KR100618602B1

KR100618602B1 - 광학시트 제조방법 및 광학시트

Info

Publication number: KR100618602B1
Application number: KR1020057002000A
Authority: KR
Inventors: 마코토 혼다
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2006-09-06
Also published as: US7462305B2; KR20050054910A; CN1700977A; WO2004103683A1; US20060062969A1; CN100429067C

Abstract

본 발명은, 강성을 가진 광학시트를 생산성 좋고 싼값으로 제조할 수가 있는, 광학시트 제조방법 및 광학시트를 제공한다.

광학시트(1)는, 글라스전이점 이하의 온도에서 강성을 가진, 광투과성이 있는 열가소성 수지기재(2)와, 이 열가소성 수지기재(2)의 한쪽 표면에 형성된 제1광학요소부(3)를 갖되, 제1광학요소부(3)가, 표면온도가 글라스전이점 이하이고 내부온도가 글라스전이점 이상으로 되는 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재(2)와 함께 방사선 경화수지용 금형롤(14)에 공급됨으로써 형성된 것이다. 이때, 열가소성 수지기재(2) 중 제1광학요소부(3)가 형성되어 있는 한쪽 표면에는, 열가소성 수지 및 방사선 경화수지에서 벗겨지기 어려운 성질을 가진 필름(6)이 설치되는 것이 바람직하다. 또, 열가소성 수지기재(2) 중 제1광학요소부(3)가 형성되어어 있는 한쪽 표면과는 반대편인 다른쪽 표면에는 제2광학요소부(4)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

Description

광학시트 제조방법 및 광학시트{METHOD FOR PRODUCING OPTICAL SHEET AND OPTICAL SHEET}

본 발명은, 프로젝션 텔레비젼 시스템 등에 쓰이는 광학시트 제조방법 및 광학시트에 관한 것으로, 특히 강성을 가진 광학시트를 생산성 좋고 또 싼값으로 제조할 수 있는 광학시트 제조방법 및 이와 같은 제조방법으로 제조되는 광학시트에 관한 것이다.

이와 같은 광학시트는, 광선의 피크방향을 법선방향 쪽으로 굴절시키는 기능이나, 휘도분포를 변화시키는 기능이라 할 수 있는 소정의 광학적 기능을 실현하기 위한 것으로, 프로젝션 텔레비젼 시스템이나 마이크로필름 판독기(reader) 등의 화면부분에 조립되어 쓰이고 있다.

여기서 예컨대, 프로젝션 텔레비젼 시스템은, 배면측에서 출사된 영상을 투과형 스크린에 투영하여, 투과형 스크린을 투과한 확대투영영상을 앞쪽에서 관찰하도록 된 영상표시장치이다. 그리고 이와 같은 프로젝션 텔레비젼 시스템에 쓰이는 일반적인 투과스크린에서는, 밝고 또한 될수 있으면 넓은 각도에서 위화감 없이 영상을 관찰할 수 있도록 하기 위해, 투과광선을 균일하게 확산시키는 광확산시트나 투과광선을 법선방향 쪽으로 굴절시키는 렌티큘러 렌즈시트로 된 광학시트가 조합 되어 쓰이는 일이 많다.

예컨대, 광학시트인 렌티큘러 렌즈시트는, 그의 적어도 한쪽 표면에 단면형상이 반원형 또는 반타원형 등인 렌즈부를 갖도록 된 것이다. 이와 같은 렌티큘러 렌즈시트로서 대표되는 광학시트는, 필름형상의 것이라면 다음과 같은 제조방법, 즉, (1)가열해서 연화(軟化)시킨 투명 또는 반투명의 용융수지기재를 금형롤을 이용해서 급냉함과 더불어 가압을 해서 압출시켜, 금형롤의 주면(周面)에 형성된 렌즈형(型)을 용융수지기재의 표면에 전사해서 렌즈부를 형성하는 T 다이법(T die method) 등에 의한 압출성형이나, (2) 투명 또는 반투명의 용융수지기재를 금형을 이용해서 프레스하고, 금형의 표면에 형성된 렌즈형을 용융수지기재의 표면에 전사하여 렌즈부를 형성하는 프레스성형 등의 제조방법으로 제조되고 있다. 또, 필름상의 광학시트를 제조하는 다른 제조방법으로는, 베이스필름에 방사선경화수지를 도포한 후, 금형롤을 이용해서 그 주면에 형성된 렌즈형을 방사선경화수지의 표면에 전사하여 렌즈부를 형성하고서, 상기 방사선경화수지에 자외선 등을 조사해서 경화시키는 포토폴리머법도 제안되어 있다(예컨대 일본국특개평3-127041호 공보 참조).

그런데, 앞에서 설명한 것과 같은 필름상의 광학시트는, 강성을 갖지 않기 때문에(그 자체로는 형상을 유지하지 못하고 변형되기 쉬움) 단독으로는 프로젝션 텔리비젼 시스템 등의 소정의 위치에 부착될 수가 없게 된다. 그 때문에 이와 같은 필름형상의 광학시트는, 예컨대 강성을 가진(힘을 가해도 형상이 변화되기 어려운) 판모양의 보조체(강체시트)와 함께 설치할 필요가 있게 된다. 특히 근래에는, 대형의 영상표시장치가 요구되고 있음에 수반해서, 프로젝션 텔리비전 시스템 등에 쓰 이고 있는 광학시트도 대형화되고 있기 때문에, 광학시트와 함께 쓰이는 강체시트의 필요성이 한층 더 커지고 있다. 이 경우, 광학시트 자체는 값이 싸지만 강체시트와 같은 보조체가 필요하게 되므로, 부착성이 나쁨과 더불어 부품수가 증가하게 됨으로써, 결과적으로 제조비용을 높이게 것으로 이어진다고 하는 문제가 있게 된다.

한편, 그 자체가 강성을 가진(힘을 가해도 형상이 변화하기 어려운) 광학시트, 예컨대 판두께(벽두께)를 두껍게 함으로써 강성을 갖도록 한 광학시트도 제안되어 있다. 이와 같은 광학시트는, 그 자체가 강성을 갖고 있기 때문에, 강체시트와 같은 보조체를 필요로 하지 않고, 단독으로 프로젝션 테레비전 시스템 등의 소정의 위치에 부착될 수가 있게 된다.

그러나, 이와 같은 강성을 가진 광학시트는, 양산성이 나쁘고, 비용적으로 비싸지게 된다. 즉 이와 같은 강성을 가진 광학시트를 압출성형으로 연속적으로 제조하는 경우에는, 렌티큘러렌즈와 같은 완만한 형상의 렌즈부는 형성할 수가 있으나, 프레넬렌즈나 프리즘 등과 같이 샤프한 형상이나 미세한 매트나, 헤어라인이나 회절격자 등과 같은 미세한 형상을 포함한 정밀한 렌즈부는 형성할 수가 없었다. 또, 압출 성형에서는, 한쌍의 금형롤을 이용해서 용융수지기재를 냉각할 때, 판두께가 두꺼우면 냉각시에 수지가 수축하는 이른바 수지의 성형되돌림(returning of formation)이 일어나는 일이 있고, 그 결과 부형성(賦型性)의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있게 된다.

그 때문에, 강성을 가진 광학시트는 통상적으로 다음과 같은 제조방법, 즉 판모양의 수지기재를 기재(基材)마다 금형(샤프한 형상의 렌즈부의 역형상이나 미세한 매트나 헤어라인, 회절격자 등의 미세한 형상의 역형상을 가진 금형)을 이용해서 프레스성형, 사출성형, UV(자외선)성형 또는 캐스팅성형 등으로 성형하고서 이들을 금형에서 이형하는 제조방법으로 낟장식으로 제조하게 됨으로써, 생산성이 나쁘고 값도 비싸지게 되었다.

