KR100808328B1 - 광 확산판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 투과성 열가소성 수지와 광 확산제를 포함하며, 상기 광 확산제가 광 확산판 전체 중량에 대하여 0.2 내지 10 중량％ 배합되어 있고, 적어도 한쪽면의 광택도가 20 내지 70 ％인 광 확산판을 제공한다. 본 발명에 의해, 직하형 백 라이트 장치에 사용되는 광 확산판으로서, 종래의 광 확산판에 비해 더욱 고휘도를 실현할 수 있는 광 확산판을 제공할 수 있다.

광 확산판, 직하형 백 라이트 장치, 열가소성 수지, 광 확산제, 광택도, 기재층, 피막 수지층

Description

광 확산판{Light Diffusing Plate}

본 발명은 직하형 백 라이트 장치에 사용되는 광 확산판에 관한 것이다.

최근 액정 텔레비젼은 21세기 가정용 텔레비젼으로서 국내외에서 주목을 받아 앞으로도 크게 신장할 것이 기대되고 있다.

액정은 종래의 텔레비젼에 사용되고 있는 브라운관과 같은 자발광형의 장치가 아니기 때문에, 액정 뒷면에 백 라이트 장치라고 불리는 평면 광원 장치를 필요로 한다.

백 라이트 장치의 종류로서는 주로 두 가지 형태가 있다. 하나는, 이른바 엣지 라이트형 또는 사이드 라이트형 백 라이트 장치라고 불리며, 도광판 횡축에 선상 광원, 통상적으로는 냉음극관을 설치하는 방법이다. 또 하나는, 선상 광원 앞에 광 확산판이라고 불리는 광 산란 시트를 설치하는 직하형 백 라이트 장치라고 불리는 방법의 2 종류이다.

이 중 엣지 라이트형 백 라이트 장치는 박형 경량화의 요구로부터 개인용 컴퓨터 모니터나 노트북의 화면, 차량 내비게이션 모니터 등에 널리 보급되어 있다.

직하형 백 라이트 장치는 구조가 단순하고 밝다는 이유로 이전에는 자주 사용되었지만, 장치가 두꺼워 박형화 요구에 부응할 수 없고, 다수의 광원이 필요하 여 소비 전력이 높다는 등의 이유로 엣지 라이트형 백 라이트 장치에 점유율을 빼앗겨 왔다.

그런데, 최근의 액정 텔레비젼에 있어서는, 브라운관과 같은 밝기가 요구되기 때문에, 구조상 광원으로부터의 광을 직접 투과하여 고휘도를 실현할 수 있는 직하형 백 라이트 장치가 다시 주목받고 있다. 특히, 20 인치를 초과하는 대형 액정 텔레비젼에서 직하형 백 라이트 장치의 채용례가 급격하게 증가하고 있다.

도 1에 직하형 백 라이트 장치의 개략도를 나타낸다.

통상 직하형 백 라이트 장치에서는 선상 광원의 광을 산란시키기 위해 광 확산판이라고 불리는 광 산란 기능 시트가 선상 광원 앞에 설치되며, 또한 집광 기능, 편광 기능 등 광을 유효하게 출광시키기 위해 복수의 광학 필름이 중첩되어 있다.

광 확산판은 광을 투과 산란시켜 선상 광원의 형상, 특히 선상의 윤곽이 비쳐 보이는 현상, 이른바 램프 이미지를 해소하고, 화면 상의 밝기 불균일을 작게 하여 균일하게 하기 위한 것이지만, 광을 산란시키는 확산 성능만 강하면 투과하는 광이 약해져 화면이 어둡게 되어 오히려 문제가 된다. 종래 광 확산판에 요구되는 과제는 고투과, 고확산이라는 서로 상반된 광학 성능이었다.

또한, 종래의 광 확산판에서는 고확산과 선상 광원의 비침을 방지하기 위해 광 확산판 표면의 요철을 보다 미세하게 하는 것이 중요하다고 여겨져 왔다. 이 표면의 요철은 광택도로 표시된다. 광택도의 값이 높을수록 경면과 같이 평활하고, 반대로 광택도가 낮을수록 미세한 요철이 생겨 반사가 적다는 것을 나타낸다. 즉, 종래에는 광택도가 낮을수록 고확산이 된다고 여겨져, 광택도를 낮추는 방법의 개발이 행해졌던 것이다. 실제로 종래의 광 확산판 표면의 광택도는 10 ％ 이하가 많으며, 광택도 1 ％나 0 ％와 같은 거의 종이 표면과 동일한 정도의 미세하고 무반사인 광 확산판도 존재하여 직하형 백 라이트의 광 확산판으로서 사용되고 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 (평)1-172801호 공보, 일본 특허 공개 (평)2-194058호 공보 및 일본 특허 공개 (평)11-5241호 공보 참조).

