KR100598818B1

KR100598818B1 - 광확산제, 광확산 시트 및 무광택 시트

Info

Publication number: KR100598818B1
Application number: KR1020040044952A
Authority: KR
Inventors: 혼다마코토
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2006-07-11
Also published as: JP4804708B2; CN1289924C; US6963447B2; JP2005017920A; KR20050001333A; CN1576901A; US20040263965A1

Abstract

우수한 확산 효율을 가진 광확산 시트 및 무광택 시트는 밝은 콘트라스트가 높은 영상을 제공할 수 있고 불필요한 산란광을 줄이고 영상의 흐려짐과 번짐을 막아 고품질 영상을 재생할 수 있다. 광확산 시트 및 무광택 시트는 투명 기재(基材)에 분산되어 사용되는 광확산제를 포함한다. 상기 광확산제는 코어 입자 및 코어 입자의 표면을 덮는 피막층을 포함하며 (i)과(ii)의 조건을 충족한다:

조건 (i): N1<N2<N3 또는 N3<N2<N1

여기서 N1은 투명 기재 또는 매체의 굴절률을 나타내고, N2는 피막층의 굴절률을 나타내며 N3는 코어 입자의 굴절률을 나타낸다;

조건 (ii):

여기서 R은 코어 입자들의 평균 반지름(㎛)을 나타내고, T는 피막층의 두께(㎛)를 나타내며, n은 0(zero)이 아닌 정수, ψ는 0.4 내지 0.7㎛이다.

광확산제, 광확산 시트, 무광택 시트

Description

광확산제, 광확산 시트 및 무광택 시트{LIGHT DIFFUSING AGENT, LIGHT DIFFUSING SHEET, AND NONGLARE SHEET}

도 1은 본 발명에 따른 광확산 시트의 구조를 나타내는 전형적인 부분 확대도이다.

도 2는 확산각도 및 투명 기재(基材)의 굴절률(N1)과 코어 입자의 굴절률(N3) 사이의 차의 함수로서 명도의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 3은 본 발명에 따른 광확산제로 만든 피막층이 나노 입자들로 채워진 충진 구조를 나타내는 전형적인 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 무광택 시트의 전형적인 단면도이다.

※ 주요 도면 부호의 설명

A:투명 기재, B:확산제, b1:피막층, b2:코어입자, T:피막층 두께

1:무광택 시트, 2:투명한 기판, 3:피막층, 4:피막층의 두께, 5:광확산제

본 발명은 광확산제, 및 내부에 이 확산제를 분산시킨 광확산 시트 및 무광택 시트에 관한 것이다.

투명 또는 반투명 열가소성 수지인 기재에 분산된 실리카, 유리 또는 알루미나와 같은 확산제를 포함하는 광확산 시트는 투과형 투영 스크린, 조명 등에 사용되는 것으로 공지되었다.

상기 광확산 시트는 생산이 쉽고 비용 절감이 유리하기 때문에 상업적 용도로 광범위하게 사용되어 왔다. 그러나, 이 광확산 시트에서, 사용되는 확산제의 양이 투과형 투영 스크린에서 더 큰 시야각을 제공하기 위해 증가된다면, 현저한 광량 손실 또는 투명도 및 영상 해상도의 열화가 자주 일어난다.

일본 특허 공개 제 120702/1990호는, 상기 문제를 해결하기 위한 방법으로, 광확산제를 사용하는 광확산 시트를 제안하며, 광확산제의 최외각 끝부분의 굴절률과 중앙 부분의 굴절률이 구체적으로 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제 120732/1990호에 기재된 기술의 장점은 뛰어난 투명도를 가진 영상을 생성할 수 있고, 광원의 광량 손실이 낮고 우수한 광확산특성을 제공할 수 있는 광확산 시트를 제공하는 것이다.

상기의 종래 기술과 같이, 본 발명의 목적은 뛰어난 투명도를 가진 영상을 생성할 수 있고, 광원의 광량 손실이 낮고 우수한 광확산특성들을 갖는 동시에 특히 높은 콘트라스트를 가지며 영상의 흐려짐과 번짐이 없는 고품질 영상을 재생할 수 있는 광확산 시트를 제공하는 것이다.

