KR101110054B1 - 광학 시트용 기재 시트 및 광학 시트의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
제조 비용을 억제할 수 있고, 생산성이나 작업 효율이 개선된 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법 및 그들의 과제를 해결할 수 있음과 동시에 우수한 광학적 기능을 발현 가능한 광학 시트의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
투명한 기재 필름과 이 기재 필름의 일방의 면에 적층된 스티킹 방지층을 구비한 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법으로서, T다이를 사용한 압출성형법에 의해 열가소성 수지로 이루어지는 기재 필름 압출체를 형성하는 기재 필름 형성 공정과, 기재 필름 압출체의 일방의 면에 스티킹 방지층용 조성물을 적층하는 적층 공정과, 기재 필름 압출체 및 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체를 연신하는 연신 공정을 가지고 있고, 상기 적층 공정을 상기 연신 공정 전에 행하는 것을 특징으로 하는 광학 시트용 기재 시트 제조 방법이다.
광학, 기재, 시트, 필름, 압출, 액정표시장치, 백라이트.
Description
본 발명은 액정표시장치 등에 사용되는 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법 및 그 광학 시트용 기재 시트를 포함하여 이루어지는 광학 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정층을 배면으로부터 비추어 발광시키는 백라이트 방식이 보급되어, 액정층의 하면측에 에지 라이트형, 직하형 등의 백라이트 유닛이 장비되어 있다. 이러한 에지 라이트형의 백라이트 유닛(50)은 기본적으로는 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 광원으로서의 선형상의 램프(51)와, 램프(51)에 단부가 따르도록 배치되는 사각형판형상의 도광판(52)과, 도광판(52)의 표면측에 배열 설치되는 각종 광학 시트를 구비하고 있다. 이러한 광학 시트로서는 예를 들어 도광판(52)의 표면측에 배열 설치되는 광확산 시트(53)나, 광확산 시트(53)의 표면측에 배열 설치되는 프리즘 시트(54) 등이 해당한다.
이 백라이트 유닛(50)의 기능을 설명하면 우선 램프(51)로부터 도광판(52)에 입사한 광선은 도광판(52) 이면의 반사 도트 또는 반사 시트(도시 생략)에서 반사 되어, 도광판(52)의 표면으로부터 출사된다. 도광판(52)으로부터 출사한 광선은 광확산 시트(53)에 입사하고, 광확산 시트(53)에서 확산되어 광확산 시트(53) 표면으로부터 출사된다. 그 후, 광확산 시트(53)로부터 출사된 광선은 프리즘 시트(54)에 입사하고, 프리즘 시트(54) 표면에 형성된 프리즘부(54a)에 의해 대략 법선 방향에 피크를 나타내는 분포의 광선으로서 출사된다.
이와 같이, 램프(51)로부터 출사된 광선이 광확산 시트(53)에 의해 확산되어, 또 프리즘 시트(54)에 의해 대략 법선 방향에 피크를 나타내도록 굴절되고, 또한 표면측의 액정층(도시 생략) 전체면을 조명하는 것이다. 또한 도시를 생략하지만 상기 서술한 프리즘 시트(54)의 집광 특성의 완화나 프리즘부(54a)의 보호 또는 편광판 등의 액정 패널과 프리즘 시트(54)의 스티킹의 방지를 목적으로 하여, 프리즘 시트(54)의 표면측에 추가로 광학 시트가 배열 설치되어 있다.
상기 백라이트 유닛(50)에 구비하는 광확산 시트(53)로서는, 일반적으로는 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 투명한 기재층(55)과, 바인더(58) 중에 광확산제(59)가 분산한 광확산층(56)과, 바인더(60) 중에 비즈(61)가 분산한 스티킹 방지층(57)을 가지는 비즈 도공 타입의 광확산 시트(예를 들어 일본 특허 공개 평 7-5305호 공보, 일본 특허 공개 2000-89007 공보 등 참조)가 사용되고 있다. 또 비즈를 도공하는 대신에 요철형상을 가지는 금형을 사용하여 투명한 기재층의 표면에 그 요철형상을 전사한 엠보스 타입의 광확산 시트(예를 들어 일본 특허 공개 2006-47608호 공보, 일본 특허 공개 2O06-335028호 공보 등 참조)도 사용되고 있다. 이들 타입의 광확산 시트는 표면의 미세한 요철형상에 의해 광확산 기능이 나타난다.
이러한 광확산 시트(53)는 일반적으로는 용융한 열가소성 수지를 T다이로부터 압출성형하는 공정과, 계속해서 그 압출성형체를 필름 길이 방향 및 필름 폭 방향으로 연신하여 기재 필름을 형성하는 공정을 행하고, 그 다음에 바인더 중에 비즈를 분산시킨 스티킹 방지층용 조성물을 기재 필름의 이면에 적층하는 공정 및 바인더 중에 광확산제를 분산시킨 광확산층용 조성물을 기재 필름의 표면에 적층하는 공정을 행함으로써 제조되고 있다. 이 수법에서는 스티킹 방지층용 조성물과 광확산층용 조성물을 미리 준비해 두고, 기재 필름 형성의 생산 라인과는 별도의 생산 라인에 있어서, 그들 조성물을 기재 필름에 순차 적층한다(연신 공정을 포함하는 기재 필름 형성의 생산 라인과 적층의 생산 라인이 별개이기 때문에 오프라인 적층법이라고 함). 그러나 이와 같은 복수의 생산 라인을 필요로 하는 광확산 시트의 제조 방법에서는 제조 비용이 커지고, 또 제조 공정이 번잡해지기 때문에 생산성이나 작업 효율의 점에서도 문제가 생기고 있다.
[특허문헌 1] : 일본 특허 공개 평 7-5305호 공보
[특허문헌 2] : 일본 특허 공개 2000-89007호 공보
[특허문헌 3] : 일본 특허 공개 2006-47608호 공보
[특허문헌 4] : 일본 특허 공개 2006-335028호 공보
본 발명은 이들 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 제조 비용을 억제할 수 있고, 생산성이나 작업 효율이 개선된 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법 및 그들의 과제를 해결할 수 있음과 동시에 우수한 광학적 기능을 발현 가능한 광학 시트의 제조 방법의 제공을 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 발명은,
투명한 기재 필름과 이 기재 필름의 일방의 면에 적층된 스티킹 방지층을 구비한 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법으로서,
T다이를 사용한 압출성형법에 의해 열가소성 수지로 이루어지는 기재 필름 압출체를 형성하는 기재 필름 형성 공정과,
기재 필름 압출체의 일방의 면에 스티킹 방지층용 조성물을 적층하는 적층 공정과,
기재 필름 압출체 및 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체를 연신하는 연신 공정
을 가지고 있고,
상기 적층 공정을 상기 연신 공정 전에 행하는 것을 특징으로 하는 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법이다.
당해 광학 시트용 기재 시트 제조 방법에 의하면, 기재 필름 압출체 및 스티 킹 방지층용 조성물층의 적층체를 연신하는 연신 공정 전에 기재 필름 압출체의 일방의 면에 스티킹 방지층용 조성물을 적층하는 적층 공정을 행하기 때문에, 적층 공정을 기재 필름 형성 공정 및 연신 공정과 동일 생산 라인에서(즉 인라인 적층 공정으로서) 실시할 수 있다. 따라서 당해 방법에 의하면 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선한 형태로 광학 시트용 기재 시트를 제조하는 것이 가능하게 된다.
상기 기재 필름 형성 공정과 상기 적층 공정 사이에 기재 필름 압출체를 예비적으로 연신하는 예비적 연신 공정을 가져도 된다. 이와 같이 예비적 연신 공정을 가지고 있는 경우에 있어서도, 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체의 일방의 면에 스티킹 방지층용 조성물을 적층하는 적층 공정을 기재 필름 형성 공정, 예비적 연신 공정 및 연신 공정과 동일 생산 라인에서 실시할 수 있기 때문에 더욱 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선할 수 있다.
