KR101156007B1 - 광학 시트 및 이것을 사용한 백라이트 유닛 - Google Patents

광학 시트 및 이것을 사용한 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

이면측에 적층되는 다른 광학 시트 등과의 스티킹을 방지하면서, 이 밖의 광학 시트 등 표면에 대한 흠집을 방지할 수 있는 광학 시트, 및 이 광학 시트를 사용하여 흠집에 의한 휘도 불균일, 간섭 줄무늬의 발생 등을 방지하여, 고품질의 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은, 투명한 기재층, 이 기재층의 일방의 면측에 적층되는 광학층, 및 기재층의 타방의 면측에 적층되는 스티킹 방지층을 구비하고, 이 스티킹 방지층의 표면 전체면에 미세 요철형상을 갖는 광학 시트로서, 상기 스티킹 방지층의 평균 두께가 0.5㎛ 이상 4㎛ 이하이며, 상기 스티킹 방지층 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.03㎛ 이상 0.3㎛ 이하, 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)가 40㎛ 이상 400㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

광학 시트 및 이것을 사용한 백라이트 유닛{OPTICAL SHEET AND BACKLIGHT UNIT USING THE SAME}
본 발명은, 높은 스티킹 방지 기능 및 흠집 방지 기능을 갖는 광학 시트 및 이것을 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정표시장치는 텔레비전이나 퍼스널컴퓨터 등의 화면의 표시장치로서 널리 사용되고 있으며, 표시 화면을 직접 보는 직시형과 스크린에 비춘 영상을 보는 투영형으로 크게 분류된다. 직시형의 액정표시장치에는 백라이트의 광을 투과하는 투과형, 백라이트를 가지지 않고 자연광이나 실내등 등의 반사광을 사용하는 반사형, 및 밝은 곳에서는 반사형, 어두운 곳에서는 투과형이 되는 반투과형이 있다. 한편, 투영형의 액정표시장치에는 전면의 스크린에 영상을 비추는 프론트형과, 디스플레이 캐비넷내에 스크린을 받아들여 영상을 비추는 리어형이 있다. 오늘날에는 직시형, 이 중에서도 투과형의 액정표시장치가 주류로서 일반적으로 사용되고 있다.
투과형의 액정표시장치는 액정층을 배면으로부터 비추는 백라이트 방식이 보급되어, 액정층의 하면측에 에지 라이트형(사이드 라이트형), 직하형 등의 백라이트 유닛이 장비되어 있다. 이 에지 라이트형의 백라이트 유닛(20)은 일반적으로는 도 2에 도시한 바와 같이 광원으로서의 램프(21)와, 이 램프(21)에 단부가 따르도록 배치되는 사각형판형상의 도광판(22)과, 이 도광판(22)의 표면측에 적층되는 복수매의 광학 시트(23)를 장비하고 있다. 광원으로서의 램프(21)로서는 LED(발광 다이오드)나 냉음극관 등이 사용되고 있지만, 소형화 및 에너지 절약화의 관점 등으로부터 현재는 LED가 일반적으로 사용되고 있다. 이 광학 시트(23)는 투과 광선에 대해서 확산, 굴절 등의 광학적 기능을 갖고 있으며, (1) 도광판(22)의 표면측에 배열설치되어, 법선방향측으로의 굴절 기능을 갖는 프리즘 시트(24), (2) 프리즘 시트(24)의 표면측에 배열설치되어, 주로 광확산 기능을 갖는 광확산 시트(25) 등이 사용되고 있다.
또 도시하지 않지만, 상기 서술한 도광판(22)의 도광 특성이나 광학 시트(23)에 구비하는 광학 시트의 광학적 기능 등을 고려하여, 광확산 시트나 프리즘 시트 등의 광학 시트(23)가 더욱 많이 배열설치되는 백라이트 유닛도 있다.
이 백라이트 유닛(20)의 기능을 설명하면, 우선, 램프(21)로부터 도광판(22)에 입사한 광선은 도광판(22) 이면의 반사 도트 또는 반사 시트(도시하지 않음) 및 각 측면에서 반사되어, 도광판(22) 표면으로부터 출사된다. 도광판(22)으로부터 출사된 광선은 프리즘 시트(24)에 입사하여, 표면에 형성된 복수의 돌조의 프리즘부에 의해 법선방향측으로 굴절되어, 표면으로부터 출사된다. 그 후, 프리즘 시트(24) 표면으로부터 출사된 광선은 광확산 시트(25)에 입사되고, 확산되어 표면으로부터 출사되고, 더욱 상방의 도시하지 않는 액정층 전체면을 조명하는 것이다.
프리즘 시트(24) 표면에 겹쳐져 배열설치되는 광확산 시트(25)는 일반적으로는 도 2(b)에 도시한 바와 같이 투명한 합성 수지제의 기재층(26)과, 이 기재층(26)의 표면에 적층되는 광학층(27)과, 기재층(26)의 이면에 적층되는 스티킹 방지층(28)을 구비하고 있다. 이 광학층(27)은 일반적으로는 바인더(29)중에 수지 비즈(30)가 분산된 구조를 갖고, 투과 광선에 대해서 광확산 기능 등을 나타내도록 구성되어 있다. 또, 스티킹 방지층(28)은 바인더(31)중에 소량의 비즈(32)가 이간되어 분산되고, 이 비즈(32)의 하부가 바인더(31)의 이면으로부터 돌출된 구조를 갖고 있다. 이 스티킹 방지층(28)은 광확산 시트(25) 이면이 다른 광학 시트 등(프리즘 시트(24))의 표면과 밀착, 즉 스티킹하여 간섭 줄무늬가 생기거나, 제조 공정에서 롤형상으로 감아 보존했을 때에 블로킹(부착)이 생기거나 한다는 문제를 방지하고 있다. 또한, 프리즘부의 정점은 예각이 아니며, 약간의 평면 또는 곡면을 형성하고 있기 때문에, 프리즘 시트(24) 표면측과 광확산 시트(25)의 이면측은 면과 면으로 띠형상으로 접촉하고, 그 띠형상의 면에 있어서 스티킹이 발생하게 된다.
상기 광확산 시트(25)의 스티킹 방지층(28)에 분산되는 비즈(32)로서는 아크릴 비즈 등이 일반적으로 사용되고 있으며, 비교적 경질인 점에서 이면에 돌출된 비즈(32)에 의해 당해 광확산 시트(25)의 이면측에 적층되는 프리즘 시트(24) 등의 표면(프리즘부 정점 부분)에 흠집을 형성하는 경우가 있다. 또, 스티킹 방지층(28)에 분산되는 비즈(32)가 프리즘 시트(24)의 프리즘부 정점 부분과 접촉함으로써 탈락하고, 이 비즈(32)의 탈락 부분이 흠집생성의 발생 요인이 되고 있다. 이 프리즘 시트 표면에 대한 흠집은 액정표시장치의 휘도 불균일이나 정면 휘도의 저감을 발생시키게 된다.
그래서, 이면측에 적층되는 프리즘 시트 등이나 다른 광학 시트나 도광판의 흠집생성을 방지하기 위해서, 흠집 방지층을 이면에 설치한 광학 시트(일본 특허 공개 2004-85626호 공보 등 참조)나, 도공액으로서 도포하여 경화시킴으로써 표면에 미세한 요철을 형성하는 안티 블로킹성 경화성 수지 조성물(일본 특허 공개 2007-182519호 공보 등 참조)이 개발되고 있다.
그러나, 상기한 흠집 방지층을 설치한 광학 시트에 있어서도, 스티킹을 방지하기 위한 미세한 비즈가 존재하기 때문에 다른 광학 시트 등에 대한 흠집생성을 충분히 방지할 수 없다. 또, 상기 안티 블로킹성 경화성 수지 조성물에 의해 표면에 요철을 형성하는 경우는, 표면의 요철이 지나치게 미세하여, 스티킹 방지 기능이 충분하지 않다는 문제가 존재한다.
일본 특허 공개 2004-85626호 공보 일본 특허 공개 2007-182519호 공보
본 발명은 이들 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 이면측에 적층되는 다른 광학 시트 등과의 스티킹을 방지하면서, 이 다른 광학 시트 등 표면에 대한 흠집생성을 방지할 수 있는 광학 시트, 및 이 광학 시트를 사용하여 흠집에 의한 휘도 불균일, 간섭 줄무늬의 발생 등을 방지하여, 고품질의 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 발명은,
투명한 기재층과, 이 기재층의 일방의 면측에 적층되는 광학층과, 기재층의 타방의 면측에 적층되는 스티킹 방지층을 구비하고, 이 스티킹 방지층의 표면 전체면에 미세 요철형상을 갖는 광학 시트로서,
상기 스티킹 방지층의 평균 두께가 0.5㎛ 이상 4㎛ 이하이며,
상기 스티킹 방지층 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.03㎛ 이상 0.3㎛ 이하, 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)가 40㎛ 이상 400㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
당해 광학 시트는 스티킹 방지층 표면의 산술 평균 거칠기(Ra) 및 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)가 상기 범위로 비교적 작은 값인 점에서, 스티킹 방지층측에 적층되는 다른 시트와의 스티킹을 적합하게 방지할 수 있음과 아울러, 이 스티킹층 표면의 미세 요철형상에 기인하는 흠집을 방지할 수 있다. 또, 당해 광학 시트는 스티킹 방지층의 평균 두께가 0.5㎛ 이상 4㎛ 이하로 얇기 때문에, 스티킹 방지층을 설치하는 것에 의한 휘도의 저하를 방지할 수 있다.
상기 스티킹 방지층 표면의 미세 요철형상이 합성 수지 및 모노머 또는 올리고머를 용질로서 포함하는 경화성 조성물을 도포하여 경화시킴으로써 형성되면 된다. 당해 광학 시트에 의하면, 상기 경화성 조성물을 도포하여 경화시킴으로써 스티킹 방지층 표면의 미세 요철형상을 형성함으로써, 원하는 적합한 두께 및 표면 거칠기를 구비하는 스티킹 방지층을 형성할 수 있다.
상기 스티킹 방지층 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)의 산술 평균 거칠기(Ra)에 대한 비(Rz/Ra)가 3 이상 10 이하이면 된다. 당해 광학 시트에 의하면, 이 비(Rz/Ra)가 상기 범위로 작은 값으로 하는 점에서, 높이가 비교적 균등한 미세 요철형상을 균일하게 구비하게 되기 때문에, 요철형상의 볼록 부분이 탈락하기 어렵고, 또, 돌출된 부분에 힘이 집중됨으로써 생기는 다른 광학 시트 표면의 흠집을 방지할 수 있다.
