートにおいて、基材層１０は限定されるものではないが、一例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリイミド、ポリアミドの中で選ばれるいずれか１種以上の物質で形成でき、主にポリエチレンテレフタレートフィルムとポリカーボネートフィルムを使用することができ、必要によっては光拡散粒子をさらに含んで凹凸の形成された構造に形成することもできる。基材層１０の厚さは、機械的強度及び熱安定性、そして柔軟性に有利でありながら透過光の損失を防止するという面で、１０〜１０００μｍであり、より好ましくは１５〜４００μｍである。
光拡散層２０が形成される場合、光拡散層２０はバインダー樹脂に光拡散性粒子２５を分散させて形成される。バインダー樹脂としては、前記基材層１０との接着性が良く、分散される光拡散性粒子２５との相溶性が良くなければならないので、光拡散性粒子２５がバインダー樹脂に均一に分散されて分離されるか沈澱されないものを使用することができる。このようなバインダー樹脂の一例としては、不飽和ポリエステル、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ノーマルブチルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、エチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ノーマルブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートの単独重合体、これらの共重合体または三元共重合体などのアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂などを使用することができる。
また、前記光拡散性粒子２５は複数の有機粒子または無機粒子を使用することができる。代表的に使用される有機粒子としては、メチルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、エチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ノーマルブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートの単独重合体または共重合体であるアクリル系粒子；ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系粒子；アクリル系樹脂とオレフィン系樹脂の共重合体粒子；及び単一重合体の粒子を形成した後、その層上に他の種類の単量体で被せて作った多層多成分系粒子を使用することができる。一方、無機粒子としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム及びフッ化マグネシウムなどを使用することができる。前記有機及び無機粒子はただ例示的なものに過ぎなく、前記列挙した有機材または無機材の粒子に限定されなく、本発明の主目的を達成するものである限り、他の公知の材料でいくらでも代替することができるのは当業者には自明であり、このような材質変更の場合もやはり本発明の技術的思想の範疇内にある。
前記光拡散性粒子２５は単層または多層に分散でき、粒径が１〜８０μｍであるものを使用するのが好ましく、前記バインダー樹脂１００重量部に対して５０〜３００重量部を含むことが良い。このような粒径の光拡散性粒子を前記含量で含む場合、白濁現象及び粒子の離脱を防止するとともに適切な光拡散効果を提供することができる。以上の光拡散層２０の厚さは５〜１００μｍであることができる。
粒子分散層５０で明示した層を成す成分も光拡散層２０の形成におけるバインダー樹脂及び光拡散性粒子２５と同様であり、その厚さは１〜１００μｍであることができる。
集光層４０については前述した。
前記のように複合光学シートを製造することにより、基材層１０を通過した光が光拡散性粒子２５によって均一に拡散され、空気層の役目をする発泡ビード３５は輝度低下を防止するだけでなく光の拡散を助ける役目をする。このように拡散、屈折された光は直ちに集光層４０を通るので、従来に比べて光の損失が大幅に減少する。したがって、光の拡散機能と輝度の増加機能を提供するために、別に製造したシートを一遍に製造することで、装着構成によって複合シートを含んで装着したシートの構成が既存の光拡散部材及びプリズムシートを別に使用する場合と同等な輝度を提供しながらも光が拡散されて隠蔽性を向上させることにより、製造工程とコストが節減され、バックライト用光学シートアセンブリーにおいて装着されるシートの数を減らすことができるので有利である。
以下、本発明の実施例をより詳細に説明するが、本発明の範囲がこれら実施例に限定されるものではない。
以下の実施例において、粗液から得られる硬化膜のガラス転移温度の測定はＡＳＴＭ Ｅ１３５６によるＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）によって測定した結果によって決定されるものである。この際、硬化膜は粗液をバーコーター（ｂａｒ ｃｏａｔｅｒ）でガラス面上に塗布した後、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社製、６００Ｗａｔｔ／ｉｎｃｈ２）によって９００ｍＪ／ｃｍ２で照射することで得られるものである。
粗液の粘度は２５℃でＶｉｓｃｏｍｅｔｅｒ（ブルックフィールド社製）を利用して測定した値である。
ウレタンアクリレートオリゴマーの製造
合成例１
オイルバス、温度計、還流冷却器、滴下ファネルが設置された１０００ｍｌ ４口のフラスコにエーテル系のポリオール（ＰＰＧ、ＢＡＳＦ社製、Ｌｕｐｒａｎｏｌ １１００）０．１９５モル、１，６−ヘキサンジオール０．２４３モル、反応触媒であるジブチルすずジラウレート０．０３ｇを投入し、約７０〜８０℃で３０分撹拌して混合させた後、ジフェニルメタンジイソシアネート２．１５４モルを約１時間の間隔で２または３段階に分けて添加して総約５時間反応を進行して末端がイソシアネートになっているウレタンプレポリマーを製造した。この際、末端がイソシアネートになっているプレポリマーのＲ（Ｎ＝Ｃ＝Ｏ／ＯＨ、イソシアネート基とヒドロキシ基との割合）値は約１．６６であり、またウレタンプレポリマーのＨＳ（Ｈａｒｄ Ｓｅｇｍｅｎｔ）／ＳＳ（Ｓｏｆｔ Ｓｅｇｍｅｎｔ）の比は１／３．９程度である。