일본 특허 공개 제 120732/1990호에 기재된 기술에 따라, 굴절률은 광확산제의 최외각 끝부분에서 중앙부분으로 연속적으로 또는 단계적으로 증가되고, 또 한, 최외각 끝부분의 굴절률은 투명 기재의 굴절률과 거의 동일하게 되어 있다. 일반적으로, 이 기술은 계면에서의 반사의 발생을 감소시키기 위해 투명 기재와 확산제의 최외각 끝부분 사이의 굴절률의 차를 제거함으로써 종래 기술의 상기한 문제를 해결하는 것을 주 목적으로 한다.

한편, 본 발명에는, 투명 기재의 굴절률, 확산제의 피막층의 굴절률 및 코어 입자의 굴절률 사이의 상관관계에 대한 필요조건과 코어 입자의 평균 반지름 및 피막층의 두께 사이의 관계에 대한 필요 조건이 주로 명시되어 있고, 본 발명은 종래 기술의 상기 문제는 계면에서의 반사를 적극적으로 이용하여 특정한 실시예에서 반사된 빛이 서로 양성적으로 간섭하게 함으로써 해결될 수 있다는 것에 기초하여 완성되었다.

본 발명의 한 양태에 따라, 투명 기재 또는 매체에 확산되어 사용되는 광확산제가 제공되고, 상기 광확산제는 코어 입자 및 코어 입자의 표면을 덮는 피막층을 포함하며 (i)과(ii)의 조건을 만족한다:

조건 (i): N1<N2<N3 또는 N3<N2<N1

조건 (ii):

여기서 R은 코어 입자들의 평균 반지름(㎛)을 나타내고, T는 피막층의 두께(㎛)를 나타내며, n은 0(zero)이 아닌 정수, ψ는 380nm 내지 780nm이다.

본 발명에 따른 광확산제에서, 바람직하게는 코어 입자들은 1 내지 30㎛의 평균 입자 지름을 가진다.

본 발명에 따른 광확산제에서, 바람직하게는 광확산제는 조건(iii)을 더 충족한다:

조건(iii):│N1-N3 │> 0.04.

본 발명의 다른 양태에 따라, 상기 투명 기재 또는 매체의 일부 또는 전부에 분산된 상기 광확산제를 포함하는 광확산 시트가 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 상기 투명 기재 또는 매체의 일부 또는 전부에 분산된 상기 광확산제 및 조건(iv)를 충족하는 광확산제를 포함하는 광확산 시트가 제공된다.

조건(iv): │N1-N3 │≤0.04.

본 발명에서, 수정체 렌즈 또는 프리즘과 같은 확산 장치 또는 프레넬 렌즈와 같은 광축 편향 장치가 상기 광확산 시트의 적어도 한 측면의 전부 또는 일부에 제공될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 하드 코팅 및/또는 반사방지 코팅이 상기 확산 시트의 적어도 한 측면의 전부 또는 일부에 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 거의 투명인 기판; 관측면 상의 기판의 최외각 표면의 전부 또는 일부에 제공된 투명 기재 또는 매체로 형성된 코팅; 및 코팅의 두께보다 더 큰 입자 지름을 가진 코팅에 분산된 상기 광확산제를 포함하는 무광택 시트가 제공된다.

실시예

<광확산제>

본 발명에 따른 광확산제는 투명 기재 또는 매체에 확산되어 사용되는 광확산제이다. 광확산제는 코어 입자들 및 코어 입자들의 표면을 덮는 피막층을 포함하고 조건(i) 및 (ii)를 만족한다:

조건(i): N1<N2<N3 또는 N3<N2<N1

조건 (ii):

여기서 R은 코어 입자들의 평균 반지름(㎛)을 나타내고, T는 피막층의 두께(㎛)를 나타내며, n은 0(zero)이 아닌 정수, ψ는 380nm 내지 780nm, 일반적으로 400nm 내지 700nm이다.