본 발명은 이와 같은 점을 고려해서 발명한 것으로, 강성을 가진 광학시트를 생산성이 좋고 또 싼값으로 제조할 수 있는 광학시트 제조방법 및 광학시트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 한편, 본 명세서에서「강성을 가진」이라 함은, 힘을 가하더라도 형상이 변화되기 어려운 상태를 말한다. 구체적으로는, 예컨대 열가소성 수지로 된 기재의 경우라면, 판두께(벽두께)가 얇으면 그 자체로는 형상을 유지할 수 없지만, 두께를 두껍게 하면 힘을 가하더라도 형상이 변화되기 어렵게 된다. 이와 같이 해서, 힘을 가하더라도 형상이 변화되기 어려워지게 되는 상태를 본 명세서에서는 「강성을 가진」이라고 표현하기로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 광학시트 제조방법은, 용융된 열가소성 수지기재를 냉각하고서, 이 열가소성 수지기재를 그 표면온도가 글라스전이점(glass transition pont) 이하이고 또 내부의 온도가 글라스전이점(轉移点) 이상으로 되는 가요성(可撓性)이 있는 상태로 하는 공정과, 상기 가요성을 가진 상태의 열가소성 수지기재의 한쪽 표면에 방사선 경화수지를 도포하는 공정과, 상기 방사선 경화수지가 도포된 상기 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재를 상기 방사선 경화수지가 개재된 상태에서 방사선 경화수지용 금형롤의 주면에 밀어붙여, 그 주면에 형성된 부형몰드를 상기 방사선 경화수지의 표면에 전사함으로써, 상기 부형몰드의 역형상에 대응하는 표면형상을 가진 제1광학요소부를 형성하는 공정과, 상기 열가소성 수지기재상에 형성된 상기 방사선 경화수지로 된 상기 제1광학요소부에 방사선을 조사해서 상기 제1광학요소부를 경화시키는 공정을 갖춘 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 광학시트의 제조방법에 의하면, 방사선 경화수지용 금형롤을 써서 제1광학요소부를 형성할 때, 표면의 온도가 글라스전이점 이하이고 또 내부의 온도가 글라스전이점 이상으로 된 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재를 방사선 경화수지가 개재된 상태에서 방사선 경화수지용 금형롤 주면에다 밀어붙이도록 되어 있기 때문에, 통상적인 사용상태의 온도에서 강성을 가진 판두께가 두꺼운 열가소성 수지기재라 하더라도, 방사선 경화수지용 금형롤에 감겨져 충분히 밀착될 수 있게 됨으로써, 열가소성 수지기재의 표면에 도포된 방사선 경화수지의 표면에 정밀한 부형(賦型)을 형성할 수가 있게 된다. 그에 따라, 프레넬렌즈나 프리즘 등과 같이 샤프한 형상의 광학요소를 포함하는 강성을 가진 광학시트를 연속적으로 제조할 수가 있어, 이와 같은 광학시트를 생산성 좋고 또 값싸게 얻을 수가 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 광학시트의 제조방법에서는, 상기 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재 중 상기 제1광학요소부가 형성되는 상기 한쪽 표면에 열가소성 수지 및 방사선 경화수지에서 벗겨지기 어려운 성질을 가진 필름을 형성하는 공 정을 더 포함한 것이 바람직하다. 이에 따라, 방사선 경화수지로 된 제1광학요소부가 열가소성 수지기재에서 벗겨지기 어렵게 된다.

또, 본 발명에 따른 광학시트 제조방법에서는, 상기 방사선 경화수지용 금형롤에 의해 형성되는 상기 제1광학요소부의 표면형상은, 프레넬렌즈, 렌티큘러렌즈, 프리즘, 매트, 헤어라인 및 회절격자로 된 군에서 선택된 적어도 1개의 광학요소의 형상을 가진 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 광학시트의 제조방법에서는, 상기 용융된 열가소성 수지기재를 한쌍의 냉각롤 사이로 통과시켜 줌으로써 당해 열가소성 수지기재를 냉각하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 한쌍의 냉각롤 중에서 상기 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재 중 상기 제1광학요소부가 형성되는 상기 한쪽 표면과는 반대편인 다른쪽 표면을 냉각하는 냉각롤을 압출금형롤로 사용해서, 이 압출금형롤의 주면에 형성된 부형몰드를 상기 열가소성 수지기재의 표면에 전사함으로써, 상기 부형몰드의 역형상에 대응하는 표면형상을 가진 제2광학요소부를 형성하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 용융된 열가소성 수지기재의 냉각과 더불어 렌티큘러렌즈 등의 완만한 형상으로 된 제2광학요소부를 형성할 수 있고, 양면에 광학요소부가 형성된 광학시트를 용이하게 얻을 수가 있게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 광학시트의 제조방법에서는, 상기 제1광학요소부를 형성하는 공정에서의 상기 방사선 경화수지용 금형롤의 온도를 제어함으로써, 상기 열가소성 수지기재의 온도를 조절하는 것이 바람직하다. 또, 상기 방사선 경화수지용 금형롤에서 이형된 상기 열가소성 수지기재의 온도를 조절하는 공정을 더 포함 하도록 하여도 좋다. 그에 따라, 열가소성 수지기재를 통상적인 사용상태의 온도까지 냉각시킬 때, 그 냉각의 온도를 제어할 수가 있게 되어, 열가소성 수지기재의 뒤로휘어짐이나 굽혀짐을 적절히 제어하여, 소망하는 뒤로 휘어짐이나 굽혀짐을 가진 강성을 가진 광학시트를 생산성 좋고 또 싼값으로 얻을 수가 있게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 광학시트의 제조방법에서, 상기 방사선 경화수지용 금형롤 및 상기 압출금형롤 중 적어도 하나는, 그 축방향을 따라 위치를 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 제1광학요소부의 렌즈부가 광학시트의 길이방향을 따라 직선상으로 형성되어 있는 경우에는, 열가소성 수지기재에 대한 제1광학요소부의 위치를 조절할 수가 있고, 열가소성 수지기재의 양면에 제1광학요소부 및 제2광학요소부가 형성되도록 된 경우에도, 방사선 경화수지용 금형롤 또는 압출금형롤을 그 축방향을 따라 위치조절을 하게 되는 1축을 조절하는 것만으로도 제1광학요소부 및 제2광학요소부의 상대위치를 간단히 조절할 수가 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 광학시트의 제조방법에서, 상기 압출금형롤의 주면에 형성된 상기 부형몰드는, 그 단면형상이 대략 원형 또는 타원형에 가까운 형태로 되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 광학시트는, 글라스전이점 이하의 온도에서 강성을 가진 광투과성이 있는 열가소성 수지기재와, 이 열가소성 수지기재의 한쪽 표면에 형성된 제1광학요소부를 포함하되, 상기 제1광학요소부는, 당해 제1광학요소부를 형성하는 재료가, 그 표면의 온도가 글라스전이점 이하이고 또 내부의 온도가 글라스전이점 이상으로 되는 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재와 함께 금형롤에 공급됨으 로써 형성된 것임을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광학시트에 의하면, 열가소성 수지기재 상에 형성되는 제1광학요소부의 표면온도가 글라스전이점 이하이고 또 내부의 온도가 글라스전이점 이상으로 되는 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재와 함께 제1광학요소부를 형성하는 재료가 금형롤로 공급됨으로써 형성되도록 되어 있기 때문에, 통상적인 사용상태의 온도에서 강성을 가진 판두께가 두꺼운 열가소성 수지기재라 하더라도, 금형롤에 감겨져 충분히 밀착될 수가 있어, 열가소성 수지기재와 함께 공급되는 제1광학요소부를 형성하는 재료의 표면에 정밀한 부이 형성될 수 있게 된다. 그에 따라, 프레넬렌즈나 프리즘 등의 샤프한 형상의 광학요소를 포함해서 강성을 가진 광학시트를 연속적으로 제조할 수가 있게 되어, 이와 같은 광학시트를 생산성 좋고 값싸게 얻을 수가 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 광학시트에서는, 상기 제1광학요소부를 형성하는 재료가 방사선 경화수지로 되는 것이 바람직하다. 또, 상기 열가소성 수지기재 중 상기 제1광학요소부가 형성되는 상기 한쪽 표면에 형성된 열가소성 수지 및 방사선 경화수지에서 벗겨지기 어려운 성질을 가진 필름을 더 포함하는 것이 바람직하다. 그에 따라, 방사선 경화수지로 이루어지는 제1광학요소부가 열가소성 수지기재에서 벗겨지기 어렵게 된다.

또, 본 발명에 따른 광학시트에서는, 상기 열가소성 수지기재 중 상기 제1광학요소부가 형성되는 상기 한쪽 표면과는 반대편인 다른쪽 표면에 형성된 제2광학요소부를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 가요성이 있는 상태의 열가 소성 수지기재는, 용융된 열가소성 수지기재를 한쌍의 냉각롤의 사이에 통과시켜 냉각되도록 함으로써 형성되고, 상기 제2광학요소부는, 상기 한쌍의 냉각롤 중에서 상기 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재 중 상기 제1광학요소부가 형성되는 상기 한쪽 표면과는 반대편인 다른쪽 표면을 냉각하는 냉각롤을 압출금형롤로 사용함으로써 형성된 것임이 바람직하다. 그에 따라, 용융된 열가소성 수지기재의 냉각과 더불어 렌티큘러렌즈 등의 완만한 형상의 제2광학요소부를 형성할 수가 있어, 양면에 광학요소부가 형성된 광학시트를 용이하게 얻을 수가 있게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 광학시트에서 상기 열가소성 수지기재는, 열가소성수지로 된 복수의 수지층으로 되는 것이 바람직하다. 또, 상기 복수의 수지층 중 적어도 한 층의 수지층이 광확산제를 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 열가소성 수지기재가 열가소성수지로 된 2층 이상의 복수의 수지층으로 된 경우에는, 예컨대 그 중 적어도 한 층의 수지층을 확산층, 대전방지층, 비대전방지층, 도전층, 열팽창율이나 흡수신장율이 다른 수지층 등으로 함으로써, 여러 가지 기능이나 형태를 가진 특성이 다른 여러 가지 광학시트를 생산성 좋고 또 싼값으로 얻을 수가 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 광학시트에서, 상기 제1광학요소부는 프레넬렌즈, 렌티큘러렌즈, 프리즘, 매트, 헤어라인 및 회절격자으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1개의 광학요소를 갖는 것이 바람직하다.