その後、ビニルグループの熱重合を防ぐために、反応器の温度を約５０℃に下げた後、これにヒドロキシエチルアクリレート０．６５７モルを添加し、イソシアネート基が完全に消耗されるまで４〜６時間撹拌した。ＦＴ−ＩＲスペクトラムを利用して、２２７０ｃｍ−１付近のＮ＝Ｃ＝Ｏの特性ピークから残余イソシアネートがないことを確認し、反応を終結することで、ウレタンアクリレートオリゴマーを得た。
合成例２
前記合成例１において、ＨＳ（Ｈａｒｄ Ｓｅｇｍｅｎｔ）／ＳＳ（Ｓｏｆｔ Ｓｅｇｍｅｎｔ）の比が１／２．６５程度になるように、ポリオール、鎖延長剤及びジフェニルメタンジイソシアネートの割合を調節して得られたウレタンプレポリマーを使用したことを除き、同様な方法でウレタンアクリレートオリゴマーを製造した。
合成例３
前記合成例１において、ＨＳ（Ｈａｒｄ Ｓｅｇｍｅｎｔ）／ＳＳ（Ｓｏｆｔ Ｓｅｇｍｅｎｔ）の比が１／１．５１程度になるように、ポリオール、鎖延長剤及びジフェニルメタンジイソシアネートの割合を調節して得られたウレタンプレポリマーを使用したことを除き、同様な方法でウレタンアクリレートオリゴマーを製造した。
合成例４
前記合成例１において、ＨＳ（Ｈａｒｄ Ｓｅｇｍｅｎｔ）／ＳＳ（Ｓｏｆｔ Ｓｅｇｍｅｎｔ）の比が１／１．３２程度になるように、ポリオール、鎖延長剤及びジフェニルメタンジイソシアネートの割合を調節して得られたウレタンプレポリマーを使用したことを除き、同様な方法でウレタンアクリレートオリゴマーを製造した。
光学シートの製造
実施例１
全体固形分１００重量部に対し、前記合成例１で製造して得たウレタンアクリレートオリゴマー６０重量部、ビスフェノールＡ型アクリレート１０重量部、フェノキシエチルメタクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３４０）１０重量部、フェノキシエチルアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３３９）１５重量部、光開始剤２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド１．５重量部、光開始剤メチルベンゾイルホルメート１．５重量部、添加剤ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート（（ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート（ｂｉｓ（１，２，２，６，６−ｐｅｎｔａｍｅｔｈｙｌ−４−ｐｉｐｅｒｉｄｙｌ）ｓｅｂａｃａｔｅ））２．０重量部を混合し、６０℃で１時間混合して組成物を製造した（硬化膜形成の際、ガラス転移温度−３０℃以下、２５℃であるとき、粗液の粘度３５００ｃｐｓ）。
基材層であるポリエチレンテレフタレート（ＫＯＬＯＮ社製）の一面に前記組成物を塗布し、３５℃のプリズム状ローラーのフレーム上に置き、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社製、６００Ｗａｔｔ／ｉｎｃｈ２）にＤタイプ電球を装着し、基材層の方向に９００ｍＪ／ｃｍ２を照射することで、プリズムの頂点角が９０゜、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形三角プリズムを形成して光学シートを製造した。
実施例２
前記実施例１において、ウレタンアクリレートオリゴマー５０重量部とビスフェノールＡ型アクリレート２０重量部を添加したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が２２００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は２℃であった。
実施例３
前記実施例１において、ウレタンアクリレートオリゴマー４０重量部とビスフェノールＡ型アクリレート３０重量部を添加したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が１３００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は１２℃であった。
実施例４
前記実施例１において、ウレタンアクリレートオリゴマー３０重量部とビスフェノールＡ型アクリレート４０重量部を添加したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が９５０ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は２５℃であった。
実施例５
前記実施例１において、ウレタンアクリレートオリゴマー２０重量部とビスフェノールＡ型アクリレート５０重量部を添加したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が７２０ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は３８℃であった。
実施例６
前記実施例１において、ウレタンオリゴマーとして合成例２で収得したウレタンアクリレートオリゴマーを使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が３３００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は−１５℃であった。
実施例７
前記実施例１において、ウレタンオリゴマーとして合成例３で収得したウレタンアクリレートオリゴマーを使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が３１００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は−１３℃であった。
実施例８