일반적으로 굴절률은 Duc de Chaulnes 방법, Fraunhoffer 방법, Abbe 방법, Kohlrausch 방법, Pulfrich 방법 및 침적 방법과 같은 측정 방법으로 가시광선의 파장에서 파장을 측정하여 결정될 수 있다. 상기 방법들 중에서, Abbe 방법을 본 발명에서 사용하였다.

조건(i), 조건(ii) 등을 설정한 이유 및 본 발명의 원리는 필요하다면, 첨부된 도면들을 참조하여 간단하게 설명될 것이다.

도 1은 투명 기재(A)를 포함하는 광확산 시트를 나타낸다. 광확산제(B)는 투명 기재(A)에 분산된다. 광확산제(B)는 코어 입자들(b2) 및 코어 입자들의 표면을 덮고 있는 피막층(b1)을 포함한다. 일반적으로, 실제 사용된 광확산 시트에서, 다수의 확산제 입자들은 투명 기재(A)에 분산된다. 그러나, 도 1에서, 광확산 시트의 설명을 간단하게 하기 위해 단지 하나의 광확산제 입자만 나타내었다.

도 1에서, N1은 투명 기재(A)의 굴절률을 나타내고, N2는 피막층(b1)의 굴절률을 나타내고, N3은 코어 입자들(b2)의 굴절률을 나타내고, S1은 투명 기재와 광확산 시트의 바깥면 사이의 계면을 나타내고, S2는 투명 기재와 피막층의 계면을 나타내고, S3는 피막층과 코어 입자들의 계면을 나타낸다.

도 1에 나타낸 광확산 시트에서, 흰색 화살표로 나타낸 것과 같이, 광확산 시트의 왼쪽으로부터 광확산 시트에 입사하는 빛은 계면 S1, S2 및 S3에서 반사된 빛(검은 화살표로 나타냄)을 일으킨다. 설명을 간단하게 하기 위하여, 참조 부호는 미립 확산제의 일부에서 평면에 가까운 면에 수직으로 입사하는 빛의 수직 방향으로 반사에 의해 발생된 반사광이 된다.

일반적으로, 투명 기재에 분산된 광확산제를 포함하는 광확산 시트에서, 투명 기재의 표면(S1)으로부터의 반사의 감소는 바람직하다. 따라서, 다음 관계가 충족되고 투명 기재(N1)의 굴절률이 적은 것이 바람직하다: 투명 기재(N1)의 굴절률 < 코어 입자들(N3)의 굴절률. 예를 들어, 코어 입자들이 저-굴절률 물질로 형성되 는 것이 필요하거나 투명 기재의 반사가 심각한 문제가 아닌 경우, 즉, 액체에서의 사용 때문, 코어 입자들의 굴절률은 N3<N2<N1의 관계를 충족시키기 위해 낮춰질 수 있다.

빛이 광확산제에 입사되면, 빛의 일부는 계면(S2)로부터 반사된다. 잔여 빛의 대부분이 피막층(b1)의 두께(T)로 피막층(b1)을 통해 나아가고, 이렇게 통과한 빛의 일부는 계면(S3)로부터 반사되고, 피막층(b1)의 두께(T)로 피막층을 다시 통과하여 나아가고, 그런 후에 계면(S2)을 통과한다. 따라서, 광확산제에 의한 빛 입사 방향으로 반사된 빛은 계면(S2)으로부터 반사된 빛과 계면(S3)으로부터 반사된 빛을 포함한다. 입사광의 파장은 계면(S2) 및 계면(S3)으로부터의 반사에 의해 거의 변하지 않는다. 따라서, 계면(S2)로부터 반사된 빛의 파장은 계면(S3)으로부터 반사된 빛의 파장과 거의 동일하게 생각될 수 있다.

반면에, 계면들(계면 S2 및 S3 모두)로부터의 반사에 의해, 빛의 반사 파형의 모양은 입사광의 파형의 모양과 반대이다. 따라서, 계면(S2)으로부터의 반사에 의해 발생된 파형을 가진 반사된 빛과 계면(S3)으로부터의 반사에 의해 발생된 파형을 가진 반사된 빛은 혼합되어 관찰된다.