이들 기술에 의해, 직하형 백 라이트 장치의 휘도는 도광판을 사용한 엣지 라이트형 백 라이트 장치의 대략 2배의 고휘도를 실현할 수 있게 되었지만, 브라운관에 비하여 아직 피크 휘도가 낮아, 더욱 고휘도화가 요구되고 있다.

본 발명의 과제는 직하형 백 라이트 장치용 광 확산판으로서 더욱 고휘도를 실현할 수 있는 광 확산판을 제공하는 것이다.

본 발명자는 광택도를 낮춰 미세하게 하는 것이 좋다고 여겨져 온 광 확산판의 표면을 종래와는 전혀 반대로 광택도를 높임으로써 놀랍게도 휘도가 대폭적으로 향상된다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

즉, 본 발명의 목적은, 이하의 광 확산판 및 직하형 백 라이트 장치를 제공함으로써 달성된다.

1. 광 투과성 열가소성 수지와 광 확산제를 포함하며, 상기 광 확산제가 광 확산판 전체 중량에 대하여 0.2 내지 10 중량％ 배합되어 있고, 적어도 한쪽면의 광택도가 20 내지 70 ％인 광 확산판.

2. 상기 1에 있어서, 기재층과, 이 기재층의 적어도 한쪽면에 설치된 피막 수지층을 포함하며, 상기 기재층과 상기 피막 수지층이 각각 광 투과성 열가소성 수지와 광 확산제를 포함하는 광 확산판.

3. 상기 2에 있어서, 상기 피막 수지층 중에 배합되는 광 확산제의 양이 상기 피막 수지 중량에 대하여 1 내지 10 중량％인 광 확산판.

4. 상기 2에 있어서, 상기 피막 수지층 중에 배합되는 광 확산제의 평균 입경이 5 내지 30 ㎛인 광 확산판.

5. 상기 2에 있어서, 상기 피막 수지층의 두께가 20 내지 200 ㎛인 광 확산판.

6. 복수 개의 선상 광원, 상기 2 내지 5 중 어느 하나에 기재된 광 확산판 및 광학 필름이 이 순서대로 조합되며, 상기 광 확산판의 적어도 광학 필름과 접하는 면의 광택도가 20 내지 70 ％인 직하형 백 라이트 장치.

도 1은 본 발명의 광 확산판이 사용된 직하형 백 라이트 장치의 도면이다.

또한, 도면 중의 부호 1은 액정 패널, 2는 광학 필름, 3은 광 확산판, 4는 선상 광원(냉음극관), 5는 반사판, 6은 하우징이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명에 대하여, 이하 구체적으로 설명한다.

직하형 백 라이트 장치는 액정 텔레비젼이나 액정 모니터 뒷면에 사용되고 있는 평면 광원 장치이다. 평면 광원 장치는 상술한 바와 같이 엣지 라이트형과 직하형의 2 가지 형태로 크게 분류되지만, 본 발명은 직하형 백 라이트 장치에서 실시된다.

직하형 백 라이트 장치는 통상적으로, 도 1에도 도시한 바와 같이, 선상 광원, 광을 산란하는 광 확산판, 광 확산판에 의해 산란된 광을 집광하거나 편광하여 광을 유효하게 출광시키기 위한 광학 필름이 순서대로 조합되어 설치된 구조를 갖고 있으며, 광학 필름의 출광측에 액정 패널이 배치되어 텔레비젼이나 모니터로서 사용된다. 통상적으로 선상 광원의 뒷면, 즉, 광 확산판과 대향하는 위치에는 광의 이용 효율을 높이기 위해 반사판 또는 반사 필름이 배치되어 있다.

선상 광원이란 형광등 등과 같이 형상이 선상인 광원을 말하며, 액정 텔레비젼용 백 라이트 장치에는 통상 냉음극관이 사용된다. 직하형 백 라이트 장치에서는 이 선상 광원이 복수 개 배열되는데, 부품의 수를 줄이기 위해 선상 광원을 구부려 U자관으로 하거나 コ자관으로 하는 경우가 종종 있다.

광 확산판에 접하는 형태로 설치되는 광학 필름으로서는, 이른바 확산 필름, 프리즘 필름, 반사형 편광성 필름, 시야각 조정 필름 등을 들 수 있으며, 통상적으로 이들을 복수 개 조합하여 사용하는 경우가 많다. 예를 들면, 프리즘 필름 2장과 반사형 편광성 필름, 또는 확산 필름과 프리즘 필름과 반사형 편광성 필름으로 한다. 또한, 전자파 차폐를 위해 ITO 필름이 설치되는 경우도 많다.