前記実施例１において、ウレタンオリゴマーとして合成例４で収得したウレタンアクリレートオリゴマーを使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が３１００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は−１０℃であった。
比較例１
光学シートとして３Ｍ社のＢＥＦＩＩＩリズムフィルムを使用した。
比較例２
光学シートとして斗山社のＢｒｔｉｅ−２００プリズムフィルムを使用した。
比較例３
光学シートとしてＬＧ社のＬＥＳ−Ｔ２プリズムフィルムを使用した。
前記それぞれの実施例及び比較例で得られた光学シートの耐損傷荷重、耐スクラッチ性、密着程度及び輝度を次のように測定した。
（１）耐損傷荷重
Ａ．第１試験：実施例及び比較例による光学シート（規格３０×１０ｃｍ）上に、市販のＬＤ１４フィルムのコーティング層（コーティング層の表面粗度Ｓｚ＝２．３μｍ、硬度 Ｆ、Ｋｏｌｏｎ社製）と光学シートの構造化表面が接するように積層させた。
ついで、ポリエチレンテレフタレートフィルムの上部に一定荷重を持つ分銅を載せ、光学シートを３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っぱった後、光学シートの構造化表面を肉眼で観察しかつＳＥＭ（Ｓ４３００、Ｈｉｔａｃｈｉ社製）を利用して観察した。この際、光学シートを一定速度で引っぱる手段として摩擦係数測定器（Ｔｏｙｏｓｅｉｋｉ社製）を使用した。
分銅の荷重を変えながら評価して、実質的に光学シートの構造化表面に損傷が生じない最大荷重を測定し、これを耐損傷荷重に決定した。
この際、ＳＥＭによる分析は倍率×３００で行った。
Ｂ．第２試験：実施例及び比較例による光学シートを、市販のＬＤ１０フィルムのコーティング層（コーティング層の表面粗度Ｓｚ＝５．５μｍ、硬度 Ｆ、規格３０×１０ｃｍ、Ｋｏｌｏｎ社製）と光学シートの構造化表面が接するように積層させた。
このように積層フィルムのコーティング層を異にしたことを除き、前記第１試験と同様な方法で耐損傷荷重を評価した。
Ｃ．第３試験：実施例及び比較例による光学シートを、市販のＬＤ３４フィルムのコーティング層（コーティング層の表面粗度Ｓｚ＝１０．５μｍ、硬度 Ｆ、規格３０×１０ｃｍ、Ｋｏｌｏｎ社製）と光学シートの構造化表面が接するように積層させた。
このように積層フィルムのコーティング層を異にしたことを除き、前記第１試験と同様な方法で耐損傷荷重を評価した。
（２）耐スクラッチ性
前記実施例及び比較例の光学シートをＩＭＯＴＯ社のＢｉｇ Ｈｅａｒｔテスト装置による基本重さを使用して最小限の圧力を加えたとき、構造層のスクラッチ発生有無を測定したところ、その結果は次の表１のようである。損傷の程度は肉眼で判断し、基準は次のようである。
耐スクラッチ性不良←×＜△＜○＜◎→耐スクラッチ性優秀
（３）高温高湿の後の密着発生有無
前記実施例及び比較例の光学シートを温度６０℃、湿度８０％で、２５０時間Ｍｏｄｕｌｅ状態に装着して密着状態を観察した。
密着発生なし：◎、低度の密着発生：○、中度の密着発生：△、高度の密着発生：×
（４）輝度
１７インチ液晶ディスプレーパネル用バックライトユニット（モデル名：ＬＭ１７０Ｅ０１、大韓民国喜星電子製）に前記実施例及び比較例のそれぞれの光学シートを積層して固定し、輝度計（モデル名：ＢＭ−７、日本ＴＯＰＣＯＮ社製）を使用して任意の１３地点の輝度を測定し、その平均値を求めた。
Figure 2011509436
 前記表１に示すように、本発明によって弾性と靭性を兼備した組成物によって立体パターンが形成された光学シートは、耐損傷荷重が苛酷な環境下で２０ｇ以上であり、耐スクラッチ性が非常に優れたことが分かる。また、光学シート固有の輝度も適正であることが分かる。
このような結果から、本発明の光学シートが外部から加わる一定の力に対して構造物のクラックや歪みなどの損傷が生じないことが分かり、これから構造層の損傷による輝度低下も発生しないことを予想することができる。
実施例９
全体固形分１００重量部に対し、前記合成例１で製造して得たウレタンアクリレートオリゴマー７０重量部、フェノキシエチルメタクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３４０）１０重量部、フェノキシエチルアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３３９）１５重量部、光開始剤２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド１．５重量部、光開始剤メチルベンゾイルホルメート１．５重量部、添加剤ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート２．０重量部を混合し、６０℃で１時間混合して組成物を製造した（硬化膜形成の際、ガラス転移温度−３０℃以下、２５℃での粗液の粘度は４４００ｃｐｓ）。
基材層であるポリエチレンテレフタレート（ＫＯＬＯＮ社製）の一面に前記組成物を塗布し、３５℃のプリズム状ローラーのフレーム上に置き、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社製、６００Ｗａｔｔ／ｉｎｃｈ２）にＤタイプ電球を装着し、基材層の方向に９００ｍＪ／ｃｍ２を照射することで、プリズムの頂点角が９０゜、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形三角プリズムを形成して光学シートを製造した。
実施例１０
前記実施例９において、線形三角プリズムの代わりに、断面が半円形、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍのレンチキュラーレンズを形成して光学シートを製造した。
実施例１１
前記実施例９において、線形三角プリズムの代わりに、断面が半円形、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形プリズムを形成して光学シートを製造した。
実施例１２