본 발명자들은 관찰된 반사된 빛의 양은 투명 기재와 피막층의 계면(S2)으로부터 반사된 빛이 피막층과 코어 입자들의 계면(S3)으로부터 반사된 빛과 간섭하게 함으로써 감소될 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이런 발견을 기초로하여 완성되었다.

따라서, 본 발명에서, 피막층의 두께(T)는 조건(ii)를 충족해야 한다:

계면(S2)으로부터 반사된 빛과 계면(S3)으로부터 반사된 빛 사이의 간섭은 2T가 입사광의 파장의 1/2, 3/2, 5/2, 7/2 ... ..., 즉, T가 입사광의 파장의 1/4, 3/4, 5/4, 7/4일 때 관찰된다. 본 발명에서, 피막층의 두께(T)는 본 발명의 효과가 나타내는 한, 특별한 상황을 제외하고, 가능한 한 얇은 것이 바람직하다. 따라서, 특히 바람직하게는, n이 0(zer0)이고, 즉, T가 입사광의 파장의 1/4이다. 즉, 가장 바람직하게는, 피막층은 1/4 파장의 두께(T)로 N2=√(N1 x N3)의 굴절률(N2)을 갖는 피막층 재료로 형성된다. 이런 경우, 계면(S2)으로부터 반사된 빛과 계면(S3)로부터 반사된 빛은 서로 효과적으로 간섭되어, 바람직하지 않은 반사를 억제하거나 제거하게 된다.

광확산제가 프로젝터의 광확산 시트에 사용될 때, 380nm 내지 780nm, 일반적으로 400nm 내지 700nm의 파장을 가진 가시광선에 대하여 효과적인 반사 방지가 되면 충분하다. 따라서, 이 경우에, 피막층의 두께(T)의 최대값은 700nm의 1/4, 즉, 0.175㎛이 바람직하다. 피막층의 두께(T)의 최소값은 400nm의 파장을 가진 가시광선의 경우 코어의 입자 지름에 따라 변한다. 그러나, 예를 들어, 코어 입자들의 크 기가 10㎛일 때, 피막층의 두께(T)의 최소값은 0.071㎛이다. 조건(ii)를 나타내는 식에서, 피막층의 두께(T)의 최소값은 후방산란이 거의 제거되는 입사각이 45°이하라는 전제에 의해 결정되었고 피막층의 두께의 최소값은 최소 파장ψ의 1/4이다.

코어 입자들의 평균 반지름 R은 1 내지 30㎛, 바람직하게는 1 내지 20㎛이다. 투광형 스크린의 경우, 코어 입자들의 평균 반지름 R은 바람직하게는 3 내지 15㎛이다. 평균 입자 지름이 1㎛이하인 경우, 파장 의존성의 영향에 의해 노란색이 종종 불리하게 나와버린다. 반면에, 평균 입자 지름이 30㎛를 초과한 경우, 영상의 거칠기가 증가될 수 있다.

본 발명에서, 코어 입자들의 평균 입자 지름은 길이 평균 지름을 의미하고 예를 들어, 미세 방법에 의해 측정될 수 있다.

본 발명에 따른 광확산제는 조건(i)과 조건(ii) 이외에 조건(iii)을 충족하는 것이 바람직하다:

조건(iii): │N1 - N3 │> 0.04.

투명 기재의 굴절률(N1)과 코어 입자들의 굴절률(N3) 사이의 차가 적은 경우, 광확산제의 효과가 적고, 피막층의 반사 방지 효과는 나쁘다. 따라서, 이 경우에, 본 발명에 따른 광확산제는 조건(iii)을 충족하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 이런 타입의 광확산 시트들에서 고확산제로 당업계에서 통상적으로 사용되는 무기 및 유기 물질들은 코어 입자들을 구성하는 재료들로 사용될 수 있다. 이런 재료들의 예는 황산바륨, 탄산칼슘, 산화티타늄과 같은 무기 재료 및 유리 및 아크릴 수지, 스티렌, 스티렌-아크릴 수지 및 멜라민 수지와 같은 유기 재 료를 포함한다. 본 발명에서, 굴절률 제어 및 피막층 형성의 용이함의 관점에서 1.49 내지 1.7의 굴절률을 갖는 물질, 특히 1.49 내지 1.6의 굴절률을 갖는 유기 비즈(beads)가 바람직하다.