본 발명의 광 확산판은 광 투과성 열가소성 수지를 포함하는 판 두께 0.5 내지 5 mm, 바람직하게는 1 내지 4 mm의 수지판이며, 광 확산성을 부여하고 투과율을 조정하기 위해, 상기 광 투과성 열가소성 수지에는 광 확산제가 배합된다. 광 투 과성 열가소성 수지란 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 메타크릴산 메틸ㆍ스티렌 공중합 수지(MS 수지), 폴리카보네이트계 수지, 올레핀계 수지 등이다.

상기 광 투과성 열가소성 수지에 배합되는 광 확산제로서는 실리콘계 가교 미립자, 아크릴계 가교 미립자, 스티렌계 가교 미립자, 메타크릴산 메틸ㆍ스티렌 공중합물계 가교 미립자(MS계 가교 미립자), 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화티탄, 활석, 유리 비드 등을 들 수 있다. 고투과, 고확산성 부여를 위해 바람직한 것은 실리콘계 가교 미립자, 아크릴계 가교 미립자, 스티렌계 가교 미립자, MS계 가교 미립자, 탄산칼슘, 활석이다. 광 확산제의 굴절률로서는 1.40 내지 2.40이 바람직하다. 이들 광 확산제는 단독으로 사용할 수도 있고, 복수 종을 병용할 수도 있다. 광 확산제의 평균 입경으로서 바람직한 것은 1 내지 50 ㎛이며, 배합하는 광 확산제의 양은 광 확산판 전체 중량에 대하여 0.2 내지 10 중량％이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5 중량％이다. 광 확산판의 투과율은 상기 광 확산제의 배합량에 따라 임의적으로 설계할 수 있다. 광 확산판으로서 요구되는 투과율은 통상 40 ％ 이상, 바람직하게는 50 ％ 이상이며, 선상 광원이 비쳐 보이지 않도록 80 ％ 이하, 바람직하게는 70 ％ 이하이다. 물론, 광 확산제가 적으면 투과율이 높고, 광 확산제를 늘리면 투과율이 낮아진다.

또한, 상기 광 확산제와 별도로, 상기 광 투과성 열가소성 수지에는 각종 자외선 흡수제, 산화 방지제, 열 안정제, 선택 파장 흡수제, 착색제, 형광상 백제, 대전 방지제 등의 첨가제가 배합된다.

본 발명의 광 확산판은 상술한 광 투과성 열가소성 수지를 포함하는 단독 판 , 즉, 단층판일 수도 있지만, 고 기능화를 위해 단층판 (기재층) 중 적어도 한쪽면에 피막층 수지가 적층된 다층판으로 하는 것이 바람직하다. 기재층의 상세한 사항은 광 확산판으로서 상기 기재된 것이 적용될 수 있다. 단, 광 확산판을 다층 구조로 하는 경우, 피막층 수지에 배합되는 광 확산제와 기재층 수지에 배합되는 광 확산제의 합계량이, 광 확산판 전체 중량에 대하여 상술한 0.2 내지 10 중량％가 되어야 한다. 기재층과 피막층의 수지는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 예를 들면, 기재층에는 내열 온도가 높은 수지를 선택하고, 피막층에는 내열 온도는 낮으나 피막 성형성이 양호한 수지를 선택하거나, 또는 피막층에 저흡수성의 수지를 사용하고, 기재에 저흡수성의 수지를 사용하거나, 고강도의 수지를 사용하는 등 여러 가지 수지를 조합할 수 있다.

본 발명의 광 투과성 열가소성 수지에 배합하는 광 확산제의 종류도 기재층, 피막층이 동일하거나 상이할 수 있다. 다층판을 사용하는 경우, 기재층에는 광 산란성을 높이는 것을 목적으로 한 광 확산제를 선택하고, 피막층에는 후술하는 광택도를 제어하기 위해 기재층과는 다른 별도의 광 확산제를 선택할 수 있다.

물론 피막층은 1층일 수도 있고, 기능별로 복수 층으로 할 수도 있으며, 기재층의 한쪽면에 피막할 수도 있고, 양면에 피막할 수도 있으며, 면에 따라 층 수가 상이할 수도 있다.

본 발명의 광 확산판을 제조하는 방법으로서는 캐스팅법, 압출법, 공압출법등, 통상 열가소성 수지를 제조하는 방법을 그대로 이용하여 제조할 수 있다.