前記実施例９において、線形三角プリズムの代わりに、断面が五角形、頂点角が９５゜、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形プリズムを形成して光学シートを製造した。
実施例１３
前記実施例９において、線形三角プリズムの代わりに、断面が半円形、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの曲線形プリズムを形成して光学シートを製造した。
実施例１４
前記実施例９において、ウレタンアクリレートオリゴマーとして合成例２で収得したウレタンアクリレートオリゴマーを使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が３９００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は−２２℃であった。
実施例１５
前記実施例９において、ウレタンアクリレートオリゴマーとして合成例３で収得したウレタンアクリレートオリゴマーを使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が３４００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は−１５℃であった。
実施例１６
前記実施例９において、ウレタンアクリレートオリゴマーとして合成例４で収得したウレタンアクリレートオリゴマーを使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が３３００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は−７℃であった。
前記実施例９〜１６から得られた光学シートの耐損傷荷重、耐スクラッチ性、密着程度及び輝度を前述した方法で測定し、その結果を次の表２に示した。
Figure 2011509436
 前記表２に示すように、耐損傷荷重が２０ｇ以上の光学シートは構造化した表面の耐スクラッチ性に非常に優れたことが分かる。また、光学シート固有の輝度も適正であることが分かる。
このような結果は、本発明の一実施形態による光学シートが外部から加わる一定の力に対して構造物のクラックや歪みなどの損傷が生じないことが分かり、これから構造層損傷による輝度低下も発生しないさことを予想することができる。
実施例１７
基材層である１８８μｍの超透明ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＦＨＳＳ、Ｋｏｌｏｎ社製）の一面に、アクリル樹脂（５２−６６６、エキョン化学社製）１００重量部にメチルエチルケトン３０重量部、トルエン８０重量部を計量し希釈して屈折率１．４９のバインダー樹脂を製造した後、平均粒径２０μｍの屈折率１．４９の球形ポリメチルメタクリレート粒子（ＭＨ２０Ｆ、Ｋｏｌｏｎ社製）を前記バインダー樹脂に対して１５０重量部で混合し、ミリング機で単層に単分散させ、これをグラビアコーターでコートした後、１２０℃で６０秒間硬化させて乾燥後の厚さが２５μｍになるように光拡散層（屈折率：１．４９）を塗布した。
前記硬化された光拡散層の一面に空気層を次のように形成した。アクリル樹脂（５２−６６６、エキョン化学社製）１００重量部にメチルエチルケトン５０重量部、トルエン９０重量部を計量し希釈して屈折率１．４９のバインダー樹脂を製造した後、前記バインダー樹脂１００重量部に対してイソブタン粒子５０重量部を混合し、ミリング機で単層に単分散させ、これをグラビアコーターでコートし、乾燥後の厚さが２０μｍになるように塗布した。前記グラビアコーティングの後、１２０℃で６０秒間熱処理して、イソブタン粒子の平均粒径が１５μｍになるようにした。
前記空気層の一面に次のように集光層を形成した。前記合成例１で製造して得たウレタンアクリレートオリゴマー７０重量部、フェノキシエチルメタクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３４０）１０重量部、フェノキシエチルアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３３９）１５重量部、光開始剤２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド１．５重量部、光開始剤メチルベンゾイルホルメート１．５重量部、添加剤ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート２．０重量部を混合し、６０℃で１時間混合して硬化性組成物を製造した（硬化膜形成の際、ガラス転移温度−３０℃以下、２５℃での粗液の粘度４４００ｃｐｓ）。その後、空気層の一面に前記組成物を塗布し、３５℃のプリズム状ローラーのフレーム上に置き、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社製、６００Ｗａｔｔ／ｉｎｃｈ２）にＤタイプ電球を装着し、基材層の方向に９００ｍＪ／ｃｍ２を照射することで、プリズムの頂点角が９０゜、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形三角プリズムを形成して光学シートを製造した。
実施例１８
前記実施例１７において、集光層形成の際、線形三角プリズムの代わりに、断面が半円形、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍのレンチキュラーレンズを形成して光学シートを製造した。
実施例１９
前記実施例１７において、集光層形成の際、線形三角プリズムの代わりに、断面が半円形、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形プリズムを形成して光学シートを製造した。
実施例２０
前記実施例１７において、集光層形成の際、線形三角プリズムの代わりに、断面が五角形、頂点角が９５゜、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形プリズムを形成して光学シートを製造した。
実施例２１