상기 예비적 연신 공정에 있어서 기재 필름 압출체를 필름 길이 방향으로 연신하고, 상기 연신 공정에 있어서 기재 필름 압출체 및 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체를 필름 폭 방향으로 연신하는 것은 바람직하다. 이와 같은 연신 방법에 의하면 평면성과 치수 안정성이 양호하고 두께 불균일이 적은 광학 시트용 기재 시트를 원하는 두께로 얻을 수 있다. 또 이러한 예비적 연신 공정과 연신 공정을 상기한 기재 필름 형성 공정 및 적층 공정과 소정의 순서로 조합함으로써 평면성, 치수 안정성 및 두께 불균일을 양호한 레벨에 유지하면서, 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선할 수 있다.
또 당해 광학 시트용 기재 시트 제조 방법에 있어서는 T다이를 사용한 공압출성형법에 의해 상기 기재 필름 형성 공정과 상기 적층 공정을 동시에 행해도 된다. 이 경우, 기재 필름 압출체를 구성하는 열가소성 수지와 스티킹 방지층용 조성물의 각각의 용융물을 다층화한 T다이에 공급하고, 그들을 공압출성형함으로써 하나의 공정에서 기재 필름 압출체 및 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체를 얻을 수 있다. 또한 기재 필름 압출체 및 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체를 연신하는 연신 공정 전에 공압출성형을 수반하는 적층 공정을 행하기 때문에, 더욱 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선하는 것이 가능하게 된다.
T다이를 사용한 공압출성형법에 의해 얻은 기재 필름 압출체 및 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체를 연신하는 공정은 축차 2축 연신 또는 동시 2축 연신에 의해 행해도 된다. 축차 2축 연신에 의하면 평면성과 치수 안정성이 양호하고 두께 불균일이 적은 광학 시트용 기재 시트를 얻을 수 있다. 한편, 동시 2축 연신에 의하면 면내 밸런스가 양호한 광학 시트용 기재 시트를 얻을 수 있다. 또 이 어느 하나의 방법에 의한 연신 공정을 상기한 공압출성형과 조합함으로써 평면성 등 또는 면내 밸런스를 양호한 레벨에 유지하면서, 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선할 수 있다.
당해 광학 시트용 기재 시트 제조 방법에 있어서, 상기 스티킹 방지층용 조성물은 무기 필러 및 합성 수지 바인더를 포함해도 된다(무기 필러는 예를 들어 50nm 이상 150nm 이하의 평균 입자 직경을 가짐). 이러한 스티킹 방지층용 조성물을 사용함으로써 스티킹 방지층용 조성물을 적층하기 위한 전처리로서 종래부터 행 해지고 있는 기재 필름 이면에 대한 이접착층의 부설이 불필요해지기 때문에, 제조 비용 삭감, 박막화 및 경량화가 가능하게 된다. 게다가 그러한 스티킹 방지층을 가지는 광학 시트는 광선 투과율이 우수하고, 스티킹 방지 효과(밀착 방지 효과), 대전방지효과 및 손상방지효과도 종래의 광학 시트와 동등 이상이 된다.
상기 서술한 바와 같이 기재 필름 형성 공정, 적층 공정 및 연신 공정을 행함으로써 광학 시트용 기재 시트를 제조하고, 그 다음에 이 광학 시트용 기재 시트의 타방의 면에 광학층을 형성하는 광학층 형성 공정을 행함으로써 광학 시트를 제조할 수 있다. 이러한 광학 시트의 제조 방법에 의하면 광학 시트용 기재 시트를 제조할 때에 적층 공정을 기재 필름 형성 공정 및 연신 공정과 동일 생산 라인에서 실시할 수 있기 때문에, 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선한 형태로 광학 시트를 제조하는 것이 가능하게 된다.
상기 광학층은 광확산제와 그 바인더를 포함하고 있어도 된다. 이러한 광확산제와 그 바인더를 포함하는 광학층을 구비한 광학 시트에 의하면 집광, 법선 방향측으로의 굴절, 확산 등의 광학적 기능을 향상시킬 수 있다.
상기 광학층은 굴절성을 가지는 미세한 요철형상을 가지고 있어도 된다. 이러한 미세한 요철형상을 가지는 광학층을 구비한 광학 시트에 의하면 광확산성의 향상, 제어의 용이화와 함께 광학 시트의 박막화가 가능하게 된다.
또한 본 발명에 있어서 「기재 필름 압출체」는 상기 기재 필름 형성 공정에 있어서, T다이를 사용하여 압출함으로써 성형된 열가소성 수지로 이루어지는 필름형상의 성형체를 의미한다. 이러한 기재 필름 압출체는 최종적으로 본 발명의 방 법에 의해 제조된 광학 시트용 기재 시트의 기재 필름을 구성한다. 또 본 발명에 있어서 「스티킹 방지층용 조성물」은 상기 적층 공정에 있어서 사용되는 스티킹 방지층의 재료가 되는 조성물을 의미한다. 이러한 스티킹 방지층용 조성물은 최종적으로 본 발명의 방법에 의해 제조된 광학 시트용 기재 시트의 스티킹 방지층을 구성한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법은 적층 공정을 기재 필름 형성 공정 및 연신 공정과 동일 생산 라인에서 실시할 수 있기 때문에, 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선한 형태로 광학 시트용 기재 시트를 제조하는 것이 가능하게 된다. 또 본 발명의 광학 시트의 제조 방법은 광학 시트용 기재 시트를 제조할 때에 적층 공정을 기재 필름 형성 공정 및 연신 공정과 동일 생산 라인에서 실시할 수 있기 때문에, 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선한 형태로 광학 시트를 제조하는 것이 가능하게 된다.
이하, 적당히 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법을 도시한 플로우도, 도 2는 도 1의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법을 실시하는 장치를 도시한 모식도, 도 3은 도 1의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법의 각 스텝의 제조물을 도시한 모식적 단면도, 도 4는 도 1과는 상이한 형태에 따른 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법을 도시한 플로우도, 도 5는 도 4의 광학 시트용 기재 시트 의 제조 방법을 실시하는 장치를 도시한 모식도, 도 6은 도 4의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법의 각 스텝의 제조물을 도시한 모식적 단면도, 도 7(a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 시트의 제조 방법에 의해 제조된 광학 시트를 도시한 모식적 단면도, 도 7(b)는 도 7(a)와는 상이한 형태에 따른 광학 시트의 제조 방법에 의해 제조된 광학 시트를 도시한 모식적 단면도이다.
도 1의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법은 기재 필름 형성 공정(STP1), 예비적 연신 공정(STP2), 적층 공정(STP3) 및 연신 공정(STP4)을 가지고 있다.
도 1의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법에 있어서의 기재 필름 형성 공정(STP1)은 T다이를 사용한 주지된 압출성형법에 의해, 도 3에 도시한 바와 같이 열가소성 수지(1)로 이루어지는 긴 띠형상체인 기재 필름 압출체(2)를 형성하는 공정이다. T다이를 사용한 주지된 압출성형법으로서는 예를 들어 폴리싱롤법이나 칠롤법을 들 수 있다.
열가소성 수지(1)로서, 경화했을 때에 광선 투과성을 가지는 합성 수지를 사용할 수 있다. 이 열가소성 수지(1)로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴?스티렌 공중합체 등의 스티렌계 폴리머, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 환상 내지 노르보르넨 구조를 가지는 폴리올레핀, 에틸렌?프로필렌 공중합체 등의 올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아 미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머 등을 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
압출성형된 기재 필름 압출체(2)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 사용하는 T다이의 구조나 후에 행하는 연신의 비율에 따라 적당히 설정되며, 40μm 이상 2000μm 이하 정도로 할 수 있다.