상기 스티킹 방지층 표면의 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)가 0.04㎛ 이상 0.4㎛ 이하이면 된다. 당해 광학 시트에 의하면, 스티킹 방지층 표면의 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)가 상기 범위로 작은 값을 갖는 점에서, 미세 요철형상의 경사가 완만하게 형성되게 되어, 요철형상의 볼록 부분이 특히 탈락하기 어렵고, 적층하는 다른 시트의 흠집생성을 방지할 수 있다.
상기 스티킹 방지층 표면의 연필 경도가 B 이상 5H 이하이면 된다. 당해 광학 시트에 의하면, 스티킹 방지층 표면의 연필 경도가 B 이상 5H 이하인 점에서, 요철형상의 볼록 부분의 탈락성이 저하됨과 아울러, 효과적으로 스티킹 방지 기능을 발휘하면서, 적층하는 다른 시트의 흠집생성을 방지할 수 있다.
따라서, 램프로부터 발해지는 광선을 분산시켜 표면측으로 이끄는 액정표시장치용의 백라이트 유닛에 있어서, 당해 광학 시트를 구비하면, 당해 광학 시트의 높은 흠집 방지성에 의해, 다른 광학 시트 등의 흠집에 의한 휘도 불균일의 발생이나, 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있어, 액정표시 화면의 고품질화를 실현할 수 있음과 아울러, 제조, 운반, 보존시 등의 취급이 용이하게 된다.
여기서, 「광학층」은 투과 광선에 대해서 소정의 광학적 기능을 나타내는 층을 의미하고, 구체적으로는 (a) 바인더중에 광확산제를 갖는 광확산층, (b) 엠보스 가공에 의해 표면에 대략 균일하게 형성된 미세 요철을 갖는 광확산층, (c) 삼각기둥형상의 프리즘부를 스트라이프형상으로 갖는 프리즘층 등이 해당하며, 기재층과 일정 성형되는 경우도 포함하는 개념이다. 또, 「산술 평균 거칠기(Ra)」 및 「10점 평균 거칠기(Rz)」는 JIS B0601-1994에 준하고, 「거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)」 및 「자승 평균 평방근 거칠기(Rq)」는 JIS B0601-2001에 준하며, 컷오프(λc) 2.5mm, 평가 길이 12.5mm의 값이다. 「연필 경도」는 JIS K5400의 시험 방법 8.4에 준한 연필 긁기값이다. 또, 「용질」은 용매중에 거시 상태에 있어서, 안정적이고 또한 균일하게 녹고 있는 성분을 말하는데, 용매중에 단분자가 무질서하게 분산, 혼합되고 있는 것에 한정되지 않는다. 즉, 용질에는 분자간의 상호작용에 의해 서로 당기는 집합체(회합에 의해 형성되는 다량체 분자, 용매화 분자, 분자 클러스터, 콜로이드 입자 등) 등이 용매에 분산되어 있는 것도 포함된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 광학 시트는 스티킹 방지층 표면의 산술 평균 거칠기(Ra) 및 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)를 비교적 작은 값의 범위내로 억제하고, 또한 스티킹 방지층의 그 밖의 표면형상 등을 조정함으로써, 다른 광학 시트 등과의 스티킹 기능을 확보하면서, 이 밖의 광학 시트 등의 표면에 대한 흠집생성을 방지할 수 있다. 또, 본 발명의 백라이트 유닛은 광학 시트, 도광판 등의 흠집에 의한 휘도 불균일이나 간섭 줄무늬의 발생을 방지할 수 있고, 또, 제조, 운반, 보존시 등의 취급이 용이하게 된다.
도 1(a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 시트를 나타내는 모식적 단면도, (b)는 그 일부분의 확대도이다.
도 2(a)는 일반적인 에지 라이트형 백라이트 유닛을 나타내는 모식적 사시도, (b)는 일반적인 광확산 시트를 나타내는 모식적 단면도이다.
이하, 적당히 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다.
도 1의 광학 시트(1)는 기재층(2)과, 이 기재층(2)의 일방의 면측에 적층되는 광학층(3)과, 이 기재층(2)의 타방의 면측에 적층되는 스티킹 방지층(4)을 구비하고 있다.
기재층(2)은 광선을 투과시킬 필요가 있으므로 투명, 특히 무색투명의 유리 또는 합성 수지로 형성되어 있다. 이러한 기재층(2)에 사용되는 합성 수지로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀룰로오스아세테이트, 내후성 염화비닐 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 투명성이 우수하고, 강도가 높은 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하고, 휨 성능이 개선된 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다.
기재층(2)의 두께(평균 두께)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10㎛ 이상 500㎛ 이하, 바람직하게는 35㎛ 이상 250㎛ 이하, 특히 바람직하게는 50㎛ 이상 188㎛ 이하로 되어 있다. 기재층(2)의 두께가 상기 범위 미만이면, 광학층(3)을 형성하기 위한 수지 조성물을 도공했을 때에 컬이 발생하기 쉬워져 버리고, 취급이 곤란하게 되는 등의 문제가 발생한다. 반대로, 기재층(2)의 두께가 상기 범위를 넘으면, 액정표시장치의 휘도가 저하되어 버리는 경우가 있으며, 또 백라이트 유닛의 두께가 커져서 액정표시장치의 박형화의 요구에 반하게 되기도 한다.
광학층(3)은 바인더(5)와, 이 바인더(5)중에 분산되는 광확산제(6)를 갖고 있다. 이와 같이 광학층(3)에 광확산제(6)를 분산시킴으로써, 이 광학층(3)을 이측으로부터 표측으로 투과하는 광선을 균일하게 확산시킬 수 있다. 또, 광확산제(6)에 의해 광학층(3)의 표면에 미세 요철이 대략 균일하게 형성되고, 이 미세 요철의 각 오목부 및 볼록부가 렌즈형상으로 형성되어 있다. 이러한 미세 요철의 렌즈적 작용에 의해, 당해 광학 시트(1)는 우수한 광확산 기능을 발휘하고, 이 광확산 기능에 기인하여 투과 광선을 법선방향측으로 굴절시키는 굴절 기능 및 투과 광선을 법선방향으로 거시적으로 집광시키는 집광 기능도 갖고 있다. 또한, 광학층(3)의 두께(광확산제(6)를 제외한 바인더(5) 부분의 두께를 의미함)는 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 10㎛ 이상 30㎛ 이하 정도로 되어 있다. 또, 바인더(5)는 광선을 투과시킬 필요가 있으므로 투명으로 되어 있으며, 특히 무색투명이 바람직하다.
광확산제(6)는 광선을 확산시키는 성질을 갖는 입자이며, 무기 필러와 유기 필러로 크게 구별된다. 무기 필러로서는, 구체적으로는 실리카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 산화아연, 황화바륨, 마그네슘실리케이트, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 유기 필러의 구체적인 재료로서는, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴 수지, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 투명성이 높은 아크릴 수지가 바람직하고, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)가 특히 바람직하다.
광확산제(6)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 구형상, 입방형상, 침형상, 봉형상, 방추형상, 판형상, 비늘조각형상, 섬유형상 등을 들 수 있고, 그 중에서도 광확산성이 우수한 구형상의 비즈가 바람직하다.
광확산제(6)의 평균 입자 직경의 하한으로서는, 1㎛, 특히 2㎛, 또한 5㎛가 바람직하고, 광확산제(6)의 평균 입자 직경의 상한으로서는 50㎛, 특히 20㎛, 또한 15㎛가 바람직하다. 이것은 광확산제(6)의 평균 입자 직경이 상기 범위 미만이면, 광확산제(6)에 의해 형성되는 광학층(3) 표면의 요철이 작아져, 광학 시트로서 필요한 광확산성을 만족하지 않을 우려가 있고, 반대로, 광확산제(6)의 평균 입자 직경이 상기 범위를 넘으면, 광학 시트(1)의 두께가 증대하고, 또한 균일한 확산이 곤란하게 되기 때문이다.
광확산제(6)의 배합량(바인더(5)의 형성 재료인 폴리머 조성물중의 기재 폴리머 100부에 대한 고형분 환산의 배합량)의 하한으로서는 10부, 특히 20부, 또한 50부가 바람직하고, 이 배합량의 상한으로서는 500부, 특히 300부, 또한 200부가 바람직하다. 이것은 광확산제(6)의 배합량이 상기 범위 미만이면, 광확산성이 불충분하게 되어버리고, 한편, 광확산제(6)의 배합량이 상기 범위를 넘으면 광확산제(6)를 고정하는 효과가 저하되기 때문이다. 또한, 프리즘 시트의 표면측에 배열설치되는 소위 상용 광학 시트의 경우, 높은 광확산성을 필요로 하지 않기 때문에, 광확산제(6)의 배합량으로서는 10부 이상 40부 이하, 특히 10부 이상 30부 이하가 바람직하다.
바인더(5)는 기재 폴리머를 포함하는 폴리머 조성물을 경화(가교 등)시킴으로써 형성된다. 이 바인더(5)에 의해, 기재층(2)의 표면 전체면에 광확산제(6)가 대략 등밀도로 배치 고정된다. 또한, 이 바인더(5)를 형성하기 위한 폴리머 조성물은 그 밖에 예를 들어 미소 무기 충전제, 경화제, 가소제, 분산제, 각종 레벨링제, 대전 방지제, 자외선 흡수제, 항산화제, 점성 개질제, 윤활제, 광안정화제 등이 적당히 배합되어도 된다.
상기 기재 폴리머로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 아크릴계 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 불소계 수지, 실리콘계 수지, 폴리아미드이미드, 에폭시 수지, 자외선 경화형 수지 등을 들 수 있고, 이들의 폴리머를 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 상기 기재 폴리머로서는 가공성이 높고, 도공 등의 수단으로 용이하게 광학층(3)을 형성할 수 있는 폴리올이 바람직하다. 또, 바인더(5)에 사용되는 기재 폴리머는 광선을 투과시킬 필요가 있으므로 투명으로 되어 있으며, 특히 무색투명이 바람직하다.