前記実施例１７において、集光層形成の際、線形三角プリズムの代わりに、断面が半円形、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの曲線形プリズムを形成して光学シートを製造した。
実施例２２
前記実施例１７において、集光層形成の際、ウレタンアクリレートオリゴマーとして合成例２で収得したウレタンアクリレートオリゴマーを使用した硬化性組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が３９００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は−２２℃であった。
実施例２３
前記実施例１７において、集光層形成の際、ウレタンアクリレートオリゴマーとして合成例３で収得したウレタンアクリレートオリゴマーを使用した硬化性組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が３７００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は−１５℃であった。
実施例２４
前記実施例１７において、集光層形成の際、ウレタンアクリレートオリゴマーとして合成例４で収得したウレタンアクリレートオリゴマーを使用した硬化性組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が３３００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は−７℃であった。
実施例２５
前記実施例１７において、集光層形成の際、ウレタンアクリレートオリゴマー７０重量部の代わりに、ウレタンアクリレートオリゴマー６０重量部とビスフェノールＡ型アクリレート１０重量部を添加した硬化性組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が２５００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は２℃であった。
実施例２６
前記実施例１７において、集光層形成の際、ウレタンアクリレートオリゴマー７０重量部の代わりに、ウレタンアクリレートオリゴマー５０重量部とビスフェノールＡ型アクリレート２０重量部を添加した硬化性組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が１５００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は９℃であった。
実施例２７
前記実施例１７において、集光層形成の際、ウレタンアクリレートオリゴマー７０重量部の代わりに、ウレタンアクリレートオリゴマー４０重量部とビスフェノールＡ型アクリレート３０重量部を添加した硬化性組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が１３００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は１５℃であった。
実施例２８
前記実施例１７において、集光層形成の際、ウレタンアクリレートオリゴマー７０重量部の代わりに、ウレタンアクリレートオリゴマー３０重量部とビスフェノールＡ型アクリレート４０重量部を添加した硬化性組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が１０２０ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は２５℃であった。
実施例２９
前記実施例１７において、集光層形成の際、ウレタンアクリレートオリゴマー７０重量部の代わりに、ウレタンアクリレートオリゴマー２０重量部に、ビスフェノールＡ型アクリレート５０重量部を添加した硬化性組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。この際、粗液は、２５℃での粘度が８００ｃｐｓであり、硬化膜形成の際、ガラス転移温度は３８℃であった。
実施例３０
前記実施例１７において、空気層形成の際、イソブタン粒子をバインダー樹脂１００重量部に対して１００重量部になるように混合したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。
実施例３１
前記実施例１７において、空気層を形成しないことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。
実施例３２
基材層である１８８μｍの超透明ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＦＨＳＳ、Ｋｏｌｏｎ社製）の一面に、アクリル樹脂（５２−６６６、エキョン化学社製）１００重量部にメチルエチルケトン３０重量部、トルエン８０重量部を計量し希釈して屈折率１．４９のバインダー樹脂を製造した後、平均粒径２０μｍの屈折率１．４９の球形ポリメチルメタクリレート粒子（ＭＨ２０Ｆ、Ｋｏｌｏｎ社製）を前記バインダー樹脂に対して１５０重量部で混合し、ミリング機で単層に単分散させ、これをグラビアコーターでコートした後、１２０℃で６０秒間硬化させ、乾燥後の厚さ２５μｍになるように光拡散層（屈折率：１．４９）を塗布した。
前記硬化された光拡散層の一面に空気層を次のように形成した。アクリル樹脂（５２−６６６、エキョン化学社製）１００重量部にメチルエチルケトン５０重量部、トルエン９０重量部を計量し希釈して屈折率１．４９のバインダー樹脂を製造した後、前記バインダー樹脂１００重量部に対してイソブタン粒子５０重量部を混合し、ミリング機で単層に単分散させ、これをグラビアコーターでコートし、乾燥後の厚さが２０μｍになるように塗布した。前記グラビアコーティングの後、１２０℃で６０秒間熱処理してイソブタン粒子の平均粒径が１５μｍになるようにした。