기재 필름 형성 공정(STP1)은 도 2에 도시한 모식도의 일부를 차지하는 압출성형장치에 의해 실시된다. 이 압출성형장치는 주로 압출기 및 T다이(30), 한 쌍의 압압 롤(31), 권취기 등을 구비하고 있다. 압출기로서는 1축 압출기 또는 2축 압출기를 사용할 수 있다. T다이(30)로서는 예를 들어 피시테일 다이, 매니폴드 다이, 코트행거 다이 등의 주지된 것을 사용할 수 있다. 한 쌍의 압압 롤(31)은 인접하여 평행으로 배열 설치되고, 압출기 및 T다이(30)는 한 쌍의 압압 롤(31)의 닙에 용융 상태의 열가소성 수지(1)를 시트형상으로 압출 가능하게 구성되어 있다. 이 한 쌍의 압압 롤(31)은 온도 제어 수단이 설치되어, 표면 온도를 압출성형에 최적인 온도로 제어 가능하게 구성되어 있다. 압압 롤(31)로서 금속 롤과 표면에 탄성체를 피복한 플렉서블 롤로 이루어지는 금속 탄성 롤을 사용하는 것은 바람직하다. 이러한 구조의 압출성형장치를 사용하여 우선 용융 상태의 열가소성 수지(1)를 T다이(30)에 공급하고, 압출기 및 T다이(30)에 의해 이 열가소성 수지를 압출하 여, 한 쌍의 압압 롤(31)로 압압함으로써 기재 필름 압출체(2)를 형성한다. 또한 T다이(30)로부터 압출하는 열가소성 수지(1)의 용융 온도는 사용되는 열가소성 수지의 융점 등을 고려하여 적당히 선정된다.
도 1의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법에 있어서의 예비적 연신 공정(STP2)은 도 3에 도시한 바와 같이 스티킹 방지층용 조성물의 적층에 앞서 예비적으로 기재 필름 압출체(2)를 연신함으로써 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)를 형성하는 공정이다.
기재 필름 압출체(2)로부터 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)를 형성하기 위해서는 기재 필름 압출체(2)를 필름 길이 방향으로 연신해도 되고, 필름 폭 방향으로 연신해도 된다. 주지된 축차 2축 연신의 순서를 모방하여, 이 예비적 연신 공정에 있어서 기재 필름 압출체(2)를 필름 길이 방향으로 연신하고, 후술하는 연신 공정에 있어서 기재 필름 압출체 및 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체를 필름 폭 방향으로 연신하는 것은 바람직하다.
이 예비적 연신은 기재 필름 압출체(2)를 구성하는 열가소성 수지(1)의 연화 온도와 용융 온도 사이의 적당한 온도로 행할 수 있다. 예비적 연신의 연신비는 원하는 광학 시트용 기재 시트의 두께에 따라 조정할 수 있는데, 일반적으로는 2~5배이다. 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)의 두께는 기재 필름 압출체(2)의 두께보다 이 연신비의 역수분만큼 얇아진다.
예비적 연신 공정(STP2)은 도 2에 도시한 모식도의 일부를 차지하는 주지된 구조를 가지는 연신 장치(32)에 의해 실시된다. 이 연신 장치(32)는 주로 가열 연 신부, 열처리부 등을 구비하고 있다. 이 예비적 연신 공정에서는 기재 필름 압출체(2)를 우선 가열 연신부에 도입하여 필름 길이 방향 또는 필름 폭 방향으로 적당한 비율로 연신하고, 그 다음에 평면 안정성, 치수 안정성을 부여하기 위해서 열처리함으로써 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)를 형성한다.
도 1의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법에 있어서의 적층 공정(STP3)은 도 3에 도시한 바와 같이 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)의 일방의 면에 바인더 조성물(5) 및 필러(6)를 포함하는 스티킹 방지층용 조성물(7)을 주지된 롤 코트 기술을 사용하여 적층함으로써 스티킹 방지층용 조성물층(4) 및 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)의 적층체(8)를 형성하는 공정이다.
도시를 생략하지만, 이 적층 공정에 앞서 기재 필름 압출체와 스티킹 방지층용 조성물층의 접착을 용이하게 하기 위해, 바인더 중에 대전방지제, 무기 필러 등을 배합하여 형성한 조성물의 층(이접착층)을 설치하는 공정을 행해도 된다.
스티킹 방지층용 조성물(7)에 포함되는 바인더 조성물(5)은 기재 폴리머를 포함하고 있다. 이 바인더 조성물(5)이 경화함으로써 바인더 중에 필러(6)가 대략 등밀도로 배치 고정되게 된다. 또한 바인더 조성물(5)은 기재 폴리머 외에 예를 들어 경화제, 대전방지제, 가소제, 분산제, 각종 레벨링제, 자외선 흡수제, 항산화제, 점성 개질제, 윤활제, 광안정화제 등이 적당히 배합되어도 된다.
상기 기재 폴리머로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 아크릴계 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 불소계 수지, 실리콘계 수지, 폴리아미드이미드, 에폭시 수지, 자외선 경화형 수지나, 오르가노알콕시실란 화합물로 이루어지는 실 록산 수지 등을 들 수 있고, 이들 폴리머를 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 상기 기재 폴리머로서는 가공성이 높은 폴리올이 바람직하다. 또 기재 폴리머는 광선의 투과성을 높이는 관점으로부터 경화했을 때에 투명성을 가지는 것이 바람직하다.
상기 폴리올로서는 예를 들어 수산기 함유 불포화 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어지는 폴리올이나, 수산기 과잉의 조건에서 얻어지는 폴리에스테르폴리올 등을 들 수 있고, 이들을 단체로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
수산기 함유 불포화 단량체로서는 (a) 예를 들어 아크릴산2-히드록시에틸, 아크릴산2-히드록시프로필, 메타크릴산2-히드록시에틸, 메타크릴산2-히드록시프로필, 알릴알코올, 호모알릴알코올, 신나믹알코올, 크로토닐알코올 등의 수산기 함유 불포화 단량체, (b) 예를 들어 에틸렌글리콜, 에틸렌옥사이드, 프로필렌글리콜, 프로필렌옥사이드, 부틸렌글리콜, 부틸렌옥사이드, 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산, 페닐글리시딜에테르, 글리시딜데카노에이트, 프락셀 FM-1(다이셀카가쿠코교 가부시키가이샤제) 등의 2가 알코올 또는 에폭시 화합물과, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산 등의 불포화 카르복실산과의 반응으로 얻어지는 수산기 함유 불포화 단량체 등을 들 수 있다. 이들 수산기 함유 불포화 단량체로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 중합하여 폴리올을 제조할 수 있다.
또 상기 폴리올은 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산이소프로필, 아 크릴산n-부틸, 아크릴산tert-부틸, 아크릴산에틸헥실, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-프로필, 메타크릴산이소프로필, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산tert-부틸, 메타크릴산에틸헥실, 메타크릴산글리시딜, 메타크릴산시클로헥실, 스티렌, 비닐톨루엔, 1-메틸스티렌, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴로니트릴, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 스테아르산비닐, 아세트산알릴, 아디프산디알릴, 이타콘산디알릴, 말레산디에틸, 염화비닐, 염화비닐리덴, 아크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드, N-부톡시메틸아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 에틸렌성 불포화 단량체와, 상기 (a) 및 (b)로부터 선택되는 수산기 함유 불포화 단량체를 중합함으로써 제조할 수도 있다.
수산기 함유 불포화 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어지는 폴리올의 수평균 분자량은 1000 이상 500000 이하이며, 바람직하게는 5000 이상 100000 이하이다. 또 그 수산기가는 5 이상 300 이하, 바람직하게는 10 이상 200 이하, 더욱 바람직하게는 20 이상 150 이하이다.