피막층은 본 발명에 따른 조건(i)을 충족하고 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 한 어떤 재료로도 형성될 수 있다. 본 명세서에서 사용할 수 있는 재료들의 예는 플루오르화 마그네슘 및 실리카와 같은 무기 재료 및 플루오르수지, 올레핀 수지, 아크릴 수지 및 아크릴-스티렌 코폴리머 수지와 같은 유기 재료를 포함한다. 예정된 굴절률을 제공하기 위해, 다양한 보조 재료를 혼합하거나 나노 풍선 피막층을 형성할 수 있다.

코어 입자들의 표면에 피막층을 형성하는 바람직한 방법들은, 예를 들어, 증기 증착, 도금 등에 의해 피막층 형성을 위한 재료가 코어 입자들의 표면에 증착되는 방법, 2 단계의 중합, 즉, 코어 입자 형성 중합 및 피막층 형성 중합이 실행되는 2 단계 현탁 중합, 마이크로캡슐 방법, 에어로졸 계면활성제를 사용하는 현탁 중합 방법 및 나노 풍선이 코어 입자들의 표면에 흡수되는 방법을 포함한다.

특히, 그 표면에 나노 입자들의 피막층을 갖는 수지 비즈가 나노 입자들을 사용하는 현탁 중합에 의해 형성되는 방법이 더 바람직한데, 이것은 (0.26 x n2 + 0.74 x n1), n1은 나노 입자들의 굴절률을 나타내고 n2는 수지 비즈의 코어 재료의 굴절률을 나타내는 나노 입자 최근접 패킹(packing)의 경우 굴절률과 코어 입자 재료의 굴절률 n2 사이의 피막층 굴절률을 가진 본 발명의 확산제들은 적절한 조건들을 선택함으로써 제조될 수 있기 때문이다. 부수적으로, 도 3에서 나타낸대로, 코 어 입자들로 구성된 수지가 코어 수지의 표면 상에 다단계로 채워진 나노 입자들 사이의 공간에 들어가기 때문에, 피막층의 굴절률은 최근접 패킹(26%의 간극)의 경우의 굴절률과 거의 나노 입자가 없는 상태, 즉 100% 간극의 경우의 굴절률 사이이다. 피막층의 두께는 중합 조건 및 물질의 타입에 따라 변한다.

<광확산 시트>

본 발명에 따른 광확산 시트는 본 발명에 따른 광확산제가 투명 기재 또는 매체의 일부 또는 전부에 분산된다는 것을 특징으로 한다.

이런 타입의 광확산 시트에 종래기술에서 통상적으로 사용되는 재료는 투명 기재로 구성된 재료가 사용될 수 있고, 그 예는 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리바이닐 클로라이드 및 에폭시 수지와 같은 열가소성 수지 및 열경화성 수지, 유리와 같은 투명 무기 재료들을 포함한다.

본 발명에서, 특히 아크릴 수지, 아크릴-스티렌 코폴리머 수지, 사이클로올레핀 수지 또는 폴리카보네이트 수지인 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 열가소성 수지를 사용하면 광확산 시트의 제조가 용이하고, 광확산 시트에 적절한 유연성, 강도 및 경도를 부여하는 것이 용이하고 특정한 활용에 적절한 형태로 광확산 시트를 조립하는 것이 용이하다.