前記空気層の一面に次のように集光層を形成した。前記合成例１で製造して得たウレタンアクリレートオリゴマー４０重量部、ビスフェノールＡ型アクリレート３０重量部、フェノキシエチルメタクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３４０）１０重量部、フェノキシエチルアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３３９）１５重量部、光開始剤２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド１．５重量部、光開始剤メチルベンゾイルホルメート１．５重量部、添加剤ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート２．０重量部を混合した硬化性組成物１００重量部にポリメチルメタクリレート粒子（ＭＨ２０Ｆ、Ｋｏｌｏｎ社製）を５重量部になるように、そしてイソブタン粒子を５重量部になるように混合し、６０℃で１時間混合して得られた組成物（硬化膜形成の際、ガラス転移温度１５℃、２５℃での粘度が３３００ｃｐｓ）を空気層上に塗布し、３５℃のプリズム状ローラーのフレーム上に置き、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社製、６００Ｗａｔｔ／ｉｎｃｈ２）にＤタイプ電球を装着し、基材層の方向に９００ｍＪ／ｃｍ２を照射することで、プリズムの頂点角が９０゜、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形三角プリズムを形成するとともに紫外線硬化器から発生する硬化熱（１５０℃、５秒）でイソブタン粒子を発泡させて平均粒径が１５μｍになるようにし、屈折率が１．５６の集光層を形成した。
実施例３３
前記実施例３２において、空気層を形成しないで光学山層上に集光層を形成したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。
実施例３４
基材層である１８８μｍの超透明ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＦＨＳＳ、Ｋｏｌｏｎ社製）の一面に、前記合成例１で製造して得たウレタンアクリレートオリゴマー４０重量部、ビスフェノールＡ型アクリレート３０重量部、フェノキシエチルメタクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３４０）１０重量部、フェノキシエチルアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３３９）１５重量部、光開始剤２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド１．５重量部、光開始剤メチルベンゾイルホルメート１．５重量部、添加剤ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート２．０重量部を混合した硬化性組成物１００重量部にポリメチルメタクリレート粒子（ＭＨ２０Ｆ、Ｋｏｌｏｎ社製）を５重量部になるように、そしてイソブタン粒子を５重量部になるように混合し、６０℃で１時間混合して得られた組成物（硬化膜形成の際、ガラス転移温度１５℃、２５℃での粘度が１３００ｃｐｓ）を塗布して３５℃のプリズム状ローラーのフレーム上に置き、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社製、６００Ｗａｔｔ／ｉｎｃｈ２）にＤタイプ電球を装着し、基材層の方向に９００ｍＪ／ｃｍ２を照射することで、プリズムの頂点角が９０゜、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形三角プリズムを形成するとともに紫外線硬化器から発生する硬化熱（１５０℃、５秒）でイソブタン粒子を発泡させて平均粒径が１５μｍになるようにし、屈折率が１．５６の集光層を形成した。
実施例３５
前記実施例３３において、集光層形成の際、イソブタン粒子を硬化性組成物１００重量部に対して１０重量部になるように混合した組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。
実施例３６
前記実施例３４において、集光層形成の際、イソブタン粒子を硬化性組成物１００重量部に対して７重量部になるように混合した組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。
実施例３７
前記実施例３４において、集光層形成の際、イソブタン粒子を硬化性組成物１００重量部に対して９重量部になるように混合した組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。
実施例３８
前記実施例３４において、集光層形成の際、ポリメチルメタクリレート粒子を硬化性組成物１００重量部に対して３重量部になるように混合した組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。
実施例３９
前記実施例３４において、集光層形成の際、ポリメチルメタクリレート粒子を硬化性組成物１００重量部に対して７重量部になるように混合した組成物を使用したことを除き、同様な方法で光学シートを製造した。
実施例４０
基材層である１８８μｍの超透明ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＦＨＳＳ、Ｋｏｌｏｎ社製）の一面に、アクリル樹脂（５２−６６６、エキョン化学社製）１００重量部にメチルエチルケトン３０重量部、トルエン８０重量部を計量し希釈して屈折率１．４９のバインダー樹脂を製造した後、平均粒径２０μｍの屈折率１．４９の球形ポリメチルメタクリレート粒子（ＭＨ２０Ｆ、Ｋｏｌｏｎ社製）を前記バインダー樹脂に対して５０重量部で、そしてイソブタン粒子を５０重量部で混合し、ミリング機で単層に単分散させ、これをグラビアコーターでコートした後、１２０℃で６０秒間硬化させて乾燥後の厚さ２５μｍになるように光拡散層（屈折率：１．４９）を塗布した。