수산기 과잉의 조건에서 얻어지는 폴리에스테르폴리올은 (c) 예를 들어 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 데카메틸렌글리콜, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 트리메틸올프로판, 헥산트리올, 글리세린, 펜타에리트리톨, 시클로헥산디올, 수첨 비스페놀 A, 비스(히드록시메틸)시클로헥산, 하이드로퀴논비스(히드록시에틸에테르), 트리스(히드록시에틸)이소시누레이트, 크실리렌글리콜 등의 다가 알코올과, (d) 예를 들어 말레산, 푸말산, 숙신산, 아디프 산, 세바틴산, 아젤라인산, 트리메트산, 테레프탈산, 프탈산, 이소프탈산 등의 다염기산을 프로판디올, 헥산디올, 폴리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올 중의 수산기수가 상기 다염기산의 카르복실기수보다 많은 조건에서 반응시켜 제조할 수 있다.
이러한 수산기 과잉의 조건에서 얻어지는 폴리에스테르폴리올의 수평균 분자량은 500 이상 300000 이하이며, 바람직하게는 2000 이상 100000 이하이다. 또 그 수산기가는 5 이상 300 이하, 바람직하게는 10 이상 200 이하, 더욱 바람직하게는 20 이상 150 이하이다.
당해 바인더 조성물(5)의 기재 폴리머로서 사용되는 폴리올로서는 상기 폴리에스테르폴리올 및 상기 수산기 함유 불포화 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어지고, 또한 (메타)아크릴 단위 등을 가지는 아크릴폴리올이 바람직하다. 이러한 폴리에스테르폴리올 또는 아크릴폴리올을 기재 폴리머로 하는 바인더 조성물을 사용함으로써 그 조성물이 경화함으로써 형성된 바인더의 내후성이 향상된다. 또한 이 폴리에스테르폴리올과 아크릴폴리올의 어느 한쪽을 사용해도 되고, 양쪽 모두를 사용해도 된다.
또한 상기 폴리에스테르폴리올 및 아크릴폴리올 중의 수산기의 개수는 1분자 당 2개 이상이면 특별히 한정되지 않지만, 고형분 중의 수산기가가 10 이하이면 경화반응의 가교점수가 감소하고, 내용제성, 내수성, 내열성, 표면경도 등의 피막 물성이 저하하는 경향이 있다.
바인더 조성물(5) 중에는 경화제로서 이소시아네이트를 함유하면 된다. 이 와 같이 바인더 조성물 중에 이소시아네이트 경화제를 함유함으로써 그 조성물이 경화한 경우에 보다 한층 강고한 가교 구조로 할 수 있다. 이 이소시아네이트로서는 지방족계 이소시아네이트가 바람직하다.
특히, 기재 폴리머로서 폴리올을 사용하는 경우, 바인더 조성물 중에 배합하는 경화제로서 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소프론디이소시아네이트 및 크실렌디이소시아네이트 중 어느 1종 혹은 2종 이상 혼합하여 사용하면 된다. 이들 경화제를 사용하면 바인더 조성물의 경화 반응속도가 커진다.
스티킹 방지층용 조성물(7)에 포함되는 필러(6)는 무기 필러와 유기 필러로 크게 구별된다.
스티킹 방지층용 조성물(7)에 포함되는 무기 필러로서는 예를 들어 수산화알루미늄, 원소 주기율표 제2족~제6족으로부터 선택되는 원소(예를 들어 규소, 알루미늄, 아연, 티탄, 지르코늄 등)의 산화물, 황화바륨, 마그네슘실리케이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 무기 필러로서 특히 나노 레벨(평균 입자 직경이 10nm 이상 150nm 이하 정도)의 콜로이달 실리카를 사용하는 것은 바람직하다.
스티킹 방지층용 조성물(7)에 포함되는 유기 필러로서는 예를 들어 아크릴 수지, 아크릴로니트릴 수지, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 경화했을 때의 투명성이 높은 아크릴 수지가 바람직하고, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)가 특히 바람직하다.
필러(6)의 형상으로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 구형상, 방추형상, 침형상, 봉형상, 입방형상, 판형상, 비늘조각형상, 섬유형상 등을 들 수 있고, 그 중에서도 구형상의 필러가 바람직하다.
필러(6)의 평균 입자 직경의 하한으로서는 10nm, 특히 50nm, 또한 100nm가 바람직하다. 한편, 필러(6)의 평균 입자 직경의 상한으로서는 1Oμm, 특히 5μm, 또한 1μm가 바람직하다. 이러한 범위의 평균 입자 직경을 가지는 필러를 포함하는 스티킹 방지층을 구비한 광학 시트는 우수한 광선 투과율을 가진다. 또 상기 서술한 평균 입자 직경이 10nm 이상 150nm 이하 정도의 콜로이달 실리카를 포함하는 스티킹 방지층용 조성물을 사용한 경우에는 기재 필름 이면에 대해서 이접착층을 형성하지 않아도 스티킹 방지층용 조성물의 적층이 용이해지고, 제조 비용 삭감, 경량화 및 박막화(스티킹 방지층의 두께 50nm 이상 150nm 이하 정도)가 가능하게 된다. 또한 그러한 나노 사이즈의 콜로이달 실리카를 포함하는 스티킹 방지층을 가지는 광학 시트는 광선 투과율이 우수하고, 스티킹 방지 효과, 대전방지효과 및 손상방지효과도 양호해진다.
필러(6)의 배합량(스티킹 방지층용 조성물(7) 중의 고형분 환산의 배합량)은 1질량% 이상 80질량% 이하가 바람직하고, 또한 20질량% 이상 50질량% 이하가 바람직하다. 이 범위를 밑도는 필러의 배합량에서는 스티킹 방지 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 한편, 이 범위를 웃도는 필러의 배합량에서는 스티킹 방지 효과의 추가적인 향상은 얻어지지 않고, 광선 투과율이 저하한다.
적층 공정(STP3)에 있어서, 적층된 스티킹 방지층용 조성물층(4)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 사용하는 라미네이션용 T다이의 구조나 후에 행하는 연신 의 비율에 따라 적당히 설정되며, 2μm 이상 50μm 이하 정도로 할 수 있다.
적층 공정(STP3)의 롤 코트는 도 2에 도시한 모식도의 일부를 차지하는 주지된 구조를 가지는 롤 코터에 의해 실시된다. 이 롤 코터는 주로 코터팬(33), 픽업 롤(34a), 조정 롤(34b), 도포 롤(34c) 및 백업 롤(34d)을 구비하고 있다. 도포 롤의 회전 방향과 피도물의 진행 방향이 동일한 다이렉트 롤 코터 또는 도포 롤의 회전 방향과 피도물의 진행 방향이 역인 리버스 롤 코터를 사용할 수 있다. 코터팬(33)은 바인더 조성물(5) 및 필러(6)를 포함하는 스티킹 방지층용 조성물(7)로 채워져 있고, 픽업 롤(34a)의 회전에 의해 코터팬(33)으로부터 스티킹 방지층용 조성물(7)이 퍼올려진다. 이렇게 하여 스티킹 방지층용 조성물(7)은 픽업 롤(34a)의 외주면에 부착되어, 도포 롤(34c)에 전달된다. 그 사이에 조정 롤(34b)은 픽업 롤(34a)의 외주면에 부착한 스티킹 방지층용 조성물(7)의 양을 조정한다. 스티킹 방지층용 조성물(7)이 붙은 도포 롤(34c)이 예비적으로 연신된 기재 필름(3)의 송출 방향과 동일한 방향 또는 역방향으로 회전함으로써 도포 롤(34c)과 백업 롤(34d) 사이에 지지되어 있는 예비적으로 연신된 기재 필름(3)에 스티킹 방지층용 조성물(7)이 적층되어, 스티킹 방지층용 조성물층(4) 및 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)의 적층체(8)가 형성된다.