도 1은, 본 발명의 1실시예에 따른 광학시트의 제조방법에 의해 제조되는 광 학시트의 1예를 나타낸 개략단면도,

도 2는, 본 발명의 1실시예에 따른 광학시트의 제조방법을 실현하기 위한 제조장치의 1예를 나타낸 도면,

도 3은, 본 발명의 1실시예에 따른 광학시트의 제조방법을 실현하기 위한 제조장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

(광학시트)

먼저, 도 1에 의거 본 발명의 1실시예에 따른 광학시트 제조방법으로 제조되는 광학시트의 1예에 대해 설명한다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 광학시트(1)는, 글라스전이점 이하의 온도에서 강성을 갖게 되는 광투과성이 있는 열가소성 수지기재(2)와, 열가소성 수지기재(2)의 한쪽 표면에 형성된 제1광학요소부(3)를 포함하도록 되어 있다. 한편, 상기 제1광학요소부(3)는, 뒤에 설명되듯이, 상기 제1광학요소부(3)를 형성하는 재료가, 표면의 온도가 글라스전이점 이하이고 또 내부의 온도가 글라스전이점 이상으로 되는 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재(2)와 함께 금형롤에 공급됨으로써 형성된 것이다.

이 중, 열가소성 수지기재(2)는, 광투과성이 있는 열가소성수지로 된 것으로서, 바람직하기로는, 2층 이상의 복수의 수지층(도 1에서 참조부호 4, 5'가 붙여진 3층의 수지층)으로 된 것이 좋다. 이와 같은 구성으로 된 열가소성 수지기재(2)는, 광학시트(1)가 강체시트 등의 보조체를 이용하지 않고 단독으로 프로젝션 텔리비젼 시스템 등의 소정의 위치에 부착될 수가 있을 정도의 강성을 갖게 된다.

여기서, 열가소성 수지기재(2)의 판두께는, 당해 열가소성 수지기재(2)가 강성을 갖는 범위에서 임의로 결정될 수 있다. 구체적으로는, 쓰이는 열가소성 수지나 제품의 사이즈에 따라 다르기 때문에 한 마디로는 말할 수 없지만, 예컨대 광학시트(1)가, 40∼70인치 프로젝션 텔리비젼 시스템에 쓰이는 경우라면, 열가소성 수지기재(2)의 판두께는 1∼5mm, 특히 1∼3mm 정도로 되는 것이 바람직하다.

한편, 열가소성 수지기재(2) 및 거기에 포함되는 수지층(4, 5, 5')을 형성하는 재료인 열가소성 수지는, 광학시트(1)에 사용할 수 있는 광투과성이 있는 수지로서, 바람직하기로는 가시광선 뿐만 아니라 전자선(EB)이나 자외선(UV) 등의 방사선도 투과시키는 방사선 투과성이 있는 열가소성 수지이다. 이와 같은 열가소성 수지로는, 예컨대 아크릴계 수지나, 폴리카보네이트계 수지, 염화비닐계 수지, 스틸렌계 수지, 올레핀계 수지, 시크로올레핀계 수지, 아크릴-스틸렌 공중합 수지, 폴리에스텔계 수지 등을 들 수 있다.

여기서, 열가소성 수지기재(2)에 포함된 수지층(4, 5, 5')은 광학시트(1)에서 필요로 하는 임의의 기능을 갖는 층으로 쓰일 수가 있는바, 예컨대 확산층이나, 투명층, 대전방지층, 비대전방지층, 열팽창율이나 흡수신장율(吸水伸張率)이 다른 수지층, 저반사층, 반사방지층, 하드코팅층, 도전층, 착색층, 선택 광흡수층, 편광층 등으로 쓰이게 된다. 이들 수지층(4, 5, 5')은 모두 열가소성 수지가 주체로 되고서, 이 열가소성 수지에 광확산제나 착색제, 틴트제, 대전방지제 등을 함유시키 거나, 열팽창율이나 흡수신장율 등의 특성이 다른 열가소성 수지를 선택하거나 함으로써 형성할 수가 있다.

한편, 열가소성 수지기재(2)가 1층의 수지층으로 된 경우의 당해 수지층 또는 2층 이상의 수지층으로 된 경우의 표면측(예컨대 출광측의 표면쪽)의 수지층(예컨대 도 1의 참조부호 4의 수지층)은 표면 내생채기성, 내후성 및 투명성등이 양호하면 좋고, 아크릴계 수지로 되는 것이 바람직하다. 아크릴계 수지로는, 예컨대 메타크릴산 메틸을 주체로 한 수지를 들 수 있다. 또, 메틸메타크릴레이트의 단독중합체 또는 메틸메타크릴레이트와, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 무수말레인산, 스틸렌 또는 α-메틸스틸렌 중 어느 것 1가지 이상과의 공중합체, 또는 메틸메타크릴레이트의 단독중합체와 상기 공중합체와의 혼합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 특히, 아크릴수지, 메타크릴 수지, 또는 메타크릴 수지와 스틸렌 수지와의 공중합체 수지(MS수지)가 많이 쓰인다. 한편, 열가소성 수지기재(2)에서, 이 열가소성 수지기재(2)가 1층의 수지층으로 된 경우의 당해 수지층 및 2층 이상의 수지층으로 된 경우의 표면측(예컨대 출광측의 표면쪽)의 수지층은, 도 1에 도시된 것과 같이, 렌티큘러렌즈 등의 제2광학요소부(4)를 구성하는 것이면 된다.

여기서, 열가소성 수지기재(2)에 포함되는 수지층(4, 5, 5')이 확산층으로 쓰이는 경우에는, 예컨대 아크릴수지나 메타크릴 수지, MS수지 등의 열가소성 수지 중에 광확산제의 미립자를 함유시키면 좋다.

이때, 열가소성 수지 중에 함유되는 광확산제의 미립자로는, 광학시트에 사 용할 수가 있는 것이면 어떤 것이라도 좋은바, 예컨대 아크릴수지 미립자나, 아크릴-스틸렌 공중합수지 미립자, 멜라민수지 미립자, 스틸렌수지 미립자, 실리콘수지 미립자와 같은 유기계 미립자나, 황산바리움 미립자나, 유리미립자, 물 산화알류미늄 미립자, 탄산칼슘 미립자, 실리카(2산화규소) 미립자, 산화티탄 미립자와 같은 무기계 미립자 외에도, 아크릴수지 비드(bead)나, 유리 비드, MS수지 비드 등을 들 수 있다. 또, 이들의 1종 또는 2종 이상을 열가소성 수지 중에 함유시킬 수도 있다.

열가소성 수지 중에서의 광확산제 미립자의 함유량은, 특히 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 프로젝션 스크린와 같이, 콘트라스트의 저하가 적고 또 높은 투과율이 요구되는 경우에는, 열가소성 수지와 광확산제와의 사이의 굴절률의 차이 및 광확산제 입경(粒經)에 따라 다르기는 하지만, 예컨대 굴절률의 차이가 O.01∼O.06이고, 입경이 3∼20㎛인 경우에는, 열가소성 수지 100중량부에 대해 O.2∼5중량부인 것이 바람직하다. 광확산제의 미립자 함유량이 O.2중량부 미만에서는 확산의 효과가 충분히 얻어지지 않기 때문에 바람직하지가 않다. 이와 달리, 광확산제의 미립자 함유량이 5중량부를 넘으면 확산이 강하게 되어 정면의 밝기가 저하되기 때문에 바람직하지가 않다. 한편, 예컨대, 조명장치나 백라이트와 같이 광원의 시스루(see through)를 막아 확산의 정도를 크게 할 것이 요구되는 경우에는, 예컨대 광확산제의 미립자로서 황산바륨(열가소성 수지인 아크릴수지와의 굴절률 차이가 약 0.15) 등과 같이 굴절률이 높은 것을 사용해서 굴절률 차이를 보다 더 크게 하거나, 첨가량을 더 많게 하는 것이 바람직하다.