상기 폴리올로서는, 예를 들어 수산기 함유 불포화 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어지는 폴리올, 수산기 과잉의 조건에서 얻어지는 폴리에스테르폴리올 등을 들 수 있고, 이들을 단체로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이 수산기 함유 불포화 단량체로서는, (a) 예를 들어 아크릴산2-히드록시에틸, 아크릴산2-히드록시프로필, 메타크릴산2-히드록시에틸, 메타크릴산2-히드록시프로필, 알릴알코올, 호모알릴알코올, 신남알코올, 크로토닐알코올 등의 수산기 함유 불포화 단량체, (b) 예를 들어 에틸렌글리콜, 에틸렌옥사이드, 프로필렌글리콜, 프로필렌옥사이드, 부틸렌글리콜, 부틸렌옥사이드, 1,4-비스(히드록시메틸)시클로헥산, 페닐글리시딜에테르, 글리시딜데카노에이트, 플락셀 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, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산이소프로필, 아크릴산n-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 중합하여 폴리올을 제조할 수도 있다.
이러한 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 비스페놀A, 비스(히드록시메틸)시클로헥산, 하이드로퀴논비스(히드록시에틸에테르), 트리스(히드록시에틸)이소시아누레이트, 크실릴렌글리콜 등의 다가 알코올과, (d) 예를 들어 말레산, 푸말산, 숙신산, 아디프산, 세바스산, 아젤라인산, 트리메트산, 테레프탈산, 프탈산, 이소프탈산 등의 다염기산을, 프로판디올, 헥산디올, 폴리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올중의 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 폴리머 조성물의 기재 폴리머로서 사용되는 폴리올로서는 상기 폴리에스테르폴리올, 및, 상기 수산기 함유 불포화 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어지고, 또한 (메타)아크릴 단위 등을 갖는 아크릴폴리올이 바람직하다. 이러한 폴리에스테르폴리올 또는 아크릴폴리올을 기재 폴리머로 하는 바인더(5)는 내후성이 높고, 광학층(3)의 황변 등을 억제할 수 있다. 또한, 이 폴리에스테르폴리올과 아크릴폴리올의 어느 일방을 사용해도 되고, 양쪽 모두를 사용해도 된다.
또한, 상기 폴리에스테르폴리올 및 아크릴폴리올중의 수산기의 개수는 1분자당 2개 이상이면 특별히 한정되지 않지만, 고형분중의 수산기가가 10 이하이면 가교점수가 감소하고, 내용제성, 내수성, 내열성, 표면경도 등의 피막물성이 저하되는 경향이 있다.
상기 기재 폴리머로서는 시클로알킬기를 갖는 폴리올이 바람직하다. 이와 같이, 바인더(5)를 구성하는 기재 폴리머(폴리올)중에 시클로알킬기를 도입함으로써, 바인더(5)의 발수성, 내수성 등의 소수성이 높아져, 고온 고습 조건하에서의 당해 광학 시트(1)의 내휨성, 치수 안정성 등이 개선된다. 또, 광학층(3)의 경도, 내후성, 육지감(肉持感), 내용제성 등의 도막 기본 성능이 향상된다. 또한, 후술하는 표면에 유기 폴리머가 고정된 미소 무기 충전제와의 친화성 및 미소 무기 충전제의 균일 분산성이 더욱 양호해진다.
상기 시클로알킬기로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로노닐기, 시클로데실기, 시클로운데실기, 시클로도데실기, 시클로트리데실기, 시클로테트라데실기, 시클로펜타데실기, 시클로헥사데실기, 시클로헵타데실기, 시클로옥타데실기 등을 들 수 있다.
상기 시클로알킬기를 갖는 폴리올은 시클로알킬기를 갖는 중합성 불포화 단량체를 공중합함으로써 얻어진다. 이 시클로알킬기를 갖는 중합성 불포화 단량체는 시클로알킬기를 분자내에 적어도 1개 갖는 중합성 불포화 단량체이다. 이 중합성 불포화 단량체로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, tert-부틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 시클로도데실(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 서술한 바와 같이 기재 폴리머로서 폴리올을 사용하는 경우는 상기 폴리머 조성물중에 경화제로서 폴리이소시아네이트 화합물을 함유하면 된다. 이 폴리이소시아네이트 화합물은 디이소시아네이트를 중합하여 이루어지는 2량체, 3량체, 4량체 등의 유도체이다. 이 폴리이소시아네이트 화합물의 배합에 의해 폴리머 조성물의 경화 반응 속도가 커지기 때문에, 미소 무기 충전제의 분산 안정성에 기여하는 카티온계 대전 방지제를 폴리머 조성물중에 함유해도, 카티온계 대전 방지제에 의한 경화 반응 속도의 저하를 충분히 보상할 수 있고, 더욱 생산성을 높일 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트 화합물로서는 크실렌디이소시아네이트 유도체 또는 이 크실렌디이소시아네이트 유도체와 지방족 디이소시아네이트 유도체의 혼합물이 바람직하다. 이 크실렌디이소시아네이트 유도체는 폴리머 조성물의 반응 속도 향상 효과가 크고, 또 방향족 디이소시아네이트 유도체중에서는 열이나 자외선에 의한 황변 및 열화가 비교적 작기 때문에, 당해 광학 시트(1)의 광선투과율의 경시적 저하를 저감할 수 있다. 한편, 지방족 디이소시아네이트 유도체는 방향족 디이소시아네이트 유도체에 비해 반응 속도 향상 효과가 작지만, 자외선 등에 의한 황변, 열화 등이 현격히 작기 때문에, 크실렌디이소시아네이트 유도체와 혼합함으로써, 반응 속도 향상 효과와 황변 등의 방지 효과를 균형적으로 달성할 수 있다.
이 지방족 디이소시아네이트 유도체로서는 이소포론디이소시아네이트 유도체 및 헥사메틸렌디이소시아네이트 유도체가 바람직하다. 이러한 이소포론디이소시아네이트 유도체 및 헥사메틸렌디이소시아네이트 유도체는 지방족 디이소시아네이트 유도체중에서는 경화 반응 속도의 향상 작용이 비교적 크고, 상기 서술한 생산성 및 내열성을 촉진시킬 수 있다.
상기 디이소시아네이트의 유도체의 형식으로서는 TMP 어덕트형, 이소시아누레이트형 또는 뷰렛형이 바람직하다. 이들 형식의 유도체에 의하면, 상기 서술한 경화 반응 속도를 효과적으로 증대할 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트 화합물의 배합량(폴리머 조성물중의 폴리머분 100부에 대한 고형분 환산의 배합량)의 하한으로서는 2부가 바람직하고, 5부가 특히 바람직하다. 한편, 경화제의 상기 배합량의 상한으로서는 20부가 바람직하고, 15부가 특히 바람직하다. 이와 같이 폴리이소시아네이트 화합물의 배합량을 상기 범위로 함으로써, 상기 서술한 폴리머 조성물의 경화 반응 속도 향상 작용을 효과적으로 나타낼 수 있다.
또, 상기 폴리머 조성물중에 미소 무기 충전제를 함유하면 된다. 바인더(5)중으로의 미소 무기 충전제의 분산 함유에 의해, 광학층(3) 나아가서는 당해 광학 시트(1) 전체의 내열성을 향상시킬 수 있고, 그 결과, 백라이트 유닛에 있어서 램프의 열이나 공기중의 습기에 노출되어도 당해 광학 시트(1)의 변형을 현격히 억제할 수 있다.
이 미소 무기 충전제를 구성하는 무기물로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 무기산화물 특히 바람직하다. 이 무기산화물은 금속 원소가 주로 산소원자와의 결합을 통하여 3차원의 네트워크를 구성한 각종의 함산소 금속화합물로 정의된다. 또 무기산화물을 구성하는 금속 원소로서는, 예를 들어 원소주기율표 II~VI족으로부터 선택되는 원소가 바람직하고, 원소주기율표 III~V족으로부터 선택되는 원소가 더욱 바람직하다. 그 중에서도, Si, Al, Ti 및 Zr로부터 선택되는 원소가 특히 바람직하고, 금속 원소가 Si인 콜로이달실리카가 미소 무기 충전제로서 가장 바람직하다. 또 미소 무기 충전제의 형상은 구형상, 침형상, 판형상, 비늘조각형상, 파쇄형상 등의 임의의 입자형상이면 되며, 특별히 한정되지 않는다.
미소 무기 충전제의 평균 입자 직경의 하한으로서는 5nm가 바람직하고, 10nm가 특히 바람직하다. 한편, 미소 무기 충전제의 평균 입자 직경의 상한으로서는 50nm가 바람직하고, 25nm가 특히 바람직하다. 이것은 미소 무기 충전제의 평균 입자 직경이 상기 범위 미만에서는, 미소 무기 충전제의 표면 에너지가 높아져, 응집 등이 일어나기 쉬워지기 때문이며, 반대로, 평균 입자 직경이 상기 범위를 넘으면, 단파장의 영향으로 백탁하여, 광학 시트(1)의 투명성이 저하될 우려가 있기 때문이다.
미소 무기 충전제(무기물 성분만)의 배합량(폴리머 조성물중의 폴리머분 100부에 대한 고형분 환산의 배합량)의 하한으로서는 10부가 바람직하고, 50부가 특히 바람직하다. 한편, 미소 무기 충전제의 상기 배합량의 상한으로서는 500부가 바람직하고, 200부가 특히 바람직하다. 이것은 미소 무기 충전제의 배합량이 상기 범위 미만이면, 광학 시트(1)의 내열성을 충분히 발현할 수 없게 되어 버릴 우려가 있고, 반대로, 배합량이 상기 범위를 넘으면, 폴리머 조성물중으로의 배합이 곤란하게 되고, 광학층(3)의 광선투과율이 저하될 우려가 있기 때문이다.
미소 무기 충전제로서는 그 표면에 유기 폴리머가 고정된 것을 사용하면 된다. 이와 같이 유기 폴리머 고정 미소 무기 충전제를 사용함으로써, 바인더(5)중에서의 분산성이나 바인더(5)와의 친화성의 향상을 도모할 수 있다. 이 유기 폴리머에 대해서는, 그 분자량, 형상, 조성, 관능기의 유무 등에 관하여 특별히 한정은 없으며, 임의의 유기 폴리머를 사용할 수 있다. 또 유기 폴리머의 형상에 대해서는, 직쇄상, 분기상, 가교구조 등의 임의의 형상의 것을 사용할 수 있다.