본 발명에 따른 혼합되는 광확산제의 양은 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 일반적으로, 혼합되는 광확산제의 양은 광확산 시트를 구성하는 투명 기재의 100중량부를 기초로하여 0.1 내지 20중량부이고 투과형 스크린의 경우에는 0.2 내지 5중 량부이다. 광확산제는 다른 통상적인 확산제와의 혼합물로서 사용될 수 있다. 본 발명에서, 우수한 광확산 특성들이 조건(i) 및 (ii)를 충족하는 소정의 광확산제를 사용하여 얻은 효과에 의해 제공되기 때문에, 콘트라스트의 열화 및 흐려짐의 발생은 혼합된 광확산제의 양이 상대적으로 많은 경우에도 감소된다. 특히, 투명성(see-through property)이 없고, 높은 확산력, 높은 콘트라스트 및 높은 광투과율을 갖는 광확산 시트는 기재로부터의 굴절률의 차가 적은 확산제와 기재로부터의 굴절률의 차가 큰 확산제와의 혼합물을 사용하여 얻어질 수 있다.

또한, 본 발명에서, 기재의 굴절률의 차가 적은 확산제로서, 상기의 조건(i) 및 (ii)를 충족하는 소정의 광확산제 및 하기의 조건(iv)를 충족하는 광확산제를 혼합하여 사용하면, 다량의 확산제의 분산으로 투명성의 발전을 막고 영상 품질의 각의존성을 감소시키는 동시에 콘트라스트 및 광투과율을 더 향상시킬 수 있다:

조건(iv): │N1 - N3 │≤0.04.

즉, 도 2에서 나타낸 바와 같이, 투명 기재의 굴절률(N1)과 코어 입자들의 굴절률(N3) 사이의 굴절률 차가 클 때(A의 경우), 확산각도 범위는 넓은 것이 유리하다. 그러나, 이런 경우, 확산각도에 따른 명도의 변화는 증가되는 반면, 소위 "통과 지역 현상(through-area phenomenon)"이 발생하기가 쉽다. 따라서, 이 확산제와 굴절률(N1)과 굴절률(N3) 사이의 차가 매우 적은 확산제를 혼합하여 사용하면 대형 확산각도 범위(C의 경우)를 유지하면서 확산각도에 따른 명도의 변화를 적절하게 저지할 수 있다.

조건(i) 및 (ii)(또는 조건(i), (ii) 및 (iii)을 충족하는 광확산제 및 다른 광확산제(조건(i), (ii) 및 (iv)를 충족하는 광확산제)) 사이의 혼합비는 주로 확산각도과 명도의 상관관계를 주로 고려하면서 의도하는 광확산 시트 등의 특정한 활용에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 조건(i) 및 (ii)(또는 조건(i), (ii) 및 (iii))를 충족하는 소정의 광확산제는 다른 광확산제(조건(i), (ii) 및 (iv)의 조건을 만족하는 광확산제)의 100중량부를 기초로하여 0.1 내지 100중량부, 바람직하게는 1 내지 10중량부의 양으로 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 당연히 두 개 이상의 광확산제를 사용할 수 있다. 이런 경우, 더 큰 굴절률 차를 갖는 확산제로서 본 발명에 따른 광확산제를 사용하는 것이 콘트라스트의 열화를 피하는 측면에서 바람직하다.

예를 들어, 본 발명에 따른 광확산 시트는 투명 기재를 구성하는 투명 재료와 조건(i) 및 (ii)를 만족하는 소정의 광확산제 및, 만일 필요하다면, 다른 광확산제 등을 혼합하거나 혼합물을 성형함으로써 제조되는 것이 바람직하다. 이 방법에 따라, 외부 광반사가 바람직하지 않은 투사식 텔레비젼(projeciton television)에 적절한 무광택 광확산 시트는 효율적이고 비용 절감적인 방식으로 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 광확산 시트에서, 만일 필요하다면, 광기능층 및/또는 적절한 보호층 등이 형성될 수 있다.

적절한 광기능층들의 예는 광 집광 또는 확산용 렌즈층, 바람직하게는 투명 또는 반-투명 재료로 형성되는 수정체 렌즈층, 표면 반사방지층, 무광택층, 투명층, 하드 코팅, 내습층, 대전방지층을 포함한다.