캐스팅법은 한 쌍의 금형 내, 통상은 유리판이나 스테인레스판 사이에서, 열 가소성 수지를 중합 고화하여 판상으로 성형하는 방법이다.

압출법은 압출기 내에서 열가소성 수지를 가열 용융하고, 시트상의 슬리브를 갖는 금형, 이른바 다이로부터 압출하고, 연마 롤 사이에 끼워 판상으로 성형하는 방법이다.

공압출법은 다층판을 제조하는 가장 간편한 방법으로, 복수 개의 압출기를 이용하여, 복수의 용융 수지 스트림를 중첩하는 적층 다이, 예를 들면 피드 블럭 다이나 멀티 매니폴드 다이 등으로부터 적층 압출하고, 연마 롤 사이에 끼움으로써 판상으로 성형하는 방법이다.

물론, 이들 방법에 의해 제조된 수지판에 필름을 적층하거나, 코팅이나 도장(painting)을 행할 수도 있다.

본 발명의 광 확산판 중 적어도 한쪽면에는 요철이 부착되어 있다. 그 이유는, 상술한 바와 같이 광의 산란 효과를 높여 선상 광원의 비침, 이른바 램프 이미지를 방지하기 위해서이지만, 상기 표면의 요철은 광 확산판과 접하여 설치되는 광학 필름과의 밀착을 방지한다는 별도의 역할도 갖고 있다. 광 확산판의 표면이 평활하면 광 확산판 표면과 그 위에 중첩된 광학 필름의 뒷면이 정전기 등에 의해 부착되고, 미세한 간극과 굴절률 차이의 영향으로 광이 간섭하여 간섭 줄무늬가 발생하는 경우가 있다. 미세한 셀로 구성된 액정 패널에서는 이 간섭 줄무늬가 외관상 중대한 결함이 되기 때문에 피해야 한다.

종래 광 확산판의 표면은 선상 광원의 비침 방지를 위해 그 요철이 미세하면 할수록 좋다고 여겨져 왔다. 즉, 표면의 요철이 미세하고 무반사에 근접할수록 표 면에서의 광 산란이 강해져 선상 광원이 비치지 않게 되는 것이다.

수지판 표면의 요철은 표면 조도로서 수치화되는 경우가 많지만, 본 발명에서는 수지판 표면의 요철, 즉, 평활도를 광택도로 나타내었다. 광택도란 JIS K6900에서는 광을 반사하는 능력에 있어서 표면이 완전한 광학적 평활도에 근접하는 정도로서 정의되며, 그 값이 높을수록 표면이 평활하고, 반대로 낮을수록 표면의 요철이 미세하고 무반사에 근접한다는 것을 나타낸다.

종래 광 확산판의 표면은 선상 광원의 비침 방지를 위해, 상기 광택도가 낮은 것이 좋다고 여겨져 왔다. 구체적으로는, 광택도가 70 ％를 초과하면 선상 광원이 비쳐 보이기 때문에 문제가 되며, 이제까지 시장에서 많이 사용되어 온 광 확산판 표면의 광택도는 10 ％ 미만, 최근에는 1 ％나 0 ％와 같은 무반사라고 할 수 있을 정도로 매우 미세한 표면의 광 확산판도 존재한다.

그런데, 본 발명자는 종래의 개발 방향과는 반대로, 광 확산판 표면의 광택도가 높을수록 휘도가 높아진다는 사실을 발견한 것이다.

본 발명에서는 광 확산판의 적어도 한쪽면의 광택도가 20 내지 70 ％, 보다 바람직하게는 30 내지 70 ％, 더욱 바람직하게는 30 내지 60 ％이다. 광택도가 20 ％ 미만이면 종래의 광 확산판과 다름없이 휘도가 낮고, 반대로 광택도가 70 ％를 초과하면 휘도는 높지만, 광 산란성이 지나치게 약해져 선상 광원이 비쳐 보여 외관상 문제가 된다.

또한, 본 발명자는 광택도가 높아지면 직하형 백 라이트 장치에 탑재했을 때 색조가 희고 밝아진다도 사실도 발견하였다. 특히, 광택도가 20 ％ 미만으로 낮으 면 미세한 표면 요철의 그림자의 영향으로 발광면이 시각적으로 검고, 반대로 광택도가 70 ％를 초과해서 높아지면 선상 광선과의 간섭의 영향으로 백색을 지나 발광면이 시각적으로 황색기를 띈다.

광택도에 따라 휘도가 변하는 이유는 다음과 같이 추측된다.