이러한 유기 폴리머를 구성하는 구체적인 수지로서는, 예를 들어 (메타)아크릴 수지, 폴리스티렌, 폴리아세트산비닐, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 및 이들의 공중합체나 아미노기, 에폭시기, 히드록실기, 카르복실기 등의 관능기에서 일부 변성한 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, (메타)아크릴계 수지, (메타)아크릴-스티렌계 수지, (메타)아크릴-폴리에스테르계 수지 등의 (메타)아크릴 단위를 포함하는 유기 폴리머를 필수 성분으로 하는 것이 피막형성능을 가져 적합하다. 한편, 상기 폴리머 조성물의 기재 폴리머와 상용성을 갖는 수지가 바람직하고, 따라서 폴리머 조성물에 포함되는 기재 폴리머와 동일한 조성인 것이 가장 바람직하다.
또한, 미소 무기 충전제는 미립자내에 유기 폴리머를 포함하고 있어도 된다. 이것에 의해, 미소 무기 충전제의 코어인 무기물에 적당한 연도 및 인성을 부여할 수 있다.
상기 유기 폴리머에는 알콕시기를 함유하는 것을 사용하면 되고, 그 함유량으로서는 유기 폴리머를 고정한 미소 무기 충전제 1g당 0.01mmol 이상 50mmol 이하가 바람직하다. 이러한 알콕시기에 의해 바인더(5)를 구성하는 매트릭스 수지와의 친화성이나, 바인더(5)중에서의 분산성을 향상시킬 수 있다.
여기서 말하는 알콕시기는 미립자 골격을 형성하는 금속 원소에 결합한 RO기를 나타낸다. 이 R은 치환되어 있어도 되는 알킬기이며, 미립자중의 RO기는 동일해도 되고 상이해도 된다. R의 구체예로서는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸 등을 들 수 있다. 미소 무기 충전제를 구성하는 금속과 동일한 금속 알콕시기를 사용하는 것이 바람직하고, 미소 무기 충전제가 콜로이달실리카인 경우에는 실리콘을 금속으로 하는 알콕시기를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유기 폴리머 고정 미소 무기 충전제중의 유기 폴리머의 함유율에 대해서는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 미소 무기 충전제를 기준으로 하여 0.5질량% 이상 50질량% 이하가 바람직하다.
상기 서술한 바와 같이, 미소 무기 충전제에 고정하는 유기 폴리머로서 수산기를 갖는 것을 사용하고, 바인더(5)를 구성하는 폴리머 조성물중에 수산기와 반응하는 것 같은 관능기를 2개 이상 갖는 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물 및 아미노플라스트 수지로부터 선택되는 적어도 1종의 것을 함유하면 된다. 이것에 의해, 미소 무기 충전제와 바인더(5)의 매트릭스 수지가 가교 구조로 결합되어, 보존 안정성, 내오염성, 가요성, 내후성, 보존 안정성 등이 양호해지고, 또한 얻어지는 피막이 광택을 갖는 것이 된다.
상기 다관능 이소시아네이트 화합물로서는 지방족, 지환족, 방향족 및 그 밖의 다관능 이소시아네이트 화합물이나 이들의 변성 화합물을 들 수 있다. 다관능 이소시아네이트 화합물의 구체예 로서는, 예를 들어 톨릴렌디이소시아네이트, 크실릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥실메탄디이소시아네이트, 메틸시클로헥산디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트의 뷰렛체, 이소시아누레이트체 등의 3량체 등; 이들의 다관능 이소시아네이트류와 프로판디올, 헥산디올, 폴리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올과의 반응에 의해 생성되는 2개 이상의 이소시아네이트기가 잔존하는 화합물; 이들의 다관능 이소시아네이트 화합물을 에탄올, 헥산올 등의 알코올류, 페놀, 크레졸 등의 페놀성 수산기를 갖는 화합물, 아세토옥심, 메틸에틸케톡심 등의 옥심류, ε-카프롤락탐, γ-카프롤락탐 등의 락탐류 등의 블록제로 봉쇄한 블록드 다관능 이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 다관능 이소시아네이트 화합물은 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 그 중에서도, 피막의 황변색을 방지하기 위해서, 방향환에 직접 결합한 이소시아네이트기를 갖지 않는 무황변성 다관능 이소시아네이트 화합물이 바람직하다.
상기 멜라민 화합물로서는, 예를 들어 디메틸올멜라민, 트리메틸올멜라민, 테트라메틸올멜라민, 펜타메틸올멜라민, 이소부틸에테르형 멜라민, 헥사메틸올멜라민, n-부틸에테르형 멜라민, 부틸화벤조구아나민 등을 들 수 있다.
상기 아미노플라스트 수지로서는, 예를 들어 알킬에테르화 멜라민 수지, 요소 수지, 벤조구아나민 수지 등을 들 수 있고, 이들 아미노플라스트 수지의 단체 또는 2종 이상의 혼합물 또는 공축합물을 사용할 수 있다. 이 알킬에테르화 멜라민 수지는 아미노트리아진을 메틸올화하고, 시클로헥산올 또는 탄소수 1~6의 알칸올로 알킬에테르화하여 얻어지는 것이며, 부틸에테르화 멜라민 수지, 메틸에테르화 멜라민 수지, 메틸부틸 혼합 멜라민 수지가 대표적인 것이다. 또, 경화를 촉진시키기 위한 술폰산계 촉매, 예를 들어, 파라톨루엔술폰산 및 그 아민염 등을 사용할 수 있다.
또, 폴리머 조성물중에 대전 방지제를 함유하면 된다. 이 대전 방지제로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 알킬황산염, 알킬인산염 등의 아니온계 대전 방지제, 제4암모늄염, 이미다졸린 화합물 등의 카티온계 대전 방지제, 폴리에틸렌글리콜계, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노스테아르산에스테르, 에탄올아미드류 등의 노니온계 대전 방지제, 폴리아크릴산 등의 고분자계 대전 방지제 등이 사용된다. 그 중에서도, 대전 방지 효과가 비교적 크고, 미소 무기 충전제의 분산 상태의 안정성을 저해하지 않는 카티온계 대전 방지제가 바람직하다. 또, 이 카티온계 대전 방지제중에서도 상기 서술한 고소수성의 바인더(5)에 대한 대전 방지성을 보다 촉진시킬 수 있는 암모늄염 및 베타인이 특히 바람직하다.
상기 대전 방지제의 배합량(폴리머 조성물중의 폴리머분 100부에 대한 고형분 환산의 배합량)의 하한으로서는 0.1부가 바람직하고, 0.5부가 특히 바람직하다. 한편, 대전 방지제의 상기 배합량의 상한으로서는 10부가 바람직하고, 5부가 특히 바람직하다. 이것은 대전 방지제의 배합량이 상기 하한보다 작으면, 상기 서술한 대전 방지 효과를 충분히 발휘할 수 없을 우려가 있고, 반대로, 대전 방지제의 상기 배합량이 상기 상한을 넘으면, 대전 방지제의 배합에 의한 전광선 투과율의 저하나 강도의 저하 등의 문제가 생길 우려가 있기 때문이다.
스티킹 방지층(4)은 표면 전체면에 미세 요철형상(7)을 갖고 있다. 이 때문에, 이 광학 시트(1)를 프리즘 시트 등의 다른 광학 시트나 도광판 등의 표면에 겹쳐서 배열설치하면 미세 요철형상(7)의 볼록부 부분이 다른 광학 시트 등의 표면에 맞닿아, 광학 시트(1)의 이면(스티킹 방지층(4)측의 면) 전체면이 다른 광학 시트 표면 등과 맞닿지 않는다. 이것에 의해, 광학 시트(1)와 다른 광학 시트 등과의 스티킹이 방지되어, 액정표시장치의 화면의 휘도 불균일이 억제된다.
스티킹 방지층(4)의 평균 두께의 하한으로서는 0.5㎛로 되어 있고, 1㎛가 특히 바람직하며, 1.5㎛가 더욱 바람직하다. 한편, 스티킹 방지층(4)의 평균 두께의 상한으로서는 4㎛로 되어 있고, 3.5㎛가 특히 바람직하며, 3㎛가 더욱 바람직하다. 스티킹 방지층(4)의 평균 두께가 상기 하한보다 작으면, 후술하는 수지 및 모노머 또는 올리고머의 도포 및 경화에 의한 미세 요철형상(7)의 형성시에, 충분한 크기의 요철형상의 형성이 곤란하게 된다. 반대로, 스티킹 방지층(4)의 평균 두께가 상기 상한을 넘으면, 이 스티킹 방지층(4)에 의한 광흡수량이 증가하기 때문에, 광선투과율이 저하되어 버린다.
스티킹 방지층(4) 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)의 하한으로서는 0.03㎛로 되어 있고, 0.05㎛가 특히 바람직하며, 0.08㎛가 더욱 바람직하다. 한편, 이 산술 평균 거칠기(Ra)의 상한으로서는 0.3㎛로 되어 있고, 0.25㎛가 특히 바람직하며, 0.2㎛가 더욱 바람직하다. 스티킹 방지층(4) 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 상기 하한보다 작으면, 미세 요철형상(7)이 작아지기 때문에, 볼록부 이외의 부분도 다른 광학 시트 등의 표면과 맞닿아, 스티킹 방지 기능이 발휘되지 않을 우려가 있다. 반대로, 스티킹 방지층(4) 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 상기 상한을 넘으면, 요철형상이 거칠어져, 이면에 배열설치되는 다른 광학 시트 등 표면의 흠집생성이 생길 우려가 있다.
스티킹 방지층(4) 표면의 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)의 하한으로서는 40㎛로 되어 있고, 80㎛가 특히 바람직하며, 120㎛가 더욱 바람직하다. 한편, 이 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)의 상한으로서는 400㎛로 되어 있고, 280㎛가 특히 바람직하며, 240㎛가 더욱 바람직하다. 스티킹 방지층(4) 표면의 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)가 상기 범위의 비교적 작은 값을 취함으로써, 표면 전체면에 미세 요철형상(7)이 섬형상 또한 균일하게 형성되게 되며, 산술 평균 거칠기(Ra)가 상기 범위의 비교적 작은 값인 경우에 있어서도, 다른 광학 시트 등 표면과의 밀착(스티킹)에 의한 간섭 줄무늬 발생을 방지할 수 있다.