예를 들어, 본 발명에 따른 바람직한 광확산 시트는 수정체 렌즈가 상기 광확산 시트의 적어도 한 측면의 전부 또는 일부에 형성되는 광확산 시트, 및 하드 코팅 및/또는 반사방지 코팅이 상기 광확산 시트의 적어도 한 면의 전부 또는 일부에 형성되는 광확산 시트를 포함한다.

또한, 예를 들어, 프레넬 렌즈는 본 발명에 따른 광확산 시트의 적어도 한 측면의 전부 또는 일부에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 광확산제는 접합제로서 투명 수지를 사용하여 투명 또는 칼라 잉크에 확산될 수 있고, LCD용 색 필터에 사용될 때, 콘트라스트를 희생하지 않고 확산 효과를 얻을 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 광확산제가 잉크 코팅의 두께보다 더 큰 것에서 사용될 때, 잉크 코팅의 표면이 오목 및 볼록이고 확산력을 갖는 무광택층이 형성될 수 있다. 따라서, 광막의 표면으로부터 반사를 막고 높은 콘트라스트를 제공하는 무광택층이 얻어질 수 있다.

본 발명에 따른 광확산제 및 광확산 시트의 효과는 영상 품질, 주로 디스플레이 영상의 콘트라스트를 시각적으로 평가함으로써 평가될 수 있다. 예를 들어, 효과는 다음 평가법에 의해 객관적으로 판단될 수 있다.

내부에 분산된 본 발명에 따른 확산제를 가진 확산 시트(A)는 내부에 분산된 통상적인 확산제를 가진 확산 시트(B)와 비교된다.

(i) 확산 시트(A)의 투과율 및 확산 시트(B)의 투과율은 동일한 확산각에서 측정된다:

(A)의 투과율 > (B)의 투과율.

(ii) 확산 시트(A)의 반사율 및 확산 시트(B)의 반사율은 동일한 확산각에서 측정된다:

(A)의 반사율 < (B)의 반사율.

(iii) 확산 시트(A)의 확산각 및 확산 시트(B)의 확산각은 동일한 반사율 또는 투과율에서 측정된다:

(A)의 반사율 > (B)의 반사율.

(iv) 확산 시트(A)의 확산각에 피크 이득을 곱함으로써 얻어지는 값과 확산시트(B)의 확산각에 피크 이득을 곱함으로써 얻어지는 값을 서로 비교한다:

(A)의 값 > (B)의 값.

(v) 검사표는 해상도를 측정하기 위해 확산 시트(A)와 확산 시트(B)에 투영된다:

(A)의 해상도 > (B)의 해상도.

<무광택 시트>

본 발명에 따른 무광택 시트는 거의 투명인 기판; 관측자 측면 상의 기판의 최외각 표면의 전부 또는 일부에 형성된 투명 기재 또는 매체로 형성된 코팅; 코팅에 확산되고 코팅의 두께보다 더 큰 입자 지름을 가진 상기 광확산제를 포함한다.

본 발명에 따른 무광택 시트의 바람직한 실시예는 도 4에 나타난다. 도 4에 나타난 무광택 시트(1)는 거의 투명한 기판(2)을 포함한다. 투명 기재 또는 매체의 피막층(3)은 관측면 상의 기판(2)의 최외각 표면의 전부 또는 일부에 형성된다. 피 막층(3)의 두께(4)보다 더 큰 입자 지름을 갖는 본 발명에 따른 광확산제(5)는 피막층(3)에 분산된다.

따라서, 코팅의 두께보다 더 큰 입자 지름을 갖는 본 발명에 따른 광확산제가 사용될 때, 잉크 코팅의 표면이 오목 및 볼록이고 확산력을 갖는 무광택층이 형성될 수 있다. 따라서, 그 표면으로부터 반사를 막을 수 있는 높은 콘트라스트의 무광택 시트가 얻어질 수 있다.

<실시예 1>

주로 1.45의 굴절률을 가진 실리카 입자로 구성되고 수지 비즈(피막층의 굴절률: 1.54)를 둘러싸는 1.6의 굴절률과 0.1㎛ 두께의 피막층을 갖는 멜라민 수지 비즈를 포함하는 10㎛의 입자 지름을 갖는 2중량부의 확산제를 1.49의 굴절률을 갖는 폴리메틸 메타아크릴레이트에 첨가하였고 혼합물을 1m²의 크기와 1mm의 두께를 갖는 시트 속에 밀어넣었다.