한편, 이상에서는 열가소성 수지기재(2)에 포함되는 수지층(4, 5, 5')이 확산층으로 쓰이는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 앞에서 설명한 것과 같은 확산층을 열가소성 수지기재(2)와는 별도로 형성시켜도 좋다. 한편, 열가소성 수지기재(2)에 포함되는 수지층(4, 5, 5')이 확산층으로 쓰이는 경우에는, 그 중의 적어도 한층의 수지층 중에 광확산제 미립자를 함유시켜도 좋다. 또, 수지층(4, 5, 5') 중 2층 이상의 수지층에 광확산제의 미립자를 함유시키는 경우에는, 각 수지층이 다른 확산기능을 갖도록 각 수지층마다 다른 종류 및 첨가량의 광확산제 미립자를 함유시켜도 좋다.

또, 열가소성 수지기재(2)에 포함되는 수지층(4, 5, 5')의 수 및 종류는 특히 한정되지 않고, 광학특성이 다른 수지층 등을 적절히 조합함으로써, 소망하는 광학적 기능을 가진 광학시트(1)를 얻을 수가 있게 된다. 구체적으로는 예컨대, 확산제층/투명층/확산제층의 순서로 조합되도록 함으로써, 모아레나 신틸레이션을 방지할 수가 있게 된다. 또, 고유동성 수지층/고투명층/접착용이층으로 조합되도록 함으로써, 고유동성 수지층의 부형(제2광학요소부(4)의 렌즈부의 형성)을 쉽게 실행할 수 있도록 함과 더불어, 접착용이층상에 형성되는 제1광학요소부(3)의 부형용 방사선 경화수지를 보다 벗겨지기 어렵도록 할 수 있게 된다.

한편, 열가소성 수지기재(2) 중 제1광학요소부(3)가 형성되어 있는 표면에는, 열가소성 수지 및 방사선 경화수지에서 벗겨지기 어려운 성질을 가진 필름(6)을 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 필름(6)으로는 예컨대, 염화비닐계 수지나, 아크릴계 수지, 스틸렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 포리에스텔-폴리카보 네이트 등으로 된 필름 등을 들 수 있다.

제1광학요소부(3)는, 열가소성 수지기재(2)의 한쪽 표면에 필름(6) 등을 매개로 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1광학요소부(3)는, 이 제1광학요소부(3)를 형성하는 재료가, 표면의 온도가 글라스전이점 이하이고, 또 내부의 온도가 글라스전이점 이상으로 되는 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재(2)와 함께 금형롤에다 공급함으로써 형성되는 것이다. 한편, 제1광학요소부(3)는, 예컨대 열가소성 수지기재(2)의 입광측 표면에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 단, 제1광학요소부(3)는, 열가소성 수지기재(2)의 출광측 표면에 형성되어 있어도 좋고, 또 열가소성 수지기재(2)의 입광측 표면 및 출광측 표면 양쪽면에 형성되어 있어도 좋다.

여기서, 제1광학요소부(3)를 형성하는 재료는 방사선 경화수지로 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 방사선 경화수지, 광투과성이 있는 수지로서 바람직하기로는, 그 구조 중에 중합성 불포화결합 또는 에폭시기를 가진 반응성 폴리머 또는 올리고머 등을 쓰는 것이 좋다. 구체적으로는 예컨대, 폴리에스텔이나, 폴리에텔, 아크릴수지, 에폭시수지, 우레탄수지 등의 (메타)아크릴레이트, 실록산 등의 규소수지, 래디칼중합성의 모노머 또는 다관능 모노머 등을 들 수 있다.

래디칼중합성의 모노머로는 예컨대, (메타)아크릴산에틸, (메타)아크릴아미드, 아릴화합물, 비닐에텔류, 비닐에스텔류, 비닐이절환화합물, N-비닐화합물, 스틸렌, (메타)아크릴산, 크로톤산, 이타콘산 등을 들 수 있다. 다관능성 모노머로는 예컨대, 디에틸렌그리콜(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌그리콜(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리스(β-(메타)아크릴로이록시에틸)이소시아누레이트 등을 들 수 있다.

한편, 이와 같은 방사선 경화수지는, 전자선(EB)이나 자외선(UV) 등의 방사선을 조사시켜줌으로써 경화되는 것으로, 그에 의해 방사선 경화수지로 된 제1광학요소부(3)가 열가소성 수지기재(2)로부터 벗겨지기 어렵게 된다.

여기서, 방사선 경화형 수지를 예컨대 자외선으로 경화시키는 경우에는, 예컨대 초고압 수은등이나, 저압 수은등, 카본아크등, 크세논아크등 또는 메탈하라이드등(metal halide lamp)과 같은 광원에서 발해지는 자외선 등을 이용할 수가 있다. 이 경우에는, 방사선 경화수지에 광중합개시제를 첨가시키는것이 바람직하다. 광중합개시제로는, 아세트페논류, 벤조페논류, 미히라벤조일벤조에이트, o-벤조일 안식향산메틸, 알도자임, 테트라틸디람모노설페이드, 디옥산톤 및/또는 광증감제인 n-부틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸포스핀 등을 들 수 있다.

또, 방사선 경화형 수지를 전자선으로 경화시키는 경우에는, 전자선 조사장치(예컨대, 콕크로프월튼형, 반데그파프형, 공진변압형, 절연코어 변압기형, 직선형, 에렉트로커튼형, 다이나미트론형 또는 고주파형 등 각종 전자선 조사장치)에서 발해지는 전자선(예컨대, 50∼1000 keV 에너지의 전자선)을 이용할 수가 있다.

한편, 제1광학요소부(3)로는, 광학시트에 사용할 수 있는 광학요소라면 어떤 광학요소라도 이용할 수 있다. 바람직하기로는, 프레넬렌즈, 렌티큘러렌즈, 프리즘, 매트, 헤어라인 또는 회절격자 등으로서, 구체적으로는 예컨대 써큘러프레넬렌즈나, 리니어프레넬렌즈, 전반사 프레넬렌즈, 삼각형프리즘, 다각형프리즘, 렌티큘 러렌즈, 샌드브라스트매트(sand-blast matte), 사각형회절격자, 홀로그램, 모스아이(moth eye) 등을 쓰는 것이 좋다. 한편, 도 1에서는, 제1광학요소부(3)로서 열가소성 수지기재(2)의 입광측 표면에 프레넬렌즈가 형성되는 예가 도시되어 있다. 여기서, 이 프레넬렌즈는 입사면과, 이 입사면에서 입사되는 광의 일부 또는 전부를 전반사하여 소망하는 방향으로 편향시키는 전반사면(全反射面)으로 된 삼각형상 프리즘이 입광측 표면에 복수로 배열되어 이루어진 것이다.

이와 같이 해서, 열가소성 수지기재(2)의 한쪽 표면(예컨대 입광측 표면)에 제1광학요소부(3)가 형성되어 있는 경우에는, 다른쪽 표면인 출광측 표면에 대해서는 그대로 되어 있어도 좋고, 또 콘트라스트를 향상시키기 위해 차광층을 설치하여도 좋다. 그리고, 도 1에 도시된 것과 같이 렌티큘러렌즈 등의 제2광학요소부(4)를 설치하여도 좋다.

여기서, 상기 제2광학요소부(4)는, 앞에서 설명한 제1광학요소부(3)의 형성방법과 마찬가지 방법으로 형성시켜도 좋지만, 바람직하기로는 열가소성 수지기재(2)를 냉각시켜 가요성이 있는 상태로 될 경우에 형성하는 것이 좋다. 즉, 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재(2)는 용융된 열가소성 수지기재(2)를 한쌍의 냉각롤 사이로 통과시켜 냉각시켜줌으로써 형성되도록 한다. 그 때문에, 이와 같이 냉각롤을 이용해서 열가소성 수지기재(2)를 냉각할 때, 한쌍의 냉각롤 중에서 열가소성 수지기재(2) 중 제1광학요소부(3)가 형성되는 표면과 반대측 표면을 냉각하는 냉각롤을 압출금형롤로 쓰도록 하면, 이 압출금형롤의 렌즈형(부형몰드)을 열가소성 수지기재(2)의 표면에 전사함으로써, 렌즈형의 역형상에 대응하는 표면형상을 가진 제2광학요소부(4)를 형성할 수가 있게 된다.