前記硬化された光拡散層の一面に次のように集光層を形成した。前記合成例１で製造して得たウレタンアクリレートオリゴマー４０重量部、ビスフェノールＡ型アクリレート３０重量部、フェノキシエチルメタクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３４０）１０重量部、フェノキシエチルアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３３９）１５重量部、光開始剤２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド１．５重量部、光開始剤メチルベンゾイルホルメート１．５重量部、添加剤ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート２．０重量部を６０℃で１時間混合して得られた組成物（硬化膜形成の際、ガラス転移温度１５℃、２５℃での粘度が１３００ｃｐｓ）を塗布して３５℃のプリズム状ローラーのフレーム上に置き、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社製、６００Ｗａｔｔ／ｉｎｃｈ２）にＤタイプ電球を装着し、基材層の方向に９００ｍＪ／ｃｍ２を照射することで、プリズムの頂点角が９０゜、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形三角プリズムを形成した（屈折率１．５６）。
実施例４１
基材層である１８８μｍの超透明ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＦＨＳＳ、Ｋｏｌｏｎ社製）の一面に、アクリル樹脂（５２−６６６、エキョン化学社製）１００重量部にメチルエチルケトン３０重量部、トルエン８０重量部を計量し希釈して屈折率１．４９のバインダー樹脂を製造した後、平均粒径２０μｍの屈折率１．４９の球形ポリメチルメタクリレート粒子（ＭＨ２０Ｆ、Ｋｏｌｏｎ社製）を前記バインダー樹脂に対して１００重量部混合し、ミリング機で単層に単分散させ、これをグラビアコーターでコートした後、１２０℃で６０秒間硬化させて乾燥後の厚さ２５μｍになるように粒子分散層（屈折率：１．４９）を塗布した。
基材層の他の一面に、次のように集光層を形成した。前記合成例１で製造して得たウレタンアクリレートオリゴマー４０重量部、ビスフェノールＡ型アクリレート３０重量部、フェノキシエチルメタクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３４０）１０重量部、フェノキシエチルアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ、ＳＲ３３９）１５重量部、光開始剤２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド１．５重量部、光開始剤メチルベンゾイルホルメート１．５重量部、添加剤ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート２．０重量部を６０℃で１時間混合して得られた組成物（硬化膜形成の際、ガラス転移温度１５℃、２５℃での粘度が１３００ｃｐｓ）を塗布して３５℃のプリズム状ローラーのフレーム上に置き、紫外線照射装置（Ｆｕｓｉｏｎ社製、６００Ｗａｔｔ／ｉｎｃｈ２）にＤタイプ電球を装着し、基材層の方向に９００ｍＪ／ｃｍ２を照射することで、プリズムの頂点角が９０゜、ピッチが５０μｍ、高さが２５μｍの線形三角プリズムを形成した（屈折率１．５６）。
比較例４
光拡散フィルム（ＬＤ６０２、Ｋｏｌｏｎ社製）の一面にプリズムフィルム（ＬＣ２１３、Ｋｏｌｏｎ社製）を積層した。
比較例５
光拡散フィルム（ＬＤ６０２、Ｋｏｌｏｎ社製）の一面にプリズムフィルム（３Ｍ社のＢＥＦＩＩＩ）を積層した。
比較例６
光拡散フィルム（ＬＤ６０２、Ｋｏｌｏｎ社製）の一面にプリズムフィルム（斗山社のＢｒｔｉｅ−２００）を積層した。
比較例７
光拡散フィルム（ＬＤ６０２、Ｋｏｌｏｎ社製）の一面にプリズムフィルム（ＬＧ社のＬＥＳ−Ｔ２）を積層した。
前記実施例１７〜実施例４１及び比較例４〜７によって得られる光学シートに対し、前述した方法で耐損傷荷重、耐スクラッチ性、輝度、密着染みを評価し、その結果を次の表３に示した。
また、隠蔽性を次のような方法で評価し、その結果を次の表３に示した。
（５）隠蔽性
輝度は、トプコン社のＢＭ−７を利用してバックライトをオンさせて２時間予熱した後に測定し、値はバックライトユニット（ＢＬＵ、３２インチ）内の反射シート及び拡散板を除いたすべてのシート類を除去し、実施例及び比較例で製造された光学部材を装着し、最も明るい部分を中心として四方に１ｍｍの間隔で測定し、最高輝度値と最低輝度値の差を最高輝度値で分けた値を百分率で示したウェーバー分率（Ｗａｂｅｒ Ｆｒａｃｔｉｏｎ、％）値を測定した。この値は前記実施例及び比較例によって製造された光学部材のランプ隠蔽性を示す値であり、ウェーバー分率が大きいほど隠蔽性が低いように使用される。
Figure 2011509436
 前記表３に示すように、耐損傷荷重が２０ｇ以上の本発明の実施例による光学シートは、構造化した表面の耐スクラッチ性に非常に優れたことが分かる。また、光学シート固有の輝度も適正であることが分かる。
このような結果は、本発明の光学シートが外部から加わる一定の力に対して構造物のクラックや歪みなどの損傷が生じないことが分かり、これから集光層損傷による輝度低下も発生しないことを予想することができる。
特に、硬化されたとき、ガラス転移温度が−１５〜２５℃程度である粗液から構造化した表面を持つ場合、耐損傷荷重が適正でありながらも密着染みが発生せずより有利であることが分かる。
また、本発明の実施例による光学シートは、複合化したにもかかわらず、従来のプリズムフィルムと光拡散フィルムを積層した場合と同等な輝度及び隠蔽性を提供することができることが分かる。
したがって、光損失を最小化しながら光源の利用効率を増大させて輝度及び隠蔽性を高めることができるので、従来のように光拡散フィルム及びプリズムフィルムを別に使用しなくても同等以上の輝度を提供することができ、外部から加わる荷重またはフィルム積層による損傷を防止することができる集光層を持つことにより保護フィルムも省略することができ、複数のフィルムを積層することによって発生する問題を予防することができると期待される。