도 1의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법에 있어서의 연신 공정(STP4)은 도 3에 도시한 바와 같이, 적층 공정에 있어서 형성된 스티킹 방지층용 조성물층(4) 및 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)의 적층체(8)를 예비적 연신 공정(STP2)과는 상이한 방향으로 연신함으로써 광학 시트용 기재 시트(9)(기재 필 름(10) 및 스티킹 방지층(11)을 가짐)를 형성하는 공정이다.
즉, 연신 공정에 있어서의 연신 방향은 예비적 연신 공정에 있어서 필름 길이 방향으로 연신한 경우에는 필름 폭 방향으로 연신하고, 예비적 연신 공정에 있어서 필름 폭 방향으로 연신한 경우에는 필름 길이 방향으로 연신할 수 있다. 상기한 예비적 연신 공정에 있어서 기재 필름 압출체(2)를 필름 길이 방향으로 연신하고, 이 연신 공정에 있어서 스티킹 방지층용 조성물층(4) 및 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)의 적층체(8)를 필름 폭 방향으로 연신할 수 있다. 이와 같은 연신 방법에 의하면 평면성과 치수 안정성이 양호하고 두께 불균일이 적은 광학 시트용 기재 시트를 원하는 두께로 얻을 수 있다.
이 연신 공정은 스티킹 방지층용 조성물층(4) 및 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)의 적층체(8)를 구성하는 제성분의 연화 온도와 용융 온도 사이의 적당한 온도에서 행할 수 있다. 연신 공정의 연신비는 원하는 광학 시트용 기재 시트의 두께에 따라 조정할 수 있는데, 일반적으로는 2~5배이다.
제조된 광학 시트용 기재 시트(9)의 두께는 특별히는 한정되지 않지만, 바람직하게는 10μm 이상 250μm 이하, 특히 바람직하게는 20μm 이상 200μm 이하로 할 수 있다. 당해 광학 시트용 기재 시트(9)의 두께가 상기 범위 미만이면 광학층 등을 형성하기 위한 폴리머 조성물을 도공했을 때에 컬이 발생하기 쉬워져 버리거나, 취급이 곤란하게 되는 등의 문제가 발생한다. 반대로, 당해 광학 시트용 기재 시트(9)의 두께가 상기 범위를 넘으면 액정표시장치의 휘도가 저하되어 버리는 일이 있고, 또 백라이트 유닛의 두께가 커져 액정표시장치의 박형화의 요구에 반하게 되기도 한다.
연신 공정(STP4)은 도 2에 도시한 모식도의 일부를 차지하는 주지된 구조를 가지는 연신 장치(35)에 의해 실시된다. 이 연신 장치(35)는 주로 가열 연신부, 열처리부 등을 구비하고 있다. 이 연신 공정에서는 스티킹 방지층용 조성물층(4) 및 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)의 적층체(8)를 우선 가열 연신부에 도입하여 소정의 방향으로 적당한 비율로 연신하고, 그 다음에 평면 안정성, 치수 안정성을 부여하기 위해서 열처리함으로써 광학 시트용 기재 시트(9)를 형성한다.
당해 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법은 연신 공정(STP4) 후에 얻어진 광학 시트용 기재 시트(9)를 소정 사이즈로 재단하는 재단 공정을 가지면 된다. 이 재단 공정에 있어서의 광학 시트용 기재 시트(9)의 재단 방법으로서는 소정의 형상으로 재단할 수 있으면 특별히 한정되지 않고, 통상은 타발(打拔) 프레스 등이 채용된다. 연신 공정(STP4) 후에 재단 공정을 가짐으로써 원하는 광학 시트용 기재 시트를 효율적으로 제조할 수 있고, 광학 시트용 기재 시트의 권취에 기인하는 컬, 기재 필름의 박리 등의 발생을 억제할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이 본 실시형태에 의한 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법에 있어서는, 스티킹 방지층용 조성물층(4) 및 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)의 적층체(8)를 연신하는 연신 공정(STEP4) 전에 예비적으로 연신된 기재 필름 압출체(3)의 일방의 면에 스티킹 방지층용 조성물(7)을 적층하는 적층 공정(STP3)이 행해진다. 그 때문에 적층 공정(STP3)을 기재 필름 형성 공정(STP1), 예비적 연신 공정(STP2) 및 연신 공정(STEP4)과 동일 생산 라인에서(즉 인라인 적 층 공정으로서) 실시할 수 있다. 따라서, 당해 방법에 의하면 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선한 형태로 광학 시트용 기재 시트를 제조할 수 있다.
또한 본 실시형태의 적층 공정(STP3)에 있어서는, 스티킹 방지층용 조성물의 적층 두께를 조정하기 위해서 에어 나이프를 사용해도 된다. 또 상기 서술한 바와 같은 롤코트법 대신에 예를 들어 바 코터, 블레이드 코터, 스핀 코터, 그라비아 코터, 플로우 코터, 스프레이, 스크린 인쇄 등을 사용한 주지된 코팅법을 사용해도 된다. 이러한 코팅법에 의한 적층 공정은 기재 필름 형성 공정(STP1), 예비적 연신 공정(STP2) 및 연신 공정(STEP4)과 동일 생산 라인에서 실시할 수 있다.
도 4의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법은 T다이를 사용한 공압출성형법에 의한 기재 필름 형성 공정과 적층 공정의 동시 실시 공정(STP1) 및 연신 공정(STP2)을 가지고 있다.
공압출성형법에 의한 기재 필름 형성 공정과 적층 공정의 동시 실시 공정(STP1)은 주지된 공압출성형법에 의해, 도 6에 도시한 바와 같이 열가소성 수지(12)로 이루어지는 기재 필름 압출체(13), 및 바인더 조성물(15)과 필러(16)를 포함하는 스티킹 방지층용 조성물(17)의 층(14)으로 이루어지는 긴 띠형상체인 공압출성형체(18)를 형성하는 공정이다. 주지된 공압출성형법으로서는 예를 들어 다층화한 T다이를 사용한 피드 블록법이나 다층 매니폴드법을 들 수 있다.
열가소성 수지(12)로서는 상기한 열가소성 수지(1)와 마찬가지의 것을 사용할 수 있다. 또 여기서의 스티킹 방지층용 조성물(17)로서는 상기한 스티킹 방지 층용 조성물(7)과 마찬가지의 것을 사용할 수 있다. 단, 다층 T다이로부터의 공압출을 행하기 위해 바인더 조성물(15)의 기재 폴리머로서는 본질적으로 열가소성 수지로 이루어지는 것을 사용할 필요가 있다.
공압출성형체(18)를 구성하는 기재 필름 압출체(13) 및 스티킹 방지층용 조성물층(14)의 각각의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 사용하는 다층화한 T다이의 구조나 후에 행하는 연신의 비율에 따라 적당히 설정되며, 40μm 이상 2000μm 이하 정도 및 4μm 이상 100μm 이하 정도로 할 수 있다.