선상 광원으로부터 출사된 광은 광 확산판을 투과하면서 산란하고, 그 위에 설치된 광학 필름으로 입광한다. 광학 필름의 입광면은 일반적으로 평활하여 투과광 뿐만 아니라 반사하는 광이 있다. 광학 필름에서 반사된 광은 광 확산판으로 되돌아 오지만, 광 확산판 표면의 광택도가 낮은, 즉, 미세한 요철로 무반사에 근접한 표면을 갖고 있으면, 광학 필름에서 반사되어 광 확산판으로 되돌아 온 광이 광 확산판 표면에서 산란되어 버린다.

본 발명과 같이 광택도가 높은, 즉, 평활에 가까운 표면이라면 광학 필름의 반사에 의해 되돌아 온 광이 광 확산판 표면에서 재반사되어 다시 한번 광학 필름측으로 되돌아갈 수 있으며, 광 확산판 표면에서 산란된 광을 유효하게 재이용할 수 있기 때문에 휘도가 상승한다고 여겨진다. 여기서, 광학 필름측의 면이란, 광학 필름과 접하는 면을 말한다. 본 발명에서는 광 확산판의 양면이 상술한 광택도가 아닐 수도 있으며, 적어도 광학 필름과 접하는 면의 광택도가 20 내지 70 ％이면 된다.

액정 모니터와 같이 휘도가 그다지 요구되지 않는 용도에서는 광학 필름에 의한 반사광을 무시할 수 있었지만, 액정 텔레비젼과 같이 보다 고휘도가 요구되는 용도에서는 미량의 반사광이라 할지라도 유효하게 재이용할 필요가 있다는 것이 본 발명에서 밝혀졌다.

광 확산판 표면에 요철 형상을 부여하는 방법에는 몇 가지가 있다. 광 확산판에 배합되는 광 확산제로도 광 확산판 표면에 요철은 생기지만, 더욱 미세한 요철을 부여하기 위해, 예를 들면 에칭이나 절삭 가공 등으로 요철 형상으로 성형된 금형의 요철면을 수지판 제조시에 수지판 표면에 전사시키는 방법, 아크릴계 가교 미립자나 실리콘계 가교 미립자와 같은 확산제를 0.1 내지 30 중량부 배합한 UV 경화형이나 열경화형의 도료를 광 확산판 표면에 도공 경화시켜 확산제에 의한 요철막을 형성하는 방법, 또는 이러한 방법으로 표면에 요철 형상이 부여된 아크릴계 수지 또는 폴리카보네이트계 수지 등을 포함하는, 이른바 엠보싱 필름을 광 확산판에 부착하는 등의 방법이 있다.

다층판의 경우에는 기재층에 요철 형상을 부여할 필요는 없으며, 최외측 표면의 피막층에 요철 형상을 부여하면 된다. 예를 들면, 최외측 표면의 피막층 중에 광 확산제를 다량 배합함으로써 미세한 요철을 형성할 수 있다.

광택도의 조정 방법도 몇 가지가 있다. 요철 형상을 기계적으로 생성하는 경우, 금형의 요철 형상 자체를 기계적으로 거칠게 하거나, 전사 압력을 변화시켜 조정할 수 있다. 배합하는 광 확산제로 요철 형상을 생성하는 경우에는 광 확산제의 양이나 입경 등으로 조정할 수 있다.

본 발명의 광 확산판은, 상술한 바와 같이 고 기능화가 가능한 피막층 수지와 기재층 수지가 적층된 구조를 갖는 다층판이 보다 바람직하며, 피막층 수지에 광 확산제를 다량 배합하고 상기 광 확산제를 수집함으로써 요철 형상을 부여하여 광택도를 제어하는 것이 바람직하다.

피막층 수지에 배합하는 광 확산제는 기재층에 배합되는 광 확산제와 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있으며, 상술한 바와 같이 실리콘계 가교 미립자, 아크릴계 가교 미립자, 스티렌계 가교 미립자, 메타크릴산 메틸ㆍ스티렌 공중합물계 가교 미립자(MS계 가교 미립자), 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화티탄, 활석, 유리 비드 등을 들 수 있고, 실리콘계 가교 미립자, 아크릴계 가교 미립자, 스티렌계 가교 미립자, MS계 가교 미립자, 탄산칼슘, 활석이 바람직하다.

피막층 수지에 배합되는 광 확산제의 평균 입경은 5 내지 30 ㎛가 바람직하고, 7 내지 20 ㎛가 보다 바람직하다. 평균 입경이 5 ㎛ 미만이면, 광택도가 높아져 광 산란성이 지나치게 약해지므로 선상 광원이 비쳐 보여 문제가 되고, 반대로 30 ㎛를 초과하면 광택도가 낮아지기 때문에 휘도가 떨어진다.