이 경우, 앞에서 설명한 방법으로 확실하게 형성되는 것은 완만한 형상의 렌즈부(부형)이기 때문에, 제2광학요소부(4)로는 비교적 완만한 형상의 렌티큘러렌즈 등를 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 렌티큘러렌즈의 형상은, 특히 한정되는 것은 아니고, 구체적으로 예컨대, 피치가 30㎛ 이상, 바람직하기로는 60㎛ 이상이고, 또 단면의 곡선형상이 반원호, 반타원호, 포물선, 쌍곡선 또는 삼각함수곡선 등에 가까운 곡선, 이들 곡선의 조합형 또는 이들 곡선에 접선이 조합되어 있는 형상(예컨대 사다리꼴) 등을 들 수 있다. 앞에서 설명한 단면의 곡선형상으로서는 특이점이 없고, 또 빼기경사부를 형성할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 제2광학요소부(4)로 쓰이는 렌티큘러렌즈는, 광의 굴절이나 반사의 작용에 의해 출광측의 표면에서 광을 확산시키거나 비스듬히 입사되는 광의 광축을 수직방향으로 보정하거나 하는 것이다.

한편, 본 실시예에 따른 광학시트(1)는 강성을 갖고 또 정밀한 렌즈부가 형성된 제1광학요소부(3)를 갖고 있는 것이기 때문에, 백라이트용 광축보정 시트나, 자연광의 채광이나 조명을 위한 시트, 홀로그램판, 논그레어판(nonglare sheet), 정밀매트판, 루버(louver), 리니어-프레넬렌즈시트, 프리즘 시트 등 광학시트로 유용하게 이용될 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 광학시트(1)는, 연속적인 제조를 실행할 수 있는 것으로, 직선모양 패턴의 렌즈형상이라면 엔드리스(endless)형태로 생산을 실행하는 할 수가 있기 때문에, 사이즈가 큰 광학시트에도 적용할 수가 있어 공업적 가치가 대단히 높다.

(광학시트 제조방법)

다음에는, 앞에서 설명한 것과 같이 구성된 광학시트(1)를 제조하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

도 2는, 본 실시예에 따른 광학시트(1)의 제조방법을 실현하기 위한 제조장치의 1례를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 것과 같이, 이 제조장치는 주로 T 다이(10)와, 냉각롤을 이루는 한쌍의 제1롤(11) 및 제2롤(12), 방사선 경화수지 도포장치(13), 방사선 경화수지용 금형롤(14) 및, 방사선 조사장치(15)를 갖추고 있다

이 중, T 다이(10)는, 용융된 열가소성 수지를 소정의 판두께의 시트형태로 형성시켜 연속적으로 제1롤(11)과 제2롤(12) 사이로 공급하는 것이다. 이 T 다이(10)는, 최종적으로 형성되는 열가소성 수지기재(2)가 다층(2층 이상)의 수지층(5)으로 된 경우에도 대응할 수 있도록 하기 위해 다층압출성형을 실행할 수가 있도록 된 것이 바람직하다.

제1롤(11) 및 제2롤(12)은 서로 대향해서 배치되는 것으로, 이들 제1롤(11) 및 제2롤(12)에 의해 T 다이(10)에서 공급된 용융된 열가소성 수지기재(2)를 밀어누름과 더불어, 열가소성 수지기재(2)가 소정의 온도(표면의 온도가 글라스전이점 이하이고 내부의 온도가 글라스전이점 이상)가 되도록 냉각할 수 있게 된다.

여기서, 이들 제1롤(11) 및 제2롤(12) 중의 한쪽 롤(예컨대 제2롤(12))을 압출금형롤로 이용함으로써 열가소성 수지기재(2)의 표면에 제2광학요소부(4)를 형성할 수가 있게 된다.

한편, 압출금형롤로 쓰이는 제2롤(12)의 주면에는, 소망하는 렌즈부 형상과 역형상을 이루는 렌즈형이 형성되어 있다. 구체적으로는 예컨대, 도 1에 도시된 것과 같은 광학시트(1)를 제조하는 경우라면, 제2롤(12)의 주면에, 렌티큘러렌즈를 형성하기 위한 렌즈형이 형성되어 있다. 여기서, 이와 같은 렌즈형은, 제2롤(12)의 원주방향을 따라 형성된 렌즈형상의 홈이 축방향을 따라 다수개가 배치되어 이루어진 것이다. 그리고, 이와 같은 렌즈형이 형성된 주면에다 용융된 열가소성 수지기재(2)를 밀착시켜 밀어붙여줌으로써, 제2롤(12)의 렌즈형이 열가소성 수지기재(2)의 표면에 전사되어 제2광학요소부(4)의 렌즈부를 형성하도록 되어 있다.

여기서, 압출금형롤로 쓰이는 제2롤(12)의 주면에 형성된 렌즈형상 홈의 단면형상은, 특히 한정되지 않고 어떤 형상으로 되어도 좋은바, 예컨대 대략 원형 또는 타원형에 가까운 형태이면 된다. 또, 압출금형롤로 쓰이는 제2롤(12)은, 그 축방향을 따라 이동할 수 있고, 또 열가소성 수지기재(2)에 대한 상대 위치를 조절할 수 있도록 된 것이 바람직하다.

제1롤(11)과 제2롤(12) 사이로 공급된 열가소성 수지기재(2)는, 도 2에 도시된 것과 같이 제2롤(12) 주면의 일부(예컨대 거의 반주면)를 따라 밀착되도록, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 하류에 있는 시트당김롤(도시되지 않음)에 의해 장력이 걸려져 있도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 제2롤(12)에서의 열가소성 수지기재(2)의 밀착범위는, 제2롤(12)의 렌즈형이 열가소성 수지기재(2)의 표면에 전사되어 렌즈부가 형성되는 것을 가능하게 하는 범위라면 특히 한정되는 것은 아니다.

방사선 경화수지용 금형롤(14)은, 압출금형롤로 쓰이는 제2롤(12)에서 이형된 열가소성 수지기재(2)에 제1광학요소부(3)를 형성하기 위한 것이다. 여기서, 방 사선 경화수지용 금형롤(14)의 주면에는, 소망하는 렌즈부(부형)의 형상과 역형상을 이루는 렌즈형(부형몰드)이 형성되어 있다. 구체적으로는 예컨대, 도 1에 도시된 것과 같은 광학시트(1)를 제조하는 경우라면, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 주면에는 프레넬렌즈를 형성하기 위한 렌즈형이 형성된다. 여기서, 이와 같은 렌즈형은, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 원주방향을 따라 형성된 렌즈형상의 홈이 축방향을 따라 다수가 설치되도록 된 것이다. 그리고, 이와 같은 렌즈형이 형성된 주면의 일부에, 용융된 열가소성 수지기재(2) 중 제1롤(11)이 접한 표면을 방사선 경화수지를 개재시킨 상태에서 밀착시켜 밀어붙임으로써, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 렌즈형이 방사선 경화수지의 표면에 전사되어 제1광학요소부(3)의 렌즈부가 형성되도록 되어 있다.

한편, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 주면에 형성된 렌즈형상의 홈은, 반드시 축방향을 따라 배열되어 있을 필요는 없고 경사방향으로 되어 있어도 수평방향으로 되어 있어도 상관이 없다. 단, 방사선 경화수지용 금형롤(14)로부터 제1광학요소부(3)가 쉽게 이형될 수 있도록 한다는 의미에서는, 축방향을 따라 배열되는 것이 바람직하다

여기서, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 주면에 형성된 렌즈형상 홈의 단면형상은, 특히 한정되지 않고 어떤 형상으로 되어도 좋은바, 예컨대 삼각형, 사각형, 다각형, 원형, 타원형 또는 이들 형상에 까가운 형상이라면 좋다. 한편, 이들 렌즈형상 홈은 부분적 또는 전면적으로 피치 및/또는 형상이 달라도 좋고, 홀로그램의 간섭무늬와 같이 랜덤(random)하게 형성되어도 좋다.

또, 방사선 경화수지용 금형롤(14)은, 그 축방향을 따라 이동할 수 있고, 또 열가소성 수지기재(2)에 대한 상대위치를 조절할 수 있도로 된 것이 바람직하다. 이에 따라, 열가소성 수지기재(2)의 표면 및 그 반대측 표면에 형성되는 제1광학요소부(3) 및 제2광학요소부(4)의 위치를 필요에 따라 조절할 수가 있게 된다.

그리고, 방사선 경화수지용 금형롤(14)로는, 당해 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 온도를 제어함으로써 열가소성 수지기재(2)의 온도를 조절할 수 있도록 된 것이 바람직하다. 그에 따라, 열가소성 수지기재(2)의 뒤로 휘어지거나 왜곡되는 것을 적절히 제어하여, 소망하는 뒤로 휘어짐이나 왜곡을 가진 강성을 갖는 광학시트(1)를 생산성 좋고 또 싼값으로 얻을 수가 있게 된다.