도 4의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법에 있어서, 공압출성형법에 의한 기재 필름 형성 공정과 적층 공정의 동시 실시 공정(STP1)은 도 5에 도시한 모식도의 일부를 차지하는 공압출성형장치에 의해 실시된다. 이 공압출성형장치는 주로 압출기 및 다층화 T다이(36), 한 쌍의 압압 롤(37), 권취기 등을 구비하고 있다. 압출기로서는 1축 압출기 또는 2축 압출기를 사용할 수 있다. 다층화 T다이(36)로서는 예를 들어 피드 블록식 다층 T다이나 매니폴드식 다층 T다이 등의 주지된 것을 사용할 수 있다. 한 쌍의 압압 롤(37)은 인접하여 평행으로 배열 설치되고, 압출기 및 다층화 T다이(36)는 한 쌍의 압압 롤(37)의 닙에 용융 상태의 열가소성 수지(12) 및 스티킹 방지층용 조성물(17)을 적층한 형태로 시트형상으로 압출 가능하게 구성되어 있다. 이 한 쌍의 압압 롤(37)은 온도 제어 수단이 설치되어, 표면 온도를 압출성형에 최적인 온도로 제어 가능하게 구성되어 있다. 압압 롤(37)로서 금속 탄성 롤을 사용하는 것은 바람직하다. 이러한 구조의 공압출성형장치를 사용하여 우선 용융 상태의 열가소성 수지(12) 및 스티킹 방지층용 조성물(17)의 각각 을 다층화 T다이(36)에 공급하고, 압출기 및 다층화 T다이(36)에 의해 이들 성분을 함께 압출하여, 한 쌍의 압압 롤(37)로 압압함으로써 공압출성형체(18)를 형성한다. 또한 다층화 T다이(36)로부터 압출하는 열가소성 수지(12) 및 스티킹 방지층용 조성물(17)의 용융 온도는 각각 사용되는 열가소성 수지 및 바인더 조성물(스티킹 방지층용 조성물에 포함)의 융점 등을 고려하여 적당히 선정된다.
도 4의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법에 있어서의 연신 공정(STP2)은 도 6에 도시한 바와 같이, 상기한 공압출성형법에 의한 기재 필름 형성 공정과 적층 공정의 동시 실시 공정에 있어서 형성된 공압출성형체(18)를 필름 길이 방향 및 필름 폭 방향으로 연신함으로써 광학 시트용 기재 시트(19)(기재 필름(20) 및 스티킹 방지층(21)을 가짐)를 형성하는 공정이다.
이 연신 공정(STP2)은 기재 필름 압출체(13) 및 스티킹 방지층용 조성물층(14)으로 이루어지는 공압출성형체(18)를 구성하는 제성분의 연화 온도와 용융 온도 사이의 적당한 온도에서 행할 수 있다. 연신 공정에 있어서의 연신비는 원하는 광학 시트용 기재 시트(19)의 두께에 따라 조정할 수 있는데, 일반적으로는 필름 길이 방향과 필름 폭 방향에 대해서 각각 2~5배이다. 연신된 광학 시트용 기재 시트(19)의 두께는 공압출성형체(18)의 두께보다 이 연신비(곱)의 역수분만큼 얇아진다. 광학 시트용 기재 시트(19)의 두께는 상기한 광학 시트용 기재 시트(9)의 두께와 마찬가지로 할 수 있다.
연신 공정(STP2)은 도 5에 도시한 모식도의 일부를 차지하는 주지된 구조를 가지는 2축 연신 장치(38)에 의해 실시된다. 이 2축 연신 장치(38)는 주로 가열 연신부, 열처리부 등을 구비하고 있다. 2축 연신법으로서 튜블러 필름 2축 연신법이나 플랫 필름 2축 연신법 등의 주지된 방법을 채용할 수 있다. 또 2축 연신법은 필름 길이 방향의 연신과 필름 폭 방향의 연신을 분리하여 행하는 축차 2축 연신법이어도 되고, 필름 길이 방향의 연신과 필름 폭 방향의 연신을 동시에 행하는 동시 2축 연신법이어도 된다. 축차 2축 연신에 의하면 평면성과 치수 안정성이 양호하고 두께 불균일이 적은 광학 시트용 기재 시트를 얻을 수 있다. 한편, 동시 2축 연신에 의하면 면내 밸런스가 양호한 광학 시트용 기재 시트를 얻을 수 있다.
축차 2축 연신의 방법으로서는 예를 들어, 공압출성형체(18)를 가열한 롤군으로 이끌어, 필름 길이 방향으로 연신하고, 그 다음에 그 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 가열된 텐터에 이끌어 필름 폭 방향으로 연신할 수 있다. 동시 2축 연신의 방법으로서는 예를 들어 공압출성형체(18)의 양단을 클립으로 파지하면서 가열된 텐터에 이끌어 필름 폭 방향으로 연신을 행하고, 그것과 동시에 클립 주행 속도를 가속해 감으로써 필름 길이 방향의 연신을 행할 수 있다. 일반적으로는 이들 연신물에 대해서 더욱 평면 안정성, 치수 안정성을 부여하기 위해서 열처리가 행해진다.
당해 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법은 앞서 서술한 실시형태의 경우와 마찬가지로, 연신 공정(STP2) 후에 얻어진 광학 시트용 기재 시트(19)를 소정 사이즈로 재단하는 재단 공정을 가지면 된다. 연신 공정(STP2) 후에 재단 공정을 가짐으로써 원하는 광학 시트용 기재 시트를 효율적으로 제조할 수 있고, 광학 시트용 기재 시트의 권취에 기인하는 컬, 기재 필름의 박리 등의 발생을 억제할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법에 있어서는, 열가소성 수지(12)와 스티킹 방지층용 조성물(17)의 각각의 용융물을 다층화 T다이로부터 공압출성형함으로써 단일 공정에서 기재 필름 압출체(13) 및 스티킹 방지층용 조성물층(14)의 적층체(공압출성형체(18))를 얻을 수 있다. 연신 공정 전에 공압출성형을 수반하는 적층 공정(동일 생산 라인에서의 적층 공정)을 행하기 때문에 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선하는 것이 가능하게 된다.
또한 본 실시형태에 있어서 기재 필름 압출체(13)와 스티킹 방지층용 조성물층(14)의 접착을 용이하게 하기 위해, 그들 층간에 있어서, 바인더 중에 대전방지제, 무기 필러 등을 배합하여 형성한 조성물의 층(이접착층)을 설치해도 된다. 이 경우, 그러한 이접착층을 구성하는 조성물의 용융물을 다층화 T다이에 공급하고, 열가소성 수지 및 스티킹 방지층용 조성물과 아울러 공압출성형함으로써 그들 3층을 포함하는 공압출성형체를 형성할 수 있다.
또 상기 서술한 2개의 실시형태에 있어서의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법에서는 필름 길이 방향의 연신과 필름 폭 방향의 연신의 양쪽 모두를 행하고 있는데, 그들 중 어느 한 방향의 연신만에 의해서도 원하는 광학 시트용 기재 시트를 제조할 수 있다.
상기한 기재 필름 형성 공정, 예비적 연신 공정, 적층 공정 및 연신 공정, 또는 공압출성형법에 의한 기재 필름 형성 공정과 적층 공정의 동시 실시 공정 및 연신 공정을 행함으로써 광학 시트용 기재 시트를 제조하고, 그 다음에 그 광학 시 트용 기재 시트의 타방의 면에 광학층을 형성하는 공정을 행함으로써 광학 시트를 제조할 수 있다. 즉, 도 7(a)의 광학 시트(40)에 나타낸 바와 같이, 광확산제(47)와 그 바인더(46)를 포함하는 광학층(45)용 조성물을 광학 시트용 기재 시트(바인더(43) 및 필러(44)를 포함하는 스티킹 방지층(42)과 기재 필름(41)으로 이루어짐)의 표면에 적층함으로써 광학층(45)을 형성할 수 있다.
광학층(45)을 구성하는 광확산제(47) 및 바인더(46)의 조성물로서는 상기 서술한 비즈(6) 및 바인더 조성물(5)과 마찬가지의 것을 사용할 수 있다. 단, 광확산제(47)의 평균 입자 직경의 하한으로서는 1μm, 특히 2μm, 또한 5μm가 바람직하고, 한편 광확산제(47)의 평균 입자 직경의 상한으로서는 50μm, 특히 20μm, 또한 15μm가 바람직하다.