특히, 산술 평균 거칠기(Ra)를 비교적 작게 했을 때에, 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)를 상기 범위로 하고, 표면 전체면에 미세 요철형상(7)이 섬형상 또한 균일하게 형성됨으로써, 스티킹 방지층(4)이 프리즘 시트 표면의 띠형상의 프리즘부 정점에 접할 때에도, 띠형상 부분에 있어서 미세 요철형상(7)의 볼록부가 맞닿는 부분과 맞닿지 않는 부분을 만들어 낼 수 있다. 따라서, 당해 광학 시트(1)에 의하면, 프리즘 시트 표면(프리즘부측의 면)에 적층했을 때의 스티킹 방지 기능을 효과적으로 발휘할 수 있다.
이 거칠기 곡면 요소의 평균 길이(RSm)가 상기 하한보다 작으면, 각 볼록부의 사이즈가 작아짐으로써 맞닿는 다른 광학 시트 등의 표면의 흠집을 발생시킬 우려가 있다. 또, 프리즘 시트 표면(프리즘부측의 면)이 스티킹 방지층(4)과 접하는 경우에, 스티킹 방지층(4)과 접하는 띠형상의 프리즘부 정점에 있어서, 맞닿는 부분과 맞닿지 않는 부분이 생기지 않을 우려가 있다. 반대로, 이 거칠기 곡면 요소의 평균 길이(RSm)가 상기 상한을 넘으면 미세한 요철형상이 충분히 형성되지 않아, 볼록부 이외의 면에 있어서 다른 광학 시트 등 표면과 맞닿음으로써, 간섭 줄무늬가 생길 우려가 있다.
스티킹 방지층(4) 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)의 하한으로서는 0.2㎛가 바람직하고, 0.3㎛가 특히 바람직하며, 0.4㎛가 더욱 바람직하다. 한편, 이 10점 평균 거칠기(Rz)의 상한으로서는 1.4㎛가 바람직하고, 1㎛가 특히 바람직하며, 0.8㎛가 더욱 바람직하다. 스티킹 방지층(4) 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)가 상기 하한보다 작으면, 스티킹 방지층(4) 표면의 미세 요철형상(7)에 있어서, 볼록부 이외의 부분이 다른 광학 시트 등의 표면과 맞닿음으로써 스티킹이 생길 우려가 있다. 반대로, 이 10점 평균 거칠기(Rz)가 상기 상한보다 크면, 요철형상이 지나치게 거칠어져, 이면측에 적층되는 다른 광학 시트 등의 표면의 흠집을 발생시킬 우려가 있다.
스티킹 방지층(4)의 10점 평균 거칠기(Rz)의 산술 평균 거칠기(Ra)에 대한 비(Rz/Ra)의 하한으로서는 3이 바람직하고, 4가 특히 바람직하며, 5가 더욱 바람직하다. 한편, 이 비의 상한으로서는 10이 바람직하고, 9가 특히 바람직하며, 8이 더욱 바람직하다. 스티킹 방지층(4)의 10점 평균 거칠기(Rz)의 산술 평균 거칠기(Ra)에 대한 비(Rz/Ra)를 상기 범위로 작은 값으로 함으로써, 당해 광학 시트(1)는 높이가 비교적 균등한 요철형상을 균일하게 구비하게 된다. 따라서 당해 광학 시트(1)는 스티킹 방지층(4)의 미세 요철형상(7)에 있어서의 볼록부중에서도 특히 돌출된 부분에 힘이 집중됨으로써 생기는 다른 시트의 흠집을 방지할 수 있다. 또, 돌출된 볼록부가 예를 들어 프리즘부 정점과의 접촉 등에 의해 탈락하는 것에 의한 다른 광학 시트 등 표면의 흠집생성을 방지할 수 있다. 스티킹 방지층(4)의 10점 평균 거칠기(Rz)의 산술 평균 거칠기(Ra)에 대한 비(Rz/Ra)가 상기 하한보다 작으면, 이 미세 요철형상(7)의 충분한 형성이 곤란하게 된다. 반대로, 이 비(Rz/Ra)가 상기 상한을 넘으면, 미세 요철형상(7)에 있어서의 볼록부의 높이의 차가 현저해져, 그 부분에 힘이 집중됨으로써, 다른 광학 시트 등의 표면에 대한 흠집생성이 생길 우려가 있다.
스티킹 방지층(4) 표면의 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)의 하한으로서는 0.04㎛가 바람직하고, 0.07㎛가 특히 바람직하며, 0.1㎛가 더욱 바람직하다. 한편, 이 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)의 상한으로서는 0.4㎛가 바람직하고, 0.3이 특히 바람직하며, 0.2가 더욱 바람직하다. 당해 광학 시트(1)에 의하면, 스티킹 방지층(4) 표면의 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)가 상기 범위로 작은 값을 갖음으로써, 미세 요철형상(7)의 경사가 완만하게 형성되게 되어, 적층하는 다른 광학 시트의 흠집생성을 방지할 수 있다. 스티킹 방지층(4) 표면의 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)가 상기 하한보다 작으면, 미세 요철형상(7)의 형성이 충분하지 않기 때문에 스티킹 방지 기능이 저하될 우려가 있다. 반대로 이 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)가 상기 상한을 넘으면, 미세 요철형상(7)에 급격한 경사 부분이 생김으로써, 이 급경사 부근에서 다른 광학 시트 등 표면의 흠집생성이 생길 우려가 있다.
스티킹 방지층(4) 표면의 각 볼록부의 평균 높이(h)의 하한으로서는 0.5㎛가 바람직하고, 0.7㎛가 특히 바람직하며, 1㎛가 더욱 특히 바람직하다. 또, 이 평균 높이(h)의 상한으로서는 3㎛가 바람직하고, 2.5㎛가 더욱 바람직하며, 2㎛가 더욱 특히 바람직하다. 당해 광학 시트에 의하면, 이와 같이 스티킹 방지층(4) 표면의 각 볼록부의 평균 높이(h)를 상기한 바와 같이 비교적 작게 함으로써, 다른 광학 시트 등 표면의 흠집생성을 저감시킬 수 있고, 또 흠집이 생겼을 때의, 흠집의 깊이를 얕게 할 수 있다. 각 볼록부의 평균 높이(h)가 상기 하한보다 작으면, 충분한 스티킹 방지 기능을 발휘할 수 없다. 반대로, 이 평균 높이(h)가 상기 상한을 넘으면, 다른 광학 시트 표면의 흠집생성이 발생하고, 또, 이 생긴 흠집이 깊은 것이 될 우려가 있다. 또한, 이 평균 높이(h)는 레이저 현미경으로 소정 면적중을 관찰하여, 관찰되는 복수의 볼록부중, 높이가 높은 상위 16개의 볼록부의 평균 높이에 의해 산출된다.
스티킹 방지층(4) 표면의 각 볼록부의 평균 돌기 직경(r1)의 하한으로서는 2㎛가 바람직하고, 2.5㎛가 특히 바람직하며, 3㎛가 더욱 특히 바람직하다. 한편, 이 평균 돌기 직경(r1)의 상한으로서는 5㎛가 바람직하고, 4.5㎛가 특히 바람직하며, 4㎛가 더욱 특히 바람직하다. 당해 광학 시트에 의하면, 이와 같이 스티킹 방지층(4) 표면의 각 볼록부의 평균 돌기 직경(r1)을 상기한 바와 같이 비교적 작게 함으로써, 다른 광학 시트 등 표면의 흠집생성을 저감시킬 수 있고, 또, 이 생긴 흠집의 흠집 폭을 좁은 것으로 할 수 있다. 각 볼록부의 평균 돌기 직경(r1)이 상기 하한보다 작으면, 충분한 스티킹 방지 기능을 발휘할 수 없다. 반대로, 이 평균 돌기 직경(r1)이 상기 상한을 넘으면, 다른 광학 시트 표면의 흠집생성을 발생시키고, 또, 이 생긴 흠집의 흠집 폭이 넓은 것이 된다. 또한, 이 평균 돌기 직경(r1)은 레이저 현미경으로 소정 면적중을 관찰하여, 관찰되는 복수의 볼록부중, 높이가 높은 상위 16개의 볼록부의 평균 돌기 직경에 의해 산출된다. 또, 돌기 직경(r1)은 볼록부의 높이(h)의 90%의 높이(0.9h)에 있어서 절단된 단면의 직경을 말하며, 각 돌기 직경의 평균은 이 페레 직경(일정 방향의 평행선으로 투영상을 끼웠을 때의 간격)으로부터 산출한다.
스티킹 방지층(4) 표면의 각 볼록부의 평균 직경(r2)의 하한으로서는 40㎛가 바람직하고, 60㎛가 특히 바람직하며, 70㎛가 더욱 특히 바람직하다. 한편 이 평균 직경(r2)의 상한으로서는 200㎛가 바람직하고, 150㎛가 특히 바람직하며, 120㎛가 더욱 특히 바람직하다. 당해 광학 시트에 의하면, 이와 같이 스티킹 방지층(4) 표면의 각 볼록부의 평균 직경(r2)을 상기한 바와 같이 비교적 크게 함으로써, 다른 광학 시트 표면에 흠집이 생겼을 때의, 흠집 깊이를 얕게 억제할 수 있다. 각 볼록부의 평균 직경(r2)이 상기 하한보다 작으면, 충분한 스티킹 방지 기능을 발휘할 수 없다. 반대로, 이 평균 직경(r2)이 상기 상한을 넘으면, 다른 광학 시트 표면에 대한 흠집생성이 발생하기 쉬워짐과 아울러, 이 흠집 깊이가 깊어져 버린다. 또한, 이 평균 직경(r2)은 레이저 현미경으로 소정 면적중을 관찰하여, 관찰되는 복수의 볼록부중, 높이가 높은 상위 16개의 볼록부의 평균 직경에 의해 산출된다. 또, 각 직경은 볼록부의 높이(h)의 5%의 높이(0.05h)에 있어서 절단된 단면의 직경을 말하고, 각 직경의 평균은 이 페레 직경(일정 방향의 평행선으로 투영상을 끼웠을 때의 간격)으로부터 산출한다.