한편, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 주위에는, 방사선 경화수지 도포 장치로서 예컨대 도포다이(coating die; 13)가 배치되어 있다. 여기서, 이 도포다이(13)는, 제1광학요소부(3)를 형성할 수 있을 만큼의 소정량의 방사선 경화수지를 공급하는 것이다. 구체적으로는, 이 도포다이(13)는, 방사선 경화수지용 금형롤(14)상, 또는 열가소성 수지기재(2) 중 제1롤(11)이 접한 표면상 또는 열가소성 수지기재(2) 중 제1롤(11)이 접한 표면과 방사선 경화수지용 금형롤(14) 사이로 방사선 경화수지를 공급하게 된다.

이와 같이 해서 도포다이(13)로부터 공급된 방사선 경화수지는, 열가소성 수지기재(2)와 함께 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 주면에 밀착되어 밀어붙여지고, 그에 따라 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 렌즈형이 방사선 경화수지의 표면에 전사되어 제1광학요소부(3)의 렌즈부가 형성되게 된다.

방사선 조사장치(15)는, 전자선(EB)이나 자외선(UV) 등의 방사선을, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 렌즈형 중에 충전된 방사선 경화수지를 향하여 조사하도록 된 것이다. 한편, 방사선의 조사위치로는, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 렌즈형 중에 방사선 경화수지가 충전된 위치보다 하류이면서 열가소성 수지기재(2)가 방사선 경화수지용 금형롤(14)에서 이형되기 전(렌즈부가 형성된 후)의 위치인바, 열가소성 수지기재(2)를 매개로 방사선 경화수지에 방사선이 조사됨으로써 방사선 경화수지가 경화되게 된다.

방사선 조사장치(15)로는, 방사선 경화수지를 경화시킬 수가 있는 것이라면 어떤 것이라도 좋은바, 예컨대 초고압수은등이나, 저압수은등, 카본아크등, 크세논아크등 또는 메탈하라이드램프와 같은 자외선을 발하는 광원을 갖춘 자외선 조사장치 외에, 콕크로프트월튼(Cockcroft-Walton)형, 반데그파프(Van de Graaff)형, 공진변압(共振變壓)형, 절연코어 변압기형, 직선형, 엘렉트로커튼형, 다이나미트론형 또는 고주파형 등의 전자선 조사장치 등을 들 수 있다.

한편, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 하류쪽에는, 방사선 경화수지용 금형롤(14)에서 이형된 열가소성 수지기재(2)의 온도를 조절하는 온도조절장치(도시되지 않음)를 설치하여도 좋다. 여기서, 온도조절장치로는, 열가소성 수지기재(2)의 온도를 예컨대 그 양면에서 조절(예컨대 소정의 온도로 냉각)할 수가 있다면 어떤 것으로 하여도 좋다. 온도조절장치로는, 예컨대 냉각롤이나, 냉각 팬, 보온게이지 등과 같이, 표리의 온도를 소망하는 왜곡이 얻어지도록 조절하면서 열가소성 수지기재(2)의 전체가 글라스전이점 이하로 되도록 냉각하는 장치를 쓰는 것이 바람직 하다. 그에 따라, 열가소성 수지기재(2)가 뒤로 휘어지거나 왜곡되는 것을 적절히 제어해서, 소망하는 뒤로 휘어짐나 왜곡을 가진 강성을 갖는 광학시트(1)를 생산성 좋고 싼값으로 얻을 수가 있게 된다.

다음에는, 도 2에 도시된 것과 같은 제조장치를 이용해서, 도 1에 도시된 것과 같은 광학시트(1)를 제조하는 방법으로 대해 설명한다.

먼저, 용융된 열가소성 수지를 T 다이(10)를 가지고 압출시켜, 용융된 열가소성 수지기재(2)로 연속적으로 제1롤(11)과 압출금형롤로 쓰이는 제2롤(12) 사이로 공급한다. 한편, T 다이(10)에서의 열가소성 수지의 용융은, 열가소성수지로서 아크릴계 수지나, 폴리카보네이트계 수지, 염화 비닐계 수지, 스틸렌계 수지, 올레핀계 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴-스틸렌 공중합수지, 폴리에스텔계 수지 등이 쓰이는 경우에는 200∼280℃의 온도에서 이루어진다.

보다 구체적으로는, 열가소성 수지기재(2)가 아크릴수지로 된 경우에는, T 다이(10)에서 아크릴수지를 240∼250℃의 온도에서 용융되도록 한 후, 이와 같이 해서 용융된 아크릴수지를 T 다이(10)로부터 소정의 판두께 시트의 형태로 형성시켜 연속적으로 제1롤(11)과 제2롤(12) 사이로 공급한다. 이때, 열가소성 수지기재(2)가 다층(2층 이상)의 수지층으로 되도록 하는 경우에는, T 다이(10)에서 다층압출성형이 실행되도록 한다.

이때, 열가소성 수지기재(2) 중 제1광학요소부(3)가 형성되는 표면에, 열가소성 수지 및 방사선 경화수지로부터 벗겨지기 어려운 성질을 가진 필름(6)을 형성하는 경우에는, T 다이(10)로부터 공급된 용융된 열가소성 수지기재(2)와 제1롤 (11) 사이로 필름(6)을 연속적으로 공급한다.

이상과 같이 해서, 제1롤(11)과 제2롤(12) 사이로 열가소성 수지기재(2)를 통과시켜줌으로써 용융된 열가소성 수지기재(2)를 냉각시켜, 이 열가소성 수지기재(2)를 그 표면 온도가 글라스전이점 이하이고 내부온도가 글라스전이점 이상으로 되는 가요성이 있는 상태가 되도록 한다. 이때, 제1롤(11) 및 제2롤(12)의 온도는 각각 개별적으로 50∼1000℃가 되도록 하는 것이 좋다. 구체적으로는 예컨대, 열가소성 수지기재(2)가 아크릴수지로 된 경우에는, T 다이(10)에서 240∼250℃의 온도에서 용융된 아크릴수지는, 65℃의 제1롤(11) 및 65℃의 제2롤(12)로 압출성형을 하게 되면, 표면의 온도가 80∼90℃(예컨대 87℃)의 글라스전이점 이하이고 내부의 온도가 90∼250℃의 글라스전이점 이상(실제의 내부 온도는 측정할 수 없기 때문에 불명하지만, 냉각롤로의 제1롤(11) 및 제2롤(12)에 의한 왜곡이 일어나지 않기 때문에 글라스전이점 이상인 것은 분명함)으로 냉각이 된다. 한편, 아크릴수지의 글라스전이점은 90∼100℃(예컨대 98℃)이다.

또, 제1롤(11)과 제2롤(12)에 의해 열가소성 수지기재(2)를 내리누르고, 열가소성 수지기재(2)를 제2롤(12)의 주면의 일부에 밀착시킨다. 그에 따라, 압출금형롤로 쓰이는 제2롤(12)의 렌즈형이 열가소성 수지기재(2)의 표면에 전사되어 제2광학요소부(4)의 렌즈부가 형성되게 된다. 이 경우, 제1롤(11)을 압출금형롤로 이용하는 것도 가능하지만, 제2롤(12)을 압출금형롤로 쓰는 편이 부형율을 높이기 쉽다는 의미에서 바람직하다. 이에 따라, 열가소성 수지기재(2)의 표면에 렌즈형의 역형상에 대응하는 표면형상(예컨대 단면형상이 반원형상인 렌티큘러렌즈)을 가진 제2광학요소부(4)가 형성된다.

그리고, 압출금형롤로 쓰이는 제2롤(12)에서 열가소성 수지기재(2)가 이형되어, 열가소성 수지기재(2)가 그 표면온도가 글라스전이점 이하이고 또 내부온도가 글라스전이점 이상인 가요성을 가진 상태에서 그대로 방사선 경화수지용 금형롤(14)로 유도된다. 이때, 방사선 경화수지용 금형롤(14)상에는, 당해 방사선 경화수지용 금형롤(14) 주위에 배치된 도포다이(13)로부터 방사선 경화수지가 공급되어 있어서, 열가소성 수지기재(2) 중 제2광학요소부(4)가 형성된 표면과는 반대편 표면에 방사선 경화수지가 도포되게 된다. 그에 따라, 열가소성 수지기재(2)가 도포다이(13)에서 공급된 방사선 경화수지가 개재된 상태로 방사선 경화수지용 금형롤(14) 주면의 일부에 밀착되어 밀어붙여지게 된다. 이때, 방사선 경화수지가 도포된 열가소성 수지기재(2)의 표면은 글라스전이점 이하에서 강성을 갖고 있기 때문에, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 렌즈형이 보다 확실하게 방사선 경화수지의 표면에 전사되어 제1광학요소부(3)의 렌즈부가 형성되게 된다. 그에 따라, 열가소성 수지기재(2)의 표면에 렌즈형의 역형상에 대응하는 표면형상(예컨대 단면형상이 삼각형상인 프레넬렌즈)을 가진 제1광학요소부(3)가 형성되게 된다.