광학 시트용 기재 시트에 광학층(45)을 적층하기 위해서, 예를 들어 상기한 롤 코터나, 바 코터, 블레이드 코터, 스핀 코터, 그라비아 코터, 플로우 코터, 스프레이, 스크린 인쇄 등을 사용한 주지된 코팅법을 채용할 수 있다. 광학층(45)의 평균 두께는 특별히는 한정되지 않지만, 예를 들어 1μm 이상 30μm 이하 정도로 할 수 있다.
또 도 7(b)의 광학 시트(48)에 나타낸 바와 같이, 광학 시트용 기재 시트의 타방의 면에 굴절성을 가지는 미세한 요철형상(49)을 형성하여 광학층으로서 기능시켜도 된다. 또는 그 대신에 광학 시트용 기재 시트의 타방의 면에 미세한 요철형상을 가지는 광학층을 별도 형성해도 된다. 이와 같이 별도 형성하는 경우의 광학층의 재료로서는 기재 필름의 재료와 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.
광학 시트용 기재 시트의 타방의 면에 굴절성을 가지는 미세한 요철형상(49)을 형성하여 광학층으로서 기능시키는 타입의 광학 시트의 제조 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 이하의 방법을 채용할 수 있다.
즉, (a) 광학 시트의 표면의 반전형상을 가지는 시트형에 합성 수지를 적층하고, 그 시트형을 떼어내는 것으로 당해 광학 시트를 형성하는 방법, (b) 광학 시트의 표면의 반전형상을 가지는 금형에 용융 수지를 주입하는 사출 성형법, (c) 시트화된 수지를 재가열하여 상기와 마찬가지의 금형과 금속판 사이에 끼워 프레스하여 형상을 전사하는 방법, (d) 광학 시트의 표면의 반전형상을 둘레면에 가지는 롤형과 다른 롤과의 닙에 용융 상태의 수지를 통과시키고, 상기 형상을 전사하는 압출 시트 성형법을 들 수 있다.
또 광학 시트용 기재 시트의 타방의 면에 미세한 요철형상을 가지는 광학층을 별도 형성하는 타입의 광학 시트의 제조 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 이하의 방법을 채용할 수 있다.
즉, (d) 광학 시트의 표면의 반전형상을 둘레면에 가지는 롤형과 다른 롤과와의 닙에 용융 상태의 수지와 기재 시트를 통과시키고, 기재 시트의 표면측의 용융 수지에 상기 형상을 전사하는 압출 시트 성형법, (e) 기재 시트의 표면에 방사선 경화형 수지를 도포하여, 상기와 마찬가지의 반전형상을 가지는 시트형, 금형 또는 롤형으로 눌러 미경화의 방사선 경화형 수지에 형상을 전사하고, 자외선 등의 방사선을 쏘여 방사선 경화형 수지를 경화시키는 방법, (f) 상기와 마찬가지의 반전형상을 가지는 금형 또는 롤형에 미경화의 방사선 경화성 수지를 충전 도포하여, 기재 시트로 눌러 고르게 하고, 자외선 등의 방사선을 쏘여 방사선 경화형 수지를 경화시키는 방법을 들 수 있다.
이들 광학 시트 제조 방법에 있어서도, 상기 서술한 바와 같이 광학 시트용 기재 시트를 제조할 때에 적층 공정을 기재 필름 형성 공정 및 연신 공정과 동일 생산 라인에서 실시할 수 있기 때문에 제조 비용을 억제하고, 생산성이나 작업 효율을 개선한 형태로 광학 시트를 제조하는 것이 가능하게 된다. 또한 광확산제(47)와 그 바인더(46)를 포함하는 광학층(45)을 구비한 광학 시트(40)에 의하면 집광, 법선 방향측으로의 굴절, 확산 등의 광학적 기능을 향상시킬 수 있다. 또 상기 서술한 미세한 요철형상을 가지는 광학층을 구비한 광학 시트(48)에 의하면 광확산성 등의 광학적 기능의 향상과 함께 광학 시트의 박막화가 가능하게 된다.
또한 광학 시트용 기재 시트의 타방의 면에 적층되는 광학층으로서는 상기 서술한 것 외에 예를 들어 (i) 표면에 복수의 반구형상 마이크로 렌즈로 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이를 가지는 마이크로 렌즈 시트, (ii) 표면에 복수의 삼각기둥형상의 프리즘부를 스트라이프형상으로 가지는 프리즘 시트, (iii) 표면에 복수의 반원기둥형상의 실린드리컬 렌즈부를 스트라이프형상으로 가지는 렌티큘러 렌즈 시트, (iv) 표면에 렌즈의 곡률만큼을 늘어놓은 프레넬 렌즈 시트 등을 사용할 수도 있다. 이들 광학층에 대해서도, 주지된 코팅 방법에 따라 광학 시트용 기재 시트에 적층할 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 상세히 서술하는데, 이 실시예의 기재에 기초하여 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다.
(실시예 1)
폴리에틸렌테레프탈레이트(이하 「PET」라고 함)를 T다이에 공급하고, 압출성형하여 PET 필름 압출체를 형성하고, 그 PET 필름 압출체를 필름 길이 방향으로 3배 연신했다. 그 다음에 고형분 환산으로 폴리에스테르폴리올(도요보세키사제의 「바이로날 MD1250」) 100부, 블록 이소시아네이트(다이이치코교세이야쿠사제의 「엘라스트론 H-3」) 120부 및 평균 입자 직경이 100nm의 콜로이달 실리카 50부를 포함하는 스티킹 방지층용 조성물을 조제하고, 롤코트법에 의해, 이 스티킹 방지층용 조성물의 층과 상기 PET 필름 압출체의 적층체를 형성했다. 그 다음에 이 적층체를 필름 폭 방향으로 3배 연신함으로써 의해 평균 두께 188μm의 광학 시트용 기재 시트(스티킹 방지층의 평균 두께 100nm)를 얻었다. 이들 공정은 모두 동일 생산 라인 상에서 연속해서 행했다. JIS-K7105에 준하여 스가시켄키 가부시키가이샤제의 헤이즈미터에 의해 당해 광학 시트용 기재 시트의 전광선 투과율을 측정했더니 93.1%로 양호했다. JIS B0601-1994에 준하여 커트 오프 λc 2.5mm, 평가 길이 12.5mm로 하여, 가부시키가이샤 도쿄세이미츠제의 촉침식 표면 거칠기 측정기 「서프컴 470A」를 사용하여, 당해 광학 시트용 기재 시트의 스티킹 방지층면의 산술 평균 거칠기(Ra), 최대 높이(Ry) 및 십점 평균 거칠기(Rz)를 측정했더니 각각 0.09μm, 0.63μm 및 0.52μm였다. 또 당해 광학 시트용 기재 시트의 스티킹 방지층의 연필 경도는 H~2H였다.
그 다음에 폴리에스테르폴리올을 기재 폴리머로 하는 바인더 수지 배합물(도 요보세키(주)의 「바이론 200」) 100부, 평균 입자 직경이 20nm의 콜로이달 실리카 50부, 경화제(니혼폴리우레탄(주)의 「콜로네이트 HX」) 5부 및 광안정화제(오츠카카가쿠(주)의 「PUVA-1033」) 5부를 포함하는 폴리머 조성물 중에 평균 입자 직경 15μm의 아크릴계 수지 비즈(세키스이카세이힌쿄교(주)의 「MBX-15」) 50부를 혼합하여 도공액을 제작했다. 이 도공액을 롤코트법에 의해 상기 광학 시트용 기재 시트의 표면에 15g/m2(고형분 환산) 도공하고, 경화시킴으로써 광학층을 형성하여 광학 시트를 얻었다.