스티킹 방지층(4) 표면의 각 볼록부의 높이비(h/r2)의 하한으로서는 1/400이 바람직하고, 1/200이 특히 바람직하며, 1/150이 더욱 특히 바람직하고, 1/120이 더욱 특히 바람직하다. 또, 이 높이비(h/r2)의 상한으로서는, 1/10이 바람직하고, 1/30이 특히 바람직하며, 1/60이 더욱 특히 바람직하고, 1/80이 더욱 특히 바람직하다. 당해 광학 시트에 의하면, 이와 같이 스티킹 방지층(4) 표면의 각 볼록부의 높이비(h/r2)를 상기한 바와 같이 작게 함으로써, 다른 광학 시트 표면의 흠집생성의 발생을 억제함과 아울러, 흠집이 생긴 경우의 흠집 자체의 크기를 작게 억제할 수 있다. 이 높이비(h/r2)가 상기 하한보다 작으면, 충분한 스티킹 방지 기능을 발휘시킬 수 없을 우려가 있다. 반대로, 이 높이비(h/r2)가 상기 상한을 넘으면, 다른 광학 시트 표면에 흠집생성이 발생하기 쉬워짐과 아울러, 이 흠집 자체의 크기가 확대된다.
또, 당해 스티킹 방지층(4) 표면의 볼록부는 이와 같이 비교적 작은 평균 높이(h), 비교적 작은 평균 돌기 직경(r1), 비교적 큰 평균 직경(r2) 및 작은 높이비(h/r2)를 구비함으로써, 이 층과 접하는 면에 있어서의 마찰력을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 스티킹 방지층(4)을 구비하는 당해 광학 시트(1)에 의하면, 이 스티킹 방지층(4) 및 이 층과 접하는 다른 광학 시트나 프리즘 시트 사이의 마찰이 높아짐으로써 슬립을 방지하고, 그 결과, 이 시트간에서 생기는 미세한 어긋남을 억제함으로써, 다른 광학 시트 또는 프리즘 시트 표면의 흠집생성을 억제할 수 있다.
스티킹 방지층(4) 표면의 볼록부의 존재 밀도의 하한으로서는 40개/mm2가 바람직하고, 60개/mm2가 특히 바람직하며, 80개/mm2가 더욱 특히 바람직하다. 또, 이 볼록부의 존재 밀도의 상한으로서는 500개/mm2가 바람직하고, 400개/mm2가 특히 바람직하며, 300개/mm2가 더욱 특히 바람직하다. 스티킹 방지층(4) 표면의 볼록부의 존재 밀도가 상기 하한보다 작으면, 충분한 스티킹 방지 기능을 발휘할 수 없게 될 우려가 있다. 반대로, 이 볼록부의 존재 밀도가 상기 상한보다 크면, 다른 광학 시트 등의 표면의 흠집생성이 생기기 쉬워진다. 또한, 이 볼록부의 존재 밀도는 레이저 현미경에 있어서 1000배로 확대하여 관찰한 시야내의 볼록부의 개수를 계측하고, 그 시야면적을 사용하여 산출한다.
또한, 상기 평균 높이(h), 평균 돌기 직경(r1), 평균 직경(r2) 및 존재 밀도를 산출할 때의 볼록부는 스티킹 방지층(4) 표면에 있어서의 높이 0.2㎛ 이상의 돌기를 말한다.
스티킹 방지층(4) 표면의 연필 경도의 하한으로서는 기재층(2)이 유리인 경우는 H가 바람직하고, 2H가 특히 바람직하다. 한편 이 연필 경도의 상한으로서는 5H가 바람직하고, 4H가 특히 바람직하다. 또, 기재층(2)이 폴리에틸렌테레프탈레이트 등 합성 수지인 경우는, 스티킹 방지층(4) 표면의 연필 경도의 하한으로서는 B가 바람직하고, HB가 특히 바람직하다. 한편 이 경우의 연필 경도의 상한으로서는 3H가 바람직하고, 2H가 특히 바람직하다. 당해 광학 시트(1)에 의하면, 스티킹 방지층(4) 표면이 상기 형상인 것에 더해, 연필 경도가 상기 범위인 것으로, 효과적으로 스티킹 방지 기능을 발휘하면서, 적층하는 다른 시트의 흠집생성을 방지할 수 있다. 스티킹 방지층(4) 표면의 연필 경도가 상기 하한보다 작으면, 미세 요철형상(7)에 있어서의 선단 등이 물러져서 깨어져 떨어져 버리고, 그 결과, 다른 광학 시트 등의 표면에 대한 흠집생성이 생길 우려가 있다. 반대로 이 연필 경도가 상기 상한을 넘으면, 높은 경도를 갖는 미세 요철형상(7) 그 자체에 의해 다른 광학 시트 등의 표면에 대한 흠집생성이 생길 우려가 있다.
이 스티킹 방지층(4)의 재질로서는 특별히 한정되지 않으며, 합성 수지 등을 사용할 수 있지만, 합성 수지 및 모노머 또는 올리고머를 용질로서 포함하는 경화성 조성물의 경화물이며, 이 경화물에 의해 표면의 미세 요철형상(7)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 용질의 조성은 적어도 막형상으로 했을 때에 층분리하는 것이 바람직하다. 이 층분리는 합성 수지와 모노머 또는 올리고머 사이에서 생겨도 되고, 그 밖의 복수의 모노머 또는 올리고머간에서 생겨도 된다. 당해 광학 시트(1)에 의하면, 상기 경화성 조성물을 도포하여 경화시킴으로써, 각 성분의 경화시의 수축률의 차에 의해 미세 요철형상(7)을 적합하게 형성할 수 있다. 이 미세 요철형상(7)은 상기한 층분리한 상태에 있어서 보다 적합하게 형성된다.
상기한 합성 수지로서는, 예를 들어 (메타)아크릴 수지, 올레핀 수지, 폴리에테르 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리실록산 수지, 폴리실란 수지, 폴리이미드 수지, 멜라민 수지 또는 불소 수지 등을 들 수 있다. (메타)아크릴 수지로서는 (메타)아크릴 모노머의 중합체 또는 공중합체, (메타)아크릴 모노머와 다른 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 모노머와의 공중합체 등을 들 수 있다. 올레핀 수지로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌?프로필렌 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 아이오노머, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 에틸렌-염화비닐 공중합체 등을 들 수 있다. 폴리에테르 수지로서는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 폴리에스테르 수지로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지 등을 들 수 있다. 수지로서는 이들 수지를 구성하는 구조 단위를 2종 이상 갖는 공중합체여도 되고, 이들 수지를 구성하는 구조 단위와 그 이외의 모노머로 이루어지는 공중합체여도 된다. 이 중에서 미세 요철형상이 바람직한 사이즈가 되며, 스티킹 방지 효과가 향상되는 관점으로부터, 아크릴 모노머의 공중합체가 바람직하다.
상기 합성 수지의 질량 평균 분자량의 하한으로서는 2,000이 바람직하고, 5,000이 보다 바람직하다. 한편, 수지의 질량 평균 분자량의 상한으로서는 100,000이 바람직하고, 50,000이 보다 바람직하다. 질량 평균 분자량이 상기 하한보다 작으면, 스티킹 방지층(4)의 미세 요철형상(7)이 작아져, 스티킹 방지 효과가 부족해질 우려가 있다. 반대로, 질량 평균 분자량이 상기 상한을 넘으면, 스티킹 방지층(4)의 미세 요철형상(7)의 경도가 지나치게 높아져, 스티킹 방지층(4)에 부착되는 다른 광학 시트 등 표면의 흠집생성이 생길 우려가 있다.
상기 올리고머로서는 상기한 합성 수지의 저분자량의 것을 들 수 있다. 올리고머로서는 반복 단위의 수가 3~10이며, 중량 평균 분자량이 8,000 이하인 것이 바람직하다. 올리고머로서는 이들 올리고머를 구성하는 구조 단위를 2종 이상 갖는 공중합체여도 되고, 이들 올리고머를 구성하는 구조 단위와 그 이외의 모노머로 이루어지는 공중합체여도 된다.
상기 모노머로서는 중합 가능한 관능기를 갖고 있는 화합물인 한 사용할 수 있다. 중합 가능한 관능기로서는 불포화 이중 결합이 바람직하고, 중합이 용이한 점에서 (메타)아크릴로일기가 특히 바람직하다. 또, 모노머로서는 다관능성 모노머가 바람직하다. 다관능성 모노머로서는 다가 알코올 등의 (메타)아크릴레이트에스테르를 들 수 있고, 구체적으로는 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트 등이 예시된다. 이 모노머로서는 중합 가능한 관능기 이외의 관능기, 예를 들어, 우레탄기, 이소시아누레이트기, 우레아기, 카보네이트기, 아미드기, 에스테르기, 카르복실기, 이미노기, 아미노기, 에테르기, 히드록실기 등을 분자내에 갖고 있어도 된다. 또, 모노머는 불소, 염소 등의 할로겐, 규소, 유황, 인 등의 원자를 갖고 있어도 된다.
상기 용질인 합성 수지, 올리고머 및 모노머는 각각 서로 반응하는 관능기를 갖고 있는 것이 바람직하다. 각각의 성분이 이와 같은 관능기를 갖고 있는 것에 의해, 얻어지는 스티킹 방지층(4)의 강도가 올라가 내구성을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 반응하는 관능기의 조합으로서는, 예를 들어 에틸렌성 불포화기와 에틸렌성 불포화기, 활성수소를 갖는 관능기(수산기, 아미노기, 티올기, 카르복실기 등)와 에폭시기, 활성수소를 갖는 관능기와 이소시아네이트기, 활성수소를 갖는 관능기와 활성수소를 갖는 관능기, 실라놀기와 실라놀기, 실라놀기와 에폭시기, 활성메틸렌기와 아크릴로일기, 옥사졸린기와 카르복실기 등을 들 수 있다. 이 중에서, 성분간의 강고한 결합이 생성됨으로써, 얻어지는 스티킹 방지층(4)의 강도가 향상되는 점에서, 서로 반응하는 관능기로서는 에틸렌성 불포화기와 에틸렌성 불포화기의 조합이 바람직하다.
또, 상기 용질로서는 합성 수지와, 모노머 또는 올리고머와, 극성기를 갖는 모노머 또는 올리고머의 3성분을 함유하는 것이 바람직하다. 이 스티킹 방지층(4)이 이러한 성분을 함유하는, 특히 극성기를 갖는 모노머 또는 올리고머가 함유됨으로써, 수지경화물의 상분리가 촉진되어, 미세 요철형상(7)이 효과적으로 발현되어, 스티킹 방지층(4)의 효과가 향상된다. 당해 극성기로서는 예를 들어 우레탄기, 이소시아누레이트기, 우레아기, 카보네이트기, 아미드기, 에스테르기, 카르복실기, 산무수물기, 에테르기, 에폭시기, 이미노기, 아미노기, 히드록실기 등을 들 수 있다. 극성기를 갖는 것 모노머 또는 올리고머의 구체예로서는, 우레탄(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 상분리가 일어나기 쉽고, 미세 요철형상(7)이 효과적인 형상으로 발현되며, 스티킹 방지 효과가 향상되는 점에서, 우레탄(메타)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
또한, 상기 용질의 3성분의 조합으로서는 도포, 경화시에 바다-섬-호수의 상구조를 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 조합으로 함으로써, 도막 두께가 얇은 경우라도 형성되는 미세 요철형상(7)이 비교적 커지고, 스티킹 방지 효과가 커진다.