피막층의 굴절률은 40%의 실리카 입자 패킹비(packing ratio)와 피막층의 단면의 포토그래피로부터 결정된 60%의 멜라민 수지 패킹비를 기초로하여 결정된 산출값이다.

상기 시트가 박스 내에 놓인 슬라이드 투영기로 영상들을 투영하였다. 이 영상들을 시각으로 비교하고 평가하였다. 그 결과, 본 발명에 따른 광확산제를 사용하는 광확산 시트는 외부 빛에 의한 콘트라스트의 현저한 감소를 일으키지 않고 날카로운 라인 영상을 관찰할 수 있게 한다.

본 발명에 따라, 특정 조건(i) 및 (ii)를 충족하는 광확산제는 광원의 광량 손실이 적고, 확산 효율이 우수하며, 우수한 명도 및 콘트라스트를 갖는 영상을 제공하는 점에서 유익한 광확산 시트를 제공할 수 있고 불필요하게 산란광을 감소시키기 때문에 영상의 흐려짐과 번짐을 막아 고품질 영상을 재생할 수 있다.

또한, 광확산제는 그 표면으로부터 반사되는 것을 막을 수 있는 높은 콘트라스트의 무광택 시트를 제공할 수 있다.

Claims

투명 기재(基材)에 분산되어 사용되는 광확산제로서,

코어 입자들 및 이 코어 입자들의 표면을 덮는 피막층을 포함하고,

하기 조건(i) 및 (ii)를 충족하는 것을 특징으로 하는 광확산제:

조건 (i): N1<N2<N3 또는 N3<N2<N1

(여기서, N1은 투명 기재 또는 매체의 굴절률을 나타내고, N2는 피막층의 굴절률을 나타내고 N3는 코어 입자의 굴절률을 각각 의미하며);

조건 (ii):

(여기서, R은 코어 입자들의 평균 반지름(㎛)을 나타내고, T는 피막층의 두께(㎛)를 나타내며, n은 0(zero)이 아닌 정수, ψ는 380nm 내지 780nm을 각각 의미한다).
제 1 항에 있어서,

상기 코어 입자들이 1 내지 30㎛의 평균 입자 지름을 갖는 광확산제.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

조건(iii)을 더 충족하는 광확산제:

조건(iii): │N1 - N3 │> 0.04.
투명 기재 또는 매체의 일부 또는 전부에 분산된 제 1 항에 따른 광확산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산 시트.
투명 기재 또는 매체의 일부 또는 전부에 분산된 제 1 항에 따른 광확산제 및 조건(iv)를 충족하는 광확산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산 시트:

조건(iv): │N1 - N3 │≤0.04.
제 4 항 또는 제 5 항에 따른 광확산 시트 및 광확산 시트의 적어도 한 측면의 전부 또는 일부에 제공된 수정체 렌즈 및/또는 확산 프리즘을 포함하는 광확산 시트.
제 4 항 또는 제 5 항에 따른 광확산 시트 및 광확산 시트의 적어도 한 측면의 전부 또는 일부에 제공된 원형 프레넬 렌즈 및/또는 선형 프레넬 렌즈를 포함하는 광축 편향 광확산 시트.
제 4 항 또는 제 5 항에 따른 광확산 시트 및 광확산 시트의 적어도 한 측면의 전부 또는 일부에 제공된 하드 코팅 및/또는 반사방지 코팅을 포함하는 광확산 시트를 포함하는 광확산 시트.
거의 투명한 기판; 그 관측면 상의 기판의 최외각 표면의 전부 또는 일부에 제공된 투명 기재 또는 매체로 형성된 코팅; 및 이 코팅에 분산된 코팅의 두께보다 더 큰 입자 지름을 가진 제 1 항에 따른 광확산제를 포함하는 무광택 시트.