그 후, 열가소성 수지기재(2)상에 형성된, 방사선 경화수지용 금형롤(14)에서 이형되기 전의 제1광학요소부(3)를 향해 방사선 조사장치(15)로부터 방사선(예컨대 자외선)을 조사한다. 이와 같이 해서 조사된 방사선은, 열가소성 수지기재(2)를 매개로 제1광학요소부(3)에 조사되어 방사선 경화수지로 된 제1광학요소부(3)가 경화되게 된다. 그에 따라, 당해 방사선 경화수지로 된 제1광학요소부(3)가 열가소 성 수지기재(2)에 직접 또는 필름(6)을 매개로 고착되어 제1광학요소부(3)가 열가소성 수지기재(2)에서 벗겨지기 어렵게 된다.

마지막으로, 제1광학요소부(3)가 고착된 열가소성 수지기재(2)가 방사선 경화수지용 금형롤(14)에서 이형되어 광학시트(1)로서 다른 공정으로 안내되게 된다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 방사선 경화수지용 금형롤(14)을 이용해서 제1광학요소부(3)를 형성할 때, 표면의 온도가 글라스전이점 이하이고, 또 내부의 온도가 글라스전이점 이상으로 되는 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재(2)를, 방사선 경화수지가 개재된 상태에서, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 주면에 밀어붙이도록 되어 있기 때문에, 통상적인 사용상태의 온도에서 강성을 가진 판두께가 두꺼운 열가소성 수지기재(2)라 하더라도, 방사선 경화수지용 금형롤(14)에 감겨져 충분히 밀착될 수가 있게 된다. 또 이때, 제1광학요소부(3)는 방사선 경화수지(예컨대 자외선 경화수지)로 되어 있기 때문에 그 표면이 안정되어, 방사선 경화수지용 금형롤(14)상에 방사선 경화수지가 잔류하지 않게 됨과 더불어, 방사선 경화수지용 금형롤(14)에서 이형되더라도 형상의 변화가 없게 된다. 따라서, 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 렌즈형을 열가소성 수지기재(2)의 표면에 도포된 방사선 경화수지의 표면에다 전사하여 정밀한 렌즈부를 형성할 수가 있게 된다. 그에 따라, 제1광학요소부(3)로서 프레넬렌즈나 프리즘 등의 샤프한 형상의 광학요소를 포함한 강성을 가진 광학시트(1)를 연속적으로 제조할 수가 있게 되어, 이와 같은 광학시트(1)를 생산성 좋고 또 매엽식 제조에 비해 싼값으로 제조할 수가 있게 된다. 특히, 본 실시예에 의하면, 광학시트(1)를 연속적으로 제조할 수가 있고, 방사 선 경화수지용 금형롤(14)로 가공할 수 있는 렌즈형상이라면 엔드리스하게 생산을 실행할 수가 있기 때문에, 사이즈가 큰 광학시트에도 적용할 수가 있어 공업적 가치가 대단히 높아지게 된다.

또, 본 실시예에 의하면 열가소성 수지기재(2)를 냉각하기 위한 냉각롤인 제1롤(11) 및 제2롤(12) 중 한쪽을 압출금형롤로 이용하도록 되어 있기 때문에, 열가소성 수지기재(2)의 양면에 렌즈부(제1광학요소부(3) 및 제2광학요소부(4))를 정밀도 좋고 또 간단히 형성할 수가 있게 된다. 즉, 종래의 방법에서는, 예컨대 평판모양의 열가소성 수지기재의 양면에 프레스가공으로 렌즈부를 형성하는 경우에는, 한쪽 면에 렌즈부를 형성한 후 다른쪽 면에다 렌즈부를 형성할 때, 2개 렌즈부의 상대위치가 어긋나지 않도록 하기 위해 열가소성 수지기재의 x축 및 y축의 2축 위치맞춤이 필요하게 된다. 이에 대해, 본 실시예에 의하면, 열가소성 수지기재(2)의 양면에 렌즈부를 형성하는 데에는, 압출금형롤로 쓰이는 제2롤(12)과 방사선 경화수지 용금형롤(14)에 의해 실행되게 되므로, 열가소성 수지기재(2)의 길이방향으로의 위치맞춤은, 예컨대 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 길이방향 위치를 미리 설정해서 두기만 하면 된다. 그리고, 양면에 형성되는 2개의 렌즈부(제1광학요소부(3) 및 제2광학요소부(4))의 상대적인 위치어긋남의 조절은, 압출금형롤로 쓰이는 제2롤 및/또는 방사선 경화수지용 금형롤(14)을 그 축방향을 따라 이동시키는 1축의 조절만으로 좋기 때문에, 열가소성 수지기재(2)의 양면에 렌즈부(제1광학요소부(3) 및 제2광학요소부(4))를 정밀도 좋고 또 간단히 형성할 수가 있게 된다.

그리고, 본 실시예에 의하면, 열가소성 수지기재(2)의 표면과 제1광학요소부 (3) 사이에 열가소성 수지 및 방사선 경화수지에서 벗겨지기 어려운 성질을 가진 필름(6)이 설치되어 있기 때문에, 제1광학요소부(3)를 열가소성 수지기재(2)에서 벗겨지도록 하지 않고 밀착시킬 수가 있게 된다. 또, 필름(6)이 설치되어 있기 때문에, 제1광학요소부(3)를 형성하는 방사선 경화수지가 열가소성 수지기재(2)의 표면에 접촉했을 때의 표면온도가 낮아지는 것을 방지할 수 있음과 더불어, 렌즈부를 형성할 때 열가소성 수지기재(2)의 표면의 강성을 걱정할 필요가 없게 되어, 제1광학요소부(3)를 형성하기 위한 방사선 경화수지를 선정하기가 쉽게 된다. 그리고, 필름(6)으로는, 확산필름이나 각종 광학적 기능을 가진 필름 등를 쓰게 되면, 최종적으로 얻어지는 광학시트(1)에 여러 가지 광학적 기능을 갖게 할 수도 있게 된다.

한편, 앞에서 설명한 실시예에서는, 도 2에 도시된 제조장치와 같이, 제1롤(11) 및 제2롤(12)의 2개의 냉각롤을 가지고 용융된 열가소성 수지기재(2)가 소정의 온도(표면온도가 글라스전이점 이하이고 내부온도가 글라스전이점 이상)가 되도록 냉각시키는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 용융된 열가소성 수지기재(2)의 온도를 보다 정확하게 제어하기 위해서는 제1롤(11) 및 제2롤(12)의 2개의 냉각롤에 더해서 1개 또는 2개 이상의 냉각롤을 추가로 설치하여도 좋다. 구체적으로는, 예컨대 도 3에 도시된 제조장치와 같이, T 다이(10)에서 공급된 용융된 열가소성 수지기재(2)를 한쌍의 냉각롤(20, 21)로 냉각함과 더불어 이들 냉각롤(20, 21)에 의해 냉각된 열가소성 수지기재(2)를 그보다 하류 쪽에 설치된 제3냉각롤(22)에 의해 냉각되도록 하여도 좋다. 보다 구체적으로는, T 다이(10)에서 공급된 열가소성 수지기재(2)의 표면이 냉각롤(21) 주면의 일부(예컨대 대략 원주의 반)를 따라 밀착 되어 보내짐으로써 냉각될 수 있게 된다. 또, 이 냉각롤(21)에서 이형된 열가소성 수지기재(2) 중 제1광학요소부(3)가 형성되는 표면과는 반대쪽 표면은, 제3냉각롤(22) 주면의 일부(예컨대 대략 반원주)를 따라 밀착되어 보내짐으로써 냉각될 수 있게 된다. 한편, 제3냉각롤(22)은 도 2에 도시된 제조장치의 제2롤(12)과 마찬가지로 압출금형롤로 쓰이는 것이다.

이에 따라, 열가소성 수지기재(2)의 양면이 냉각롤(21, 22) 주면의 일부(예컨대 거의 반원주)를 밀착된 상태에서 보내지도록 되어 있기 때문에, 열가소성 수지기재(2)의 표면 및 내부를 보다 확실하게 냉각할 수 있음과 더불어, 열가소성 수지기재(2)의 내부온도를 보다 확실하게 제어할 수 있게 된다.

즉, 도 2에 도시된 제조장치에서는, 열가소성 수지기재(2)는 압출금형롤로 쓰이는 제2롤(12)의 주면과 비교적 긴 시간 동안 접촉하지만, 열가소성 수지기재(2)는, 제1롤(11)과의 접촉이 짧고 제1롤(11)에서 바로 이형되기 때문에, 표면의 온도를 글라스전이점 이하가 되도록 하기는 하지만, 내부의 온도에 대해서는 글라스전이점 이상의 소망하는 온도로 제어하기가 어렵게 된다. 이에 대해, 도 3에 도시된 제조장치에서는, 3개의 냉각롤(20, 21, 22)로 열가소성 수지기재(2)를 냉각시킬 때, 열가소성 수지기재(2)의 양면이 2개의 냉각롤(21, 22)의 주면과 비교적 긴 시간 동안 접촉하기 때문에, 열가소성 수지기재(2)의 내부온도를 소망하는 온도로 제어하기가 보다 쉬워지게 된다.