다음에, 당해 광학 시트(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 당해 광학 시트(1)의 제조 방법으로서는, 일반적으로는 (a) 바인더(5)를 구성하는 폴리머 조성물에 광확산제(6)를 혼합함으로써 광학층용 도공액을 제조하는 공정과, (b) 이 광학층용 도공액을 기재층(2)의 표면에 도공함으로써 광학층(3)을 적층하는 공정과, (c) 수지 및 모노머 또는 올리고머를 용질로서 포함하는 경화성 조성물을 조정함으로써 스티킹 방지층용 도공액을 제조하는 공정과, (d) 이 스티킹 방지층용 도공액을 기재층(2)의 이면에 도포함으로써 스티킹 방지층(4)을 적층하고, 경화시킴으로써 이 표면에 미세 요철형상(7)을 형성하는 공정을 갖는다.
(c)공정에 있어서의 경화성 조성물은 상기 서술한 각 용질 성분(합성 수지 및 모노머 또는 올리고머)에 더해, 용제 및 중합 개시제 등이 배합되어 있다.
상기 용제로서는, 예를 들어 에테르류, 디에틸렌글리콜알킬에테르류, 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노알킬에테르류, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노알킬에테르프로피오네이트류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 에스테르류 등을 들 수 있다.
이들 용제로서는,
에테르류로서, 예를 들어 테트라히드로푸란 등;
디에틸렌글리콜알킬에테르류로서, 예를 들어 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 등;
에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류로서, 예를 들어 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등;
프로필렌글리콜모노알킬에테르류로서, 예를 들어 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등;
프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류로서, 예를 들어 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등;
프로필렌글리콜모노알킬에테르프로피오네이트류로서, 예를 들어 프로필렌글리콜모노메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르프로피오네이트 등;
방향족 탄화수소류로서, 예를 들어 톨루엔, 크실렌 등;
케톤류로서, 예를 들어 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 2-헵타논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논 등;
에스테르류로서, 예를 들어 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산i-프로필, 아세트산부틸, 2-히드록시프로피온산에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산메틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 히드록시아세트산메틸, 히드록시아세트산에틸, 히드록시아세트산부틸, 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산프로필, 락트산부틸, 3-히드록시프로피온산메틸, 3-히드록시프로피온산에틸, 3-히드록시프로피온산프로틸, 3-히드록시프로피온산부틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산메틸, 메톡시아세트산메틸, 메톡시아세트산에틸, 메톡시아세트산프로필, 메톡시아세트산부틸, 에톡시아세트산메틸, 에톡시아세트산에틸, 에톡시아세트산프로필, 에톡시아세트산부틸, 프로폭시아세트산메틸, 프로폭시아세트산에틸, 프로폭시아세트산프로필, 프로폭시아세트산부틸, 부톡시아세트산메틸, 부톡시아세트산에틸, 부톡시아세트산프로필, 부톡시아세트산부틸, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-메톡시프로피온산부틸, 2-에톡시프로피온산메틸, 2-에톡시프로피온산에틸 등을 각각 들 수 있다. 이들 용제는 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 중합 개시제로서는,
예를 들어 아세토페논, 아세토페논벤질케탈, 안트라퀴논, 1-(4-i-프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 카르바졸, 키산톤, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 1,1-디메톡시데옥시벤조인, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 티옥산톤계 화합물, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-2-온, 2-(4-메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 트리페닐아민, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리-메틸펜틸포스핀옥사이드, 벤질디메틸케탈, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 플루오레논, 플루오렌, 벤즈알데히드, 벤조인에틸에테르, 벤조인프로필에테르, 벤조페논, 벤조페논 유도체, 미히라케톤, 3-메틸아세토페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 에타논-1-〔9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일〕-1-(O-아세틸옥심), 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 1-히드록시-시클로헥실-페닐케톤 등을 들 수 있다. 이와 같은 래디컬 발생제는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 또는 2종 이상을 조합시켜 사용할 수 있다.
(d)공정에 있어서의 경화 방법으로서는 열경화나 방사선 경화 등 조성물의 조성에 맞추어 공지의 방법을 사용할 수 있다. 사용되는 방사선으로서는 예를 들어 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등을 사용할 수 있다. 이들 방사선 중에서도 파장이 190~450nm의 범위에 있는 방사선이 바람직하다.
당해 광학 시트(1)에 의하면, 스티킹 방지층(4)의 표면 전체면에 상기 성상의 미세 요철형상(7)을 갖기 때문에, 이 완만하고 또한 균등하게 형성되는 미세 요철형상(7)의 볼록부가 이 스티킹 방지층(7)측에 겹쳐져 배열설치되는 다른 광학 시트 등과의 스티킹을 방지하고, 또한 다른 광학 시트 등의 표면의 흠집생성을 방지할 수 있다. 또한, 당해 광학 시트(1) 자체를 감거나, 겹치거나 함으로써, 당해 광학 시트(1)끼리가 서로 스쳐도, 서로 흠짐을 생성하거나, 블로킹하는 것이 방지된다.
따라서, 도 2(a)에 도시한 바와 같은 램프(21), 도광판(22), 프리즘 시트(24) 및 광확산 시트(25)를 구비하고, 램프(21)로부터 발해지는 광선을 분산시켜 표면측으로 이끄는 액정표시장치용의 백라이트 유닛(20)에 있어서, 광확산 시트(25)로서 상기 광학 시트(1)를 사용하면, 광학 시트(1)의 양호한 스티킹 방지성 및 흠집 방지성에 의해 프리즘 시트(24) 표면의 스티킹 및 흠집생성이 저감되고, 그 결과, 간섭 줄무늬의 발생이나 흠집생성에 의한 휘도 불균일의 발생이 저감되어, 품질이 높아진다.
특히 당해 광학 시트(1)는 스티킹 방지층(4)이 상기한 표면 성상을 구비하고 있기 때문에, 이와 같이 프리즘 시트(24)의 표면에 적층되는 경우에 있어서, 스티킹 방지층(4)과 프리즘 시트 표면의 띠형상의 프리즘부 정점이 접할 때에도, 띠형상 부분에 있어서 맞닿는 부분과 맞닿지 않는 부분을 만들어 낼 수 있다. 따라서, 당해 광학 시트(1)에 의하면, 프리즘 시트(24) 표면(프리즘부측의 면)에 대한 스티킹 방지 기능을 효과적으로 발휘할 수 있다. 또, 당해 광학 시트(1)에 있어서의 미세 요철형상(7)은 프리즘 시트(24)의 프리즘부 정점과의 접촉에 있어서도 이탈하기 어려운 형상으로 되어 있다. 따라서, 프리즘 시트의 표면측에 광학 시트(1)를 구비하는 당해 백라이트 유닛에 있어서도, 높은 스티킹 방지 기능 및 흠집 방지 기능이 충분히 발휘되어, 당해 백라이트 유닛은 고품질을 구비할 수 있다.
또, 당해 백라이트 유닛은 광학 시트(1)를 프리즘 시트 등의 다른 광학 시트의 표면에 적층할 수도 있고, 도광판의 표면에 적층할 수도 있다. 이와 같은 본 발명의 백라이트 유닛에 있어서는, 광학 시트(1)의 스티킹 방지층(4)의 면과, 이 면과 접하는 다른 광학 시트 또는 도광판의 표면과의 사이의 동마찰 계수를 비교적 크게 할 수 있다. 이 동마찰 계수의 하한으로서는 0.4가 바람직하고, 0.5가 특히 바람직하며, 0.55가 더욱 특히 바람직하다. 또, 이 동마찰 계수의 상한으로서는 실용적인 관점으로부터 0.8이 바람직하고, 0.7이 특히 바람직하다. 당해 백라이트 유닛에 의하면, 이와 같이 광학 시트(1)의 스티킹 방지층(4)의 면과, 이 면과 접하는 다른 광학 시트 또는 도광판의 표면의 동마찰 계수가 높은 것으로, 이 사이의 슬립을 방지할 수 있고, 이 슬립에 의해 생기는 다른 광학 시트 또는 프리즘 시트 표면의 흠집 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 시트는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 프리즘 시트(굴절성 광학 시트), 마이크로렌즈 시트, 편광 시트, 반사 편광 시트, 반사 시트, 위상차 시트, 시야 확대 시트 등의 다른 형태의 광학 시트의 하나의 면에 상기 스티킹 방지층을 구비하는 것도 가능하다. 하나의 면(광학층과는 반대측의 면)에 적층되는 스티킹 방지층에 의해, 이들 각종 형태의 광학 시트에 흠집 방지성 및 스티킹 방지성을 부여할 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 상세하게 서술하는데, 본 실시예의 기재에 기초하여 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다.
[실시예 1]
폴리에스테르폴리올을 기재 폴리머로 하는 바인더 수지 배합물(토요보우세키(주)의 「바이론」) 100부, 평균 입자 직경이 20nm인 콜로이달실리카(후소카가쿠코교(주)의 「PL-1」) 50부, 경화제(니혼폴리우레탄(주)의 「콜로네이트 HX」) 5부 및 광안정화제(오오츠카카가쿠(주)의 「PUVA-1033」) 5부를 포함하는 폴리머 조성물중에, 평균 입자 직경 15㎛의 아크릴계 수지 비즈(세키스이카세이힌코교(주)의 「MBX-15」) 50부를 혼합하여 도공액을 제작하고, 이 도공액을 롤코트법에 의해 두께 100㎛의 투명 폴리에스테르제의 기재층(토요보우세키(주)의 「A-4300」)의 표면에 15g/m2(고형분 환산) 도공하고, 경화시킴으로써 광학층을 형성했다.