이 광학 시트를 20cm 평방으로 재단하여, 스티킹 방지층을 아크릴판과 겹쳐도 간섭 모양이 발생하지 않아 스티킹 방지 효과는 양호했다. 또 상기 서술한 바와 같이 재단한 광학 시트에 물을 개재시켜 아크릴판과 겹친 것을 환경 시험 조건하(70℃×RH95%)에서 24시간 방치했다. 방치 후, 광학 시트와 아크릴판의 박리를 시도했더니 용이하게 박리되었다. 또 JIS-K7105에 준하여 스가시켄키 가부시키가이샤제의 헤이즈미터에 의해 당해 광학 시트의 전광선 투과율을 측정했더니 69.5%로 양호했다.
(실시예 2)
실시예 1에서 사용한 것과 동일한 스티킹 방지층용 조성물과 PET를 각각 다층 다이에 공급하여, 공압출성형함으로써 스티킹 방지층용 조성물의 층과 PET 필름 압출체의 층으로 이루어지는 공압출성형체를 형성했다. 그 다음에 이 공압출성형체를 필름 길이 방향으로 3배 및 필름 폭 방향으로 3배의 연신비로 동시 2축 연신 함으로써 평균 두께 188μm의 광학 시트용 기재 시트(스티킹 방지층의 평균 두께 100nm)를 얻었다. 이들 공정은 모두 동일 생산 라인 상에서 연속해서 행했다. JIS-K7105에 준하여 스가시켄키 가부시키가이샤제의 헤이즈미터에 의해 당해 광학 시트용 기재 시트의 전광선 투과율을 측정했더니 91%로 양호했다. JIS B0601-1994에 준하여 커트 오프 λc 2.5mm, 평가 길이 12.5mm로 하여, 가부시키가이샤 도쿄세이미츠제의 촉침식 표면 거칠기 측정기 「서프컴 470A」를 사용하여, 당해 광학 시트용 기재 시트의 스티킹 방지층면의 산술 평균 거칠기(Ra)를 측정했더니 26.5nm였다.
그 다음에 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 도공액을 제작했다. 이 도공액을 롤코트법에 의해 상기 광학 시트용 기재 시트의 표면에 15g/m2(고형분 환산) 도공하고, 경화시킴으로써 광학층을 형성하여 광학 시트를 얻었다.
이 광학 시트를 20cm 평방으로 재단하여, 스티킹 방지층을 아크릴판과 겹쳐도 간섭 모양이 발생하지 않아 스티킹 방지 효과는 양호했다. 또 상기 서술한 바와 같이 재단한 광학 시트에 물을 개재시켜 아크릴판과 겹친 것을 환경 시험 조건하(70℃×RH95%)에서 24시간 방치했다. 방치 후, 광학 시트와 아크릴판의 박리를 시도했더니 용이하게 박리되었다. 또 JIS-K7105에 준하여 스가시켄키 가부시키가이샤제의 헤이즈미터에 의해 당해 광학 시트의 전광선 투과율을 측정했더니 실시예 1과 마찬가지로 69.5%로 양호했다.
이와 같이 본 발명의 광학 시트용 기재 시트 제조 방법 및 광학 시트의 제조 방법에 의하면, 기재 필름 압출체의 일방의 면에 스티킹 방지층용 조성물을 적층하는 적층 공정을 기재 필름 형성 공정 및 연신 공정과 동일 생산 라인에서 실시하기 때문에 광학 시트용 기재 시트 및 광학 시트의 제조 효율을 현저하게 개선할 수 있고, 또 본 발명에 의해 제조된 광학 시트는 우수한 밀착방지효과 및 광학적 기능을 가지는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광학 시트용 기재 시트 및 광학 시트는 액정표시장치의 구성요소로서 유용하고, 특히 투과형 액정표시장치에 사용하는데 적합하다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법을 도시한 플로우도이다.
도 2는 도 1의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법을 실시하는 장치를 도시한 모식도이다.
도 3은 도 1의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법의 각 스텝의 제조물을 도시한 모식적 단면도이다.
도 4는 도 1과는 상이한 형태에 따른 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법을 도시한 플로우도이다.
도 5는 도 4의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법을 실시하는 장치를 도시한 모식도이다.
도 6은 도 4의 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법의 각 스텝의 제조물을 도시한 모식적 단면도이다.
도 7(a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 시트의 제조 방법에 의해 제조된 광학 시트를 도시한 모식적 단면도이며, (b)는 (a)와 상이한 형태에 따른 광학 시트의 제조 방법에 의해 제조된 광학 시트를 도시한 모식적 단면도이다.
도 8(a)는 일반적인 에지 라이트형의 백라이트 유닛을 도시한 모식적 사시도이며, (b)는 종래의 일반적인 광확산 시트를 도시한 모식적 단면도이다.
<부호의 설명>
1…열가소성 수지
2…기재 필름 압출체
3…예비적으로 연신된 기재 필름 압출체
4…스티킹 방지층용 조성물층
5…바인더 조성물
6…필러
7…스티킹 방지층용 조성물
8…기재 필름 압출체 및 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체
9…광학 시트용 기재 시트
10…기재 필름
11…스티킹 방지층
12…열가소성 수지
13…기재 필름 압출체
14…스티킹 방지층용 조성물층
15…바인더 조성물
16…필러
17…스티킹 방지층용 조성물
18…공압출성형체(기재 필름 압출체와 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체)
19…광학 시트용 기재 시트
20…기재 필름
21…스티킹 방지층
30…T다이
31…한쌍의 압압 롤
32…연신 장치
33…코터팬
34a…픽업 롤
34b…조정 롤
34c…도포 롤
34d…백업 롤
35…연신 장치
36…다층 T다이
37…한 쌍의 압압 롤
38…연신 장치
40…광학 시트
41…기재 필름
42…스티킹 방지층
43…바인더
44…필러
45…광학층
46…바인더
47…광확산제
48…광학 시트
49…미세한 요철형상
Claims (9)
- 투명한 기재 필름과 이 기재 필름의 일방의 면에 적층된 스티킹 방지층을 구비한 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법으로서,T다이를 사용한 압출성형법에 의해 열가소성 수지로 이루어지는 기재 필름 압출체를 형성하는 기재 필름 형성 공정과,기재 필름 압출체의 일방의 면에 스티킹 방지층용 조성물을 적층하는 적층 공정과,기재 필름 압출체 및 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체를 연신하는 연신 공정을 가지고 있고,상기 적층 공정을 상기 연신 공정 전에 행하는 것을 특징으로 하는 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 기재 필름 형성 공정과 상기 적층 공정 사이에 기재 필름 압출체를 예비적으로 연신하는 예비적 연신 공정을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 예비적 연신 공정에 있어서 기재 필름 압출체를 필름 길이 방향으로 연신하고, 상기 연신 공정에 있어서 기재 필름 압출체 및 스티킹 방지층용 조성물층의 적층체를 필름 폭 방향으로 연신하는 것을 특징으로 하는 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, T다이를 사용한 공압출성형법에 의해 상기 기재 필름 형성 공정과 상기 적층 공정을 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 연신 공정을 축차 2축 연신 또는 동시 2축 연신에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 스티킹 방지층용 조성물이 무기 필러 및 합성 수지 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트용 기재 시트의 제조 방법에 있어서의 기재 필름 형성 공정, 적층 공정 및 연신 공정과,이 제조 방법에 의해 제조된 광학 시트용 기재 시트의 타방의 면에 광학층을 형성하는 광학층 형성 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 광학층이 광확산제와 그 바인더를 포함하는 것을 특 징으로 하는 광학 시트의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 광학층이 굴절성을 가지는 미세한 요철형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조 방법.
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