피막층 수지에 배합하는 광 확산제의 양은 피막층 수지의 중량에 대하여 1 내지 10 중량％가 바람직하고, 2 내지 9 중량％가 보다 바람직하다. 피막층 수지 중에 배합되는 광 확산제의 양이 1 중량％ 미만인 경우, 광택도가 높아져 광 산란성이 지나치게 약해지므로 선상 광원이 비쳐 보여 문제가 된다. 또한, 10 중량％를 초과하면 반대로 광택도가 낮아지므로 휘도가 떨어져 문제가 된다.

이 때 피막층 수지에 배합되는 광 확산제와 기재층 수지에 배합되는 광 확산제의 합계량은, 광 확산판 전체 중량에 대하여 상술한 0.2 내지 10 중량％이어야 한다. 피막층의 두께는 광 확산판의 판 두께와 비교하면 얇기 때문에, 광 확산제를 피막층 수지에 다량 배합하더라도 광 확산판 전체에서 차지하는 비율은 적다.

피막층의 두께는 20 내지 200 ㎛가 바람직하고, 30 내지 180 ㎛가 보다 바람직하다. 피막층의 두께가 20 ㎛ 미만인 경우 광택이 지나치게 낮아져 휘도가 떨어지므로 문제가 된다. 또한, 200 ㎛를 초과하면 반대로 광택도가 높아지고, 광 산란성이 약해지므로 선상 광원이 비쳐 보여 문제가 된다.

다층판의 성형시에는 상술한 공압출법이 보다 바람직하며, 연마 롤 사이에 협지되어 냉각됨으로써 표면의 요철이 고화된다. 연마 롤은 통상 3 내지 6 개가 설치되는데, 각각의 롤의 협지 선압 (nip line pressure)이 낮으면 피막층 중의 광 확산제가 표면에 부유된 상태가 되어 표면의 광택도가 높아지고, 반대로 협지 선압이 높아지면 피막층 중의 광 확산제가 피막층 수지에 압입되기 때문에 표면이 보다 매끄러워져 광택도가 떨어지게 된다. 바람직한 협지 선압은 대략 1 내지 30 kgf/cm이다.

본 발명을 실시예에 기초하여 설명한다.

평가에 사용한 평면 광원 장치는 다음과 같다.

반사판으로부터 1 mm 떨어진 위치에 선상 광원으로서 직경 3 mm, 길이 200 mm의 냉음극관(스탠리 덴끼 제조, 제품형 KTCZ26KPJD)을 10 mm 간격으로 4개 병렬로 배치하여 설치한다. 그 위로 약 15 mm 떨어진 위치에 본 발명의 광 확산판을 설치하고, 추가로 광 확산판 위에 광학 필름으로서 확산 필름(쯔지덴 제조, 제품형 D121), 프리즘 필름(스미또모 쓰리엠 제조, 제품형 BEF2), 반사형 편광성 필름(스미또모 쓰리엠 제조, 제품형 DBEF-D) 3장을 순서대로 놓는다. 직류 안정화 전원을 이용하여 냉음극관에 14 V, 0.5 A의 전류를 흘려 냉음극관 4개를 발광시킴으로써 평면 광원 장치로 하였다.

평가는 이하와 같이 행하였다.

휘도의 측정은 상기 평면 광원 장치의 발광면 중앙부를 휘도계(탑콘 제조, 제품형 BM-7Fast)를 이용하여 측정(직독)하였다. 휘도계와 광 확산판의 거리는 약 50 cm로 하여 측정하였다.

광 확산판 표면의 광택도는 JIS K7105에 준하여 60도 경면 광택도를 광택계(호리바 세이사꾸쇼 제조, 제품형 IG-310)로 측정하였다.

광 확산판의 투과율은 JIS K7105에 준하여 헤이즈 미터(닛본 덴쇼꾸 고교 제조, 제품형 1001DP)로 측정하였다.

외관은 상기 평면 광원 장치에서 육안으로 관찰하여 양호/불량으로 판정하였다. 여기서 판정되는 불량이란, 선상 광원이 비쳐 보이는 이른바 램프 이미지나, 광 확산판 표면의 선상 결함이 발광면의 줄무늬로서 보여지는 불량 등의 현상을 말한다.

색조는 상기 평면 광원 장치에서 발광면의 색조를 육안으로 관찰하여 양호/불량으로 판정하였다. 양호는 발광면이 시각적으로 희고 밝게 보이는 데 대하여, 불량은 발광면이 선상 광원과의 간섭에 의해 황색기를 띠거나, 표면 요철 형상의 그림자에 의해 검게 보이는 현상을 말한다.