さらに、実施例３４〜４０の結果において、耐損傷荷重値が多少低いにもかかわらず耐スクラッチ性は優秀（◎）であると評価されたが、これは空気層または拡散層中に含まれる発泡ビードなどによって、あるいは積層構造による隠蔽効果によって、肉眼観察による耐スクラッチ性評価においてはその結果が一層優秀であると評価されたと思われる。
１０：基材層
２０：光拡散層
２５：光拡散性粒子
３０：空気層
３５：発泡ビード
４０：集光層
５０：粒子分散層

Claims (18)

  1. 硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ光学シートにおいて、
    耐損傷荷重は、構造化した表面上に、表面粗度（Ｓｚ）が０．５μｍ〜１５μｍ、硬度が２Ｂ〜２Ｈの粒子を含むコーティング層を含むポリエチレンテレフタレートフィルムのコーティング層を隣接させて積層し、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に一定荷重を加えた状態で３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で光学シートを引っぱった後、構造化した表面の損傷有無を観察したとき、実質的に損傷が生じない時点の最大荷重であり、
    耐損傷荷重は、２０ｇ以上であることを特徴とする、光学シート。
  2. 基材層と、
    基材層の少なくとも一面に形成され、バインダー樹脂と光拡散性粒子を含む光拡散層と、
    光拡散層上に形成され、バインダー樹脂と発泡性ビードを含む空気層と、
    空気層上に形成され、発泡ビードを含むか含まない硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  3. 基材層と、
    基材層の少なくとも一面に形成され、バインダー樹脂と光拡散性粒子を含む光拡散層と、
    光拡散層上に形成され、発泡ビードを含む硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  4. 基材層と、
    基材層の少なくとも一面に形成され、バインダー樹脂と光拡散性粒子を含む光拡散層と、
    光拡散層上に形成され、硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  5. 基材層と、
    基材層の一面に形成され、バインダー樹脂と光拡散性粒子を含む粒子分散層と、
    基材層の他の一面に形成され、硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  6. 基材層と、
    基材層の少なくとも一面に形成され、バインダー樹脂、光拡散性粒子及び発泡性ビードを含む光拡散層と、
    光拡散層上に形成され、硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  7. 基材層と、
    基材層の少なくとも一面に形成され、発泡ビード及び光拡散性粒子を含む硬化性樹脂でなり、多数の光学的立体パターンが形成されて構造化した表面を持つ集光層と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  8. 耐損傷荷重が３０ｇ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  9. 耐損傷荷重が３０ｇ〜５００ｇであることを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  10. 硬化性樹脂は、ウレタンアクリレート系化合物、スチレン系化合物、ブタジエン系化合物、イソプレン単量体及びシリコンアクリレート系化合物の中で選ばれた少なくとも１種の化合物、またはビスフェノールアクリレート系化合物及びフルオレンアクリレート系化合物の中で選ばれる少なくとも１種の化合物との混合物の中で選ばれたいずれか１種以上の紫外線硬化型オリゴマーまたは紫外線硬化型単量体と、光開始剤と、を含む硬化性組成物から形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  11. 硬化性樹脂は、紫外線硬化型オリゴマーまたは紫外線硬化型単量体であり、ウレタンアクリレート系化合物及びビスフェノールアクリレート系化合物を含む硬化性組成物から形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  12. 硬化性樹脂は、ウレタンアクリレート系化合物を全体固形分１００重量部に対して１０〜８０重量部になるように含む硬化性組成物から形成されたことを特徴とする、請求項１１に記載の光学シート。
  13. 硬化性樹脂は、ビスフェノールアクリレート系化合物を全体固形分１００重量部に対して５〜８０重量部になるように含む硬化性組成物から形成されたことを特徴とする、請求項１１または１２に記載の光学シート。
  14. 硬化性樹脂は、２５℃での粘度が１００〜５，０００ｃｐｓである硬化性組成物から形成されたことを特徴とする、請求項１０に記載の光学シート。
  15. 硬化性樹脂は、ガラス転移温度が４０℃以下であることを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  16. 硬化性樹脂は、ガラス転移温度が−１５〜２５℃であることを特徴とする、請求項１５に記載の光学シート。
  17. 光学的立体パターンは、断面が多角形、半円形または半楕円形である多面体状、断面が多角形、半円形または半楕円形である柱状、あるいは断面が多角形、半円形または半楕円形である屈曲柱状の中で選ばれた一つ以上の形状を持つことを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
  18. 光学的立体パターンは、頂点角が９０゜である断面三角形の柱状を持つことを特徴とする、請求項１に記載の光学シート。
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