또, 스티킹 방지층용 도공액으로서 아크릴 수지 0.6질량부, 다관능 불포화 이중 결합 함유 모노머인 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 41.9질량부, 우레탄아크릴레이트 57.7질량부, 중합 개시제인 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온(시바게이지사제 「IRGACURE 907」) 7질량부 및 1-히드록시-시클로헥실-페닐케톤(시바게이지사제 「IRGACURE 184」) 3질량부를 메틸에틸케톤(MEK)과 메틸이소부틸케톤(MIBK)의 혼합 용매(혼합비:MEK/MIBK=1:1질량비)에 혼합시켜, 불휘발 성분율을 50질량%가 되도록 조제했다. 이 도공액을 상기 기재층의 이면에, 바코터를 사용하여 코트 두께 2g/m2로 바코트 도포했다. 이것을 80℃에서 1분간 건조하여 용제를 제거 건조하고, 얻어진 도막을 초고압 수은 등으로 자외선 400mJ/cm2의 조사 에너지가 되도록 노광하여 경화시킴으로써 평균 두께가 2.8㎛의 스티킹 방지층을 형성했다. 이것에 의해 실시예 1의 광학 시트를 얻었다.
[실시예 2]
스티킹 방지층용의 도공액의 도공량을 0.5g/m2(고형분 환산)로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스티킹 방지층의 평균 두께가 0.7㎛의 실시예 2의 광학 시트를 얻었다.
[실시예 3]
스티킹 방지층용의 도공액의 도공량을 1g/m2(고형분 환산)로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스티킹 방지층의 평균 두께가 1.4㎛의 실시예 3의 광학 시트를 얻었다.
[실시예 4]
스티킹 방지층용의 도공액의 도공량을 1.5g/m2(고형분 환산)로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스티킹 방지층의 평균 두께가 2.1㎛의 실시예 4의 광학 시트를 얻었다.
[실시예 5]
스티킹 방지층용의 도공액의 도공량을 2.5g/m2(고형분 환산)로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스티킹 방지층의 평균 두께가 3.5㎛의 실시예 5의 광학 시트를 얻었다.
[비교예 1]
스티킹 방지층용의 도공액으로서 우레탄아크릴레이트를 배합하지 않고(다른 성분은 마찬가지로 배합), 이 도공액을 롤코트법에 의해 상기 기재층의 이면에 2g/m2(고형분 환산) 도공한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스티킹 방지층의 평균 두께가 2.8㎛의 비교예 1의 광학 시트를 얻었다.
[비교예 2]
스티킹 방지층용의 도공액의 도공량을 3g/m2로 한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여, 스티킹 방지층의 평균 두께가 4.2㎛의 비교예 2의 광학 시트를 얻었다.
[비교예 3]
폴리에스테르폴리올을 기재 폴리머로 하는 바인더 수지 배합물(토요보우세키(주)의 「바이론」) 100부, 평균 입자 직경이 20nm의 콜로이달실리카(후소카가쿠코교(주)의 「PL-1」) 50부, 경화제 (니혼폴리우레탄(주)의 「콜로네이트 HX」) 5부 및 광안정화제(오오츠카카가쿠(주)의 「PUVA-1033」) 5부를 포함하는 폴리머 조성물중에, 평균 입자 직경 5㎛의 아크릴계 수지 비즈(세키스이카세이힌코교(주)의 「MBX-5」) 10부를 혼합하여 도공액을 제작하고, 이 도공액을 롤코트법에 의해 상기 기재층의 이면에 2g/m2(고형분 환산) 도공하고, 경화시킴으로써 스티킹 방지층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 스티킹 방지층의 평균 두께가 3.0㎛의 비교예 3의 광학 시트를 얻었다.
[특성의 평가]
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 광학 시트를 사용하여, 표면 성상의 산술 평균 거칠기(Ra), 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm), 10점 평균 거칠기(Rz), 자승 평균 평방근 거칠기(Rq) 및 연필 경도를 측정하고, 또, 이들 광학 시트를 백라이트 유닛에 편입했을 때의 정면 휘도, 및 광학 시트가 미치는 다른 광학 시트에 대한 영향(밀착성, 간섭 줄무늬의 발생, 흠집의 발생)을 평가했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
표면 성상의 「산술 평균 거칠기(Ra)」 및 「10점 평균 거칠기(Rz)」는 JIS B0601-1994에 준하고, 「거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)」 및 「자승 평균 평방근 거칠기(Rq)」는 JIS B0601-2001에 준하며, 컷오프(λc) 2.5mm, 평가 길이 12.5mm로 하여, 가부시키가이샤 도쿄세이미츠제의 촉침식 표면 거칠기 측정기 「서프컴 470A」를 사용하여 측정했다. 「연필 경도」는 JIS K5400의 시험 방법 8.4에 준하여 측정했다.
또, 광학 시트를 백라이트 유닛에 편입했을 때의 정면 휘도, 및 광학 시트가 미치는 다른 광학 시트에 대한 영향(밀착성, 간섭 줄무늬의 발생)은 이들 광학 시트를 실제로 에지 라이트형 백라이트 유닛에 편입시켜(광학 시트로서는 도광판의 표면에 적층한 케이와(주)제의 프리즘 시트 H505, 및 이 표면에 적층한 실시예 또는 비교예의 광학 시트(광확산 시트)를 사용했다.), 이하와 같이 평가했다.
프리즘 시트와의 밀착성은 기온 40℃, 습도 90%의 상태에서 48시간 방치한 후의 밀착성을 이하의 관점에서 평가했다.
◎ : 전혀 밀착하고 있지 않음
○ : 밀착하고 있는 부분도 있음
△ : 일정 정도 밀착하고 있음
× : 강하게 밀착하고 있음
간섭 줄무늬의 발생은 육안으로 이하의 관점에서 평가했다.
◎ : 전혀 간섭 줄무늬가 발생하고 있지 않음
○ : 주시해 보면 약간 간섭 줄무늬를 확인할 수 있음
△ : 주시하지 않더라도 간섭 줄무늬를 확인할 수 있음
× : 확실하게 간섭 줄무늬를 확인할 수 있음
흠집의 발생은 이들 광학 시트의 스티킹 방지층과, 케이와(주)제의 프리즘 시트 H505의 표면(프리즘부측의 면)을 100회 서로 문지른 후의 프리즘부의 흠집의 유무를 현미경으로 관찰하고, 이하의 관점에서 평가했다.
◎ : 전혀 흠집이 관측되지 않음
○ : 약간의 흠집이 관측됨
△ : 흠집이 관측됨
× : 확실히 흠집이 관측됨
Figure 112010075451377-pat00001
상기 표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 5의 광학 시트는 백라이트 유닛에 편입했을 때에 높은 정면 휘도를 갖는 것에 더해, 다른 광학 시트와의 밀착성이나 간섭 줄무늬의 발생을 억제하며, 또한 다른 광학 시트 표면의 흠집생성을 저감시키고 있는 것이 나타나 있다. 특히, 10점 평균 거칠기(Rz)의 산술 평균 거칠기(Ra)에 대한 비(Rz/Ra)의 값을 억제함으로써, 밀착성, 간섭 줄무늬 및 흠집의 발생이 저감되고 있는 것을 알 수 있다.
[실시예 6~12]
실시예 1에 있어서, 스티킹 방지층용 도공액의 성분인 아크릴 수지, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 및 우레탄아크릴레이트의 배합량을 하기 표 2에 나타내는 바와 같이 하고, 스티킹 방지층용 도공액의 불휘발 성분율을 60질량%가 되도록 하며, 또한 형성되는 스티킹 방지층의 평균 두께가 2㎛가 되도록 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 6 내지 12의 광학 시트를 얻었다.
[특성의 평가]
상기 얻어진 실시예 6 내지 12의 광학 시트에 대해서, 상기와 마찬가지로, 표면 성상의 산술 평균 거칠기(Ra), 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm), 10점 평균 거칠기(Rz), 자승 평균 평방근 거칠기(Rq) 및 연필 경도를 측정하고, 또, 이들 광학 시트를 백라이트 유닛에 편입했을 때의 정면 휘도, 및 광학 시트가 미치는 다른 광학 시트에 대한 영향(밀착성, 간섭 줄무늬의 발생, 흠집의 발생)을 상기 평가 기준에 따라 평가했다. 덧붙여서, 스티킹 방지층 표면의 각 볼록부의 평균 높이(h), 평균 돌기 직경(r1), 평균 직경(r2), 및 존재 밀도를 측정했다. 각 볼록부에 대한 측정에는 레이저 현미경 「VK-8500」(키엔스사제)을 사용했다. 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
Figure 112010075451377-pat00002
상기 표 2의 결과로부터, 광학 시트를 형성하는 성분의 배합량비를 바꿈으로써, 높은 정면 휘도 및 흠집 방지성을 유지하면서, 스티킹 방지층의 표면 성상을 조정할 수 있고, 적층시키는 다른 광학 시트 등에 맞추어 설계함으로써, 밀착 방지성 등을 더욱 향상시킬 수 있는 것이 나타났다.
이상과 같이, 본 발명의 광학 시트는 액정표시장치의 백라이트 유닛의 구성 요소로서 유용하며, 특히 투과형 액정표시장치에 적합하게 사용할 수 있다.
1…광학 시트 2…기재층
3…광학층 4…스티킹 방지층
5…바인더 6…광확산제
7…미세 요철형상

Claims (6)

  1. 투명한 기재층과, 이 기재층의 일방의 면측에 적층되는 광학층과, 기재층의 타방의 면측에 적층되는 스티킹 방지층을 구비하고, 이 스티킹 방지층의 표면 전체면에 미세 요철형상을 갖는 광학 시트로서,
    상기 스티킹 방지층의 평균 두께가 0.5㎛ 이상 4㎛ 이하이며,
    상기 스티킹 방지층 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.05㎛ 이상 0.3㎛ 이하, 거칠기 곡선 요소의 평균 길이(RSm)가 40㎛ 이상 400㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스티킹 방지층 표면의 미세 요철형상이 합성 수지 및 모노머 또는 올리고머를 용질로서 포함하는 경화성 조성물을 도포하여 경화시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스티킹 방지층 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)의 산술 평균 거칠기(Ra)에 대한 비(Rz/Ra)가 3 이상 10 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스티킹 방지층 표면의 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)가 0.04㎛ 이상 0.4㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스티킹 방지층 표면의 연필 경도가 B 이상 5H 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  6. 램프로부터 발해지는 광선을 분산시켜 표면측으로 이끄는 액정표시장치용의 백라이트 유닛에 있어서,
    제 1 항에 기재된 광학 시트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용의 백라이트 유닛.
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