<실시예 1>

아크릴 수지(아사히 가세이 제조, 상품명 DELPET LP-1(등록 상표)) 100 중량 부에 확산제로서 평균 입경이 2 ㎛인 실리콘계 가교 비드(GE 도시바 실리콘 제조, 상품명 TOSPEARL 120(등록 상표)) 1.01 중량부를 배합하여 기재층 수지 (A)로 한다.

아크릴 수지(아사히 가세이 제조, 상품명 DELPET LP-1(등록 상표)) 100 중량부에 확산제로서 평균 입경이 15 ㎛인 활석(닛본 탈크 제조, 상품명 NTX(등록 상표)) 5.26 중량부를 배합하여 피막층 수지 (B)로 한다.

스크류 직경 60 mm와 25 mm의 압출기(플라 기껭 제조, 제품형 PG) 2대와 피드 블럭 다이, 연마 롤을 포함하는 적층 시트 압출 장치(플라스틱 고가꾸 겡뀨쇼 제조)에 의해 기재층 수지 (A)의 양측에 피막층 수지 (B)가 중첩된 적층 시트를 제조하여 광 확산판으로 하였다. 이 때 압출기 온도는 260 ℃, 다이 온도는 250 ℃, 연마 롤 온도는 100 ℃, 연마 롤 협지 선압은 20 kgf/cm로 설정하고, 피막층 수지 (B)의 적층 두께는 기재층 수지 (A)와의 압출량 비율에 의해 제어하여, 양면 모두 약 30 ㎛씩 적층되도록 공압출하였다. 또한, 기재층 수지 (A)의 압출량과 연마 롤의 간극을 조정함으로써 광 확산판의 판 두께가 2 mm가 되도록 제어하였다.

이와 같이 하여 제조된 광 확산판에 배합된 광 확산제의 중량은 광 확산판 전체 중량에 대하여 1.12 중량％에 해당하며, 광 확산판 표면의 광택도는 JIS K7105에 준하여 측정한 결과 40 ％였다.

상기 광 확산판을 상술한 평면 광원 장치에 설치하여 휘도를 측정한 결과 6600 cd/㎡였다. 결과를 비교예와 함께 하기 표 1에 나타내었다.

<비교예 1>

피막층 수지 (B)에 배합한 활석의 양을 17.65 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산판을 제조하였다.

본 비교예의 광 확산판에 배합된 광 확산제의 중량은 광 확산판 전체 중량에 대하여 1.42 중량％에 해당하며, 광 확산판 표면의 광택도는 8 ％로 거의 무반사에 근접한 표면이었다.

실시예 1과 동일하게 평면 광원 장치에 설치하여 휘도를 측정한 결과 6000 cd/㎡이며, 실시예 1에 비하여 600 cd, 놀랍게도 약 10 ％나 낮은 결과였다.

<실시예 2>

피막층 수지 (B)에 배합한 활석의 양을 8.70 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산판을 제조하였다. 본 실시예의 광 확산판에 배합된 광 확산제의 중량은 광 확산판 전체 중량에 대하여 1.21 중량％에 해당한다. 결과를 표 1에 나타내었다.

<실시예 3>

피막층 수지 (B)에 배합한 활석의 양을 11.11 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산판을 제조하였다. 본 실시예의 광 확산판에 배합된 광 확산제의 중량은 광 확산판 전체 중량에 대하여 1.27 중량％에 해당한다. 결과를 표 1에 나타내었다.

<실시예 4>

피막층 수지 (B)에 배합한 활석의 양을 2.04 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산판을 제조하였다. 본 실시예의 광 확산판에 배합된 광 확산제의 중량은 광 확산판 전체 중량에 대하여 1.03 중량％에 해당한다. 결과를 표 1에 나타내었다.

<실시예 5>

피막층 수지 (B)에 배합한 활석의 양을 1.01 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산판을 제조하였다. 본 실시예의 광 확산판에 배합된 광 확산제의 중량은 광 확산판 전체 중량에 대하여 1.00 중량％에 해당한다. 결과를 표 1에 나타내었다.

<실시예 6>

피막층 수지 (B)를 메타크릴산 메틸ㆍ스티렌 공중합 수지 이른바 MS 수지(신닛떼쯔 가가꾸 제조, 상품명 ESTYREME (등록 상표)) 100 중량부와 확산제로서 평균 입경이 15 ㎛인 활석(닛본 탈크 제조, 상품명 NTX(등록 상표)) 5.26 중량부의 조성으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산판을 제조하였다.