그에 따라, 열가소성 수지기재(2)가 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 주면에 확실히 밀착되도록 열가소성 수지기재(2)의 내부온도를 조절할 수가 있게 되어, 열 가소성 수지기재(2)의 표면에 도포된 방사선 경화수지의 표면에 정밀한 렌즈부를 확실하게 형성할 수 있게 된다. 그리고, 냉각롤(21)을 압출금형롤로서도 쓸 수 있도록 한 경우에는, 냉각롤(21)의 렌즈형이 전사되어 형성되는 렌즈부상에 방사선 경화수지용 금형롤(14)의 렌즈형이 전사되어 형성되는 렌즈부를 적층할 수가 있게 된다. 그리고 또, 도포다이(13)로부터 열가소성 수지기재(2)상으로 방사선 경화수지를 공급하거나 방사선 경화수지로부터 기포를 쉽게 없앨 수 있는 효과도 있게 된다.

한편 이때, 도 2 및 도 3 도시된 제조장치에서의 롤(11, 12, 14, 20, 21, 22)의 온도를 제어하여, 방사선 경화수지용 금형롤(14)에서 이형된 열가소성 수지기재(2)의 내부온도를 글라스전이점 이상이 되도록 함과 더불어, 방사선 경화수지용 금형롤(14)에서 이형된 열가소성 수지기재(2)를 직선상으로 한 상태에서, 온도조절장치(도시되지 않음)로 그 양면에서 내부가 글라스전이점 이하로 되도록 조절하면서 냉각함으로써, 뒤로 휘어짐이나 왜곡이 없는 강성을 가진 광학시트(1)를 연속해서 제조할 수가 있게 된다. 한편, 온도조절장치(도시되지 않음)에 의해, 예컨대 열가소성 수지기재(2)의 양면의 온도가 다르도록 냉각시키면, 소망하는 뒤로 휘어짐이나 왜곡을 가진 임의의 강성을 갖는 광학시트(1)를 연속해서 제조할 수가 있게 된다.

이상 설명한 본 발명에 따른 광학시트에 의하면, 열가소성 수지기재 상에 형성되는 제1광학요소부의 표면온도가 글라스전이점 이하이고 또 내부의 온도가 글라 스전이점 이상으로 되는 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재와 함께 제1광학요소부를 형성하는 재료가 금형롤로 공급됨으로써 형성되도록 되어 있기 때문에, 통상적인 사용상태의 온도에서 강성을 가진 판두께가 두꺼운 열가소성 수지기재라 하더라도 금형롤에 감겨져 충분히 밀착될 수가 있어, 열가소성 수지기재와 함께 공급되는 제1광학요소부를 형성하는 재료의 표면에 정밀한 부형을 형성할 수가 있게 된다. 그에 따라, 프레넬렌즈나 프리즘 등의 샤프한 형상의 광학요소를 포함해서 강성을 가진 광학시트를 연속적으로 제조할 수가 있게 되어, 이와 같은 광학시트를 생산성 좋고 값싸게 얻을 수가 있게 된다.

Claims

용융된 열가소성 수지기재를 냉각시켜, 이 열가소성 수지기재를 그 표면 온도가 글라스전이점 이하이고 내부온도가 글라스전이점 이상으로 되는 가요성이 있는 상태가 되도록 하는 공정과,

이 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재의 한쪽 표면에 방사선경화수지를 도포하는 공정,

상기 방사선 경화수지가 도포된 상기 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재를, 상기 방사선 경화수지가 개재된 상태에서 방사선 경화수지용 금형롤의 주면에 밀어붙여 그 주면에 형성된 부형몰드를 상기 방사선 경화수지의 표면에 전사함으로써, 상기 부형몰드의 역형상에 대응하는 표면형상을 가진 제1광학요소부를 형성하는 공정 및,

상기 열가소성 수지기재 상에 형성된 상기 방사선 경화수지로 된 상기 제1광학요소부에 방사선을 조사해서 상기 제1광학요소부를 경화시키는 공정을 갖춰 이루어진 것을 특징으로 하는 광학시트 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재 중 상기 제1광학요소부가 형성되는 상기 한쪽 표면에, 열가소성 수지 및 방사선 경화수지에서 벗겨지기 어려운 성질을 가진 필름을 형성하는 공정을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 광학시트 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 방사선 경화수지용 금형롤에 의해 형성되는 상기 제1광학요소부의 표면형상이 프레넬렌즈, 렌티큘러렌즈, 프리즘, 매트, 헤어라인 및 회절격자로 된 군에서 선택된 적어도 1개 광학요소의 형상을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 광학시트 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 용융된 열가소성 수지기재를 한쌍의 냉각롤 사이로 통과시켜줌으로써 당해 열가소성 수지기재를 냉각시키도록 된 것을 특징으로 하는 광학시트 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 한쌍의 냉각롤 중에서, 상기 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재 중 상기 제1광학요소부가 형성되는 상기 한쪽 표면과는 반대편인 다른쪽 표면을 냉각하는 냉각롤을 압출금형롤로 이용하여, 이 압출금형롤 주면에 형성된 부형몰드를 상기 열가소성 수지기재의 표면에다 전사함으로써, 상기 부형몰드의 역형상에 대응하는 표면형상을 가진 제2광학요소부를 형성하게 되는 공정을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 광학시트 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 제1광학요소부를 형성하는 공정에서 상기 방사선 경화수지용 금형롤의 온도를 제어함으로써, 상기 열가소성 수지기재의 온도를 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는 광학시트 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 방사선 경화수지용 금형롤에서 이형된 상기 열가소성 수지기재의 온도를 조절하는 공정을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 광학시트 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 방사선 경화수지용 금형롤 및 상기 압출금형롤 중 적어도 하나가, 그 축방향을 따라 위치를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광학시트 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 압출금형롤의 주면에 형성된 상기 부형몰드가, 그 단면형상이 대략 원형 또는 타원형에 가까운 형상인 것을 특징으로 하는 광학시트의 제조방법.
글라스전이점 이하의 온도에서 강성을 가진 광투과성이 있는 열가소성 수지기재와, 이 열가소성 수지기재의 한쪽 표면에 형성된 제1광학요소부를 포함하되, 상기 제1광학요소부는, 당해 제1광학요소부를 형성하는 재료가, 그 표면온도가 글라스전이점 이하이고 내부 온도가 글라스전이점 이상으로 되는 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재와 함께 금형롤에 공급됨으로써 형성된 것임을 특징으로 하는 광학시트.
제10항에 있어서, 상기 제1광학요소부를 형성하는 재료가 방사선 경화수지인 것을 특징으로 하는 광학시트.
제11항에 있어서, 상기 열가소성 수지기재 중 상기 제1광학요소부가 형성되는 상기 한쪽 표면에 형성되어, 열가소성 수지 및 방사선 경화수지에서 벗겨지기 어려운 성질을 가진 필름이 더 갖춰진 것을 특징으로 하는 광학시트.
제10항에 있어서, 상기 열가소성 수지기재 중 상기 제1광학요소부가 형성되는 상기 한쪽 표면과는 반대편인 다른쪽 표면에 형성된 제2광학요소부가 더 갖춰진 것을 특징으로 하는 광학시트.
제13항에 있어서. 상기 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재는, 용융된 열가소성 수지기재를 한쌍의 냉각롤 사이에 통과시켜 냉각시켜줌으로써 형성되고, 상기 제2광학요소부는, 상기 한쌍의 냉각롤 중에서 상기 가요성이 있는 상태의 열가소성 수지기재 중 상기 제1광학요소부가 형성되는 상기 한쪽 표면과는 반대편인 다른쪽 표면을 냉각하는 냉각롤을 압출금형롤로 이용함으로써 형성된 것임을 특징으로 하는 광학시트.
제10항에 있어서, 상기 열가소성 수지기재가 열가소성수지로 된 복수의 수지층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학시트.
제15항에 있어서, 상기 복수의 수지층 중 적어도 한 층의 수지층이 광확산제를 함유하고 있는 것임을 특징으로 하는 광학시트.
제10항에 있어서, 상기 제1광학요소부가, 프레넬렌즈, 렌티큘러렌즈, 프리즘, 매트, 헤어라인 및 회절격자로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1가지 광학요소를 가진 것임을 특징으로 하는 광학시트.