즉, 이 광 확산판 샘플은 MS 수지/아크릴 수지/MS 수지의 상이한 수지 적층 다층판이다.

본 실시예의 광 확산판에 배합된 광 확산제의 중량은 광 확산판 전체 중량에 대하여 1.12 중량％에 해당하며, 광 확산판 표면의 광택도를 실시예 1과 동일하게 측정했더니 50 ％였다.

실시예 1과 동일하게 평면 광원 장치에 설치하여 휘도를 측정한 결과 6700 cd/㎡였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

<비교예 2>

실시예 1에서 제조한 광 확산판을, 표면에 미세한 요철이 형성된 2장의 프레스 금형 사이에 끼워 180 ℃에서 3 분간 20 kgf/㎠의 압력으로 가열 압축함으로써 광 확산판 표면에 금형의 미세한 요철을 전사시켰다. 본 비교예의 광 확산판에 배합된 광 확산제의 중량은 광 확산판 전체 중량에 대하여 1.12 중량％에 해당한다.

이와 같이 하여 제조한 광 확산판 표면의 광택도는 1 ％였다.

실시예 1과 동일하게 평면 광원 장치에 설치하여 휘도를 측정한 결과 5900 cd/㎡밖에 되지 않았다. 결과를 실시예와 함께 표 1에 나타내었다.

<비교예 3>

피막층 수지 (B)에 배합한 활석의 양을 0.50 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산판을 제조하였다. 본 비교예의 광 확산판에 배합된 광 확산제의 중량은 광 확산판 전체 중량에 대하여 0.98 중량％에 해당하며, 이 광 확산판 표면의 광택도는 80 ％였다.

실시예 1과 동일하게 평면 광원 장치에 설치하여 휘도를 측정했더니 7300 cd/㎡로 높았지만, 선상 광원이 비쳐 보이고, 광학 필름과 광 확산판 사이에서 광의 간섭 줄무늬가 보여 외관상 문제가 되었다. 결과를 표 1에 나타내었다.

<실시예 7 내지 9, 비교예 4 내지 5>

피막층 수지 중에 배합되는 광 확산제 활석(닛본 탈크 제조, 상품명 NTX(등록 상표))의 평균 입경을 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산판을 제조하였다. 결과를 실시예 1과 함께 표 2에 나타내었다.

<실시예 10 내지 12, 비교예 6 내지 7>

피막층의 적층 두께를 하기 표 3에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산판을 제조하였다. 결과를 실시예 1과 함께 표 3에 나타내었다.

본 발명을 상세하게, 또한 특정 실시 양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 이탈하지 않고 여러 가지 변경이나 수정을 가할 수 있다는 것은 당업자에게 있어 명확한 사실이다.

본 출원은 2003년 4월 2일 출원된 일본 특허 출원 제2000-099325호에 기초하는 것이며, 그 내용을 여기에 참조로서 삽입한다.

본 발명에 의해, 직하형 백 라이트 장치에 사용되는 광 확산판으로서, 종래의 광 확산판에 비하여 더욱 고휘도를 실현할 수 있는 광 확산판을 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 광 투과성 열가소성 수지와 광 확산제를 포함하는 기재층과, 이 기재층의 적어도 한쪽면에 설치된 피막 수지층을 포함하며,

   상기 광 확산제가 광 확산판 전체 중량에 대하여 0.2 내지 10 중량％ 배합되어 있고,

   상기 피막 수지층의 두께가 20 내지 200 ㎛이고,

   적어도 한쪽면의 광택도가 20 내지 70 ％인

   직하형 백 라이트 장치용 광 확산판.
2. 제1항에 있어서, 상기 기재층과 상기 피막 수지층이 각각 광 투과성 열가소성 수지와 광 확산제를 포함하는 직하형 백 라이트 장치용 광 확산판.
3. 제2항에 있어서, 상기 피막 수지층 중에 배합되는 광 확산제의 양이 상기 피막 수지 중량에 대하여 1 내지 10 중량％인 직하형 백 라이트 장치용 광 확산판.
4. 제2항에 있어서, 상기 피막 수지층 중에 배합되는 광 확산제의 평균 입경이 5 내지 30 ㎛인 직하형 백 라이트 장치용 광 확산판.
5. 삭제
6. 복수 개의 선상 광원, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 직하형 백 라이트 장치용 광 확산판 및 광학 필름이 이 순서대로 조합되며, 상기 직하형 백 라이트 장치용 광 확산판의 적어도 광학 필름과 접하는 면의 광택도가 20 내지 70 ％인 직하형 백 라이트 장치.

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