KR101161659B1 - 직하형 백라이트용 이방성 확산 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고휘도, 고균제도 및 고생산성을 겸비한 신규 이방성 확산 필름으로, 특히 직하형 백라이트 등, 액정표시장치 등의 평면표시장치에 사용되는 면광원용으로서 바람직한 이방성 확산 필름에 관한 것이며, 그 특징은 기재 필름의 한쪽의 면에 볼록상 스트라이프형상 렌즈가 구성되어 이루어지는 이방성 확산 필름으로서, 상기 스트라이프방향과 수직인 면에서의 단면형상이 하기 A~C를 충족하고, 전체 광선투과율이 70%이상인 이방성 확산 필름이다.

A.단면형상의 볼록부분의 윤곽이 곡선이다.

B.단면형상의 볼록부분의 종횡비가 1이상 3이하이다.

C.단면형상의 인접하는 볼록부분의 정점간의 거리가 10㎛이상 100㎛이하이다.

Description

직하형 백라이트용 이방성 확산 필름{ANISOTROPIC DIFFUSION FILM FOR DIRECT BACKLIGHT}

본 발명은 이방성 확산 필름에 관한 것이며, 특히 액정표시장치 등의 평면표시장치에 사용되는 면광원용으로서 바람직한 이방성 확산 필름에 관한 것이다.

본 발명에 있어서 이방성 확산 필름이란, 필름면으로 수직으로 광선을 입사시켰을 때에 필름을 투과하는 확산광의 분포가 등방적이지 않은 필름을 말하는 것이다. 즉, 입사광선의 축을 포함하는 임의의 평면에 있어서의 확산광의 분포와(여기서 임의의 평면은 필름면과 수직인 관계임), 상기 평면과 수직이고 또 입사광선의 축을 포함하는 평면에 있어서의 확산광의 분포가 다른 필름을 말하는 것이다.

최근 퍼스널 컴퓨터, 텔레비젼 혹은 휴대전화 등의 표시장치로서 액정을 이용한 디스플레이가 수많이 사용되고 있다.

이들 액정 디스플레이는 그 자체는 발광체가 아니므로 이면측으로부터 면광원을 사용해서 빛을 조사함으로써 표시가 가능하게 되어 있다. 또, 면광원은 단지 빛을 조사할 뿐만 아니라 화면 전체를 균일하게 조사해야 한다는 요구에 응하기 위해, 사이드라이트형 백라이트 혹은 직하형 백라이트라고 불리는 면광원의 구조의 것이 채용되고 있다.

이들 중에서, 텔레비젼 등에 사용되고 있는 직하형 백라이트에서는 일반적으 로, 병렬로 배치된 복수의 램프와, 램프의 상면측에 유백색의 확산판이 설치되어 있고, 또한 확산 시트나 프리즘 시트 등이 적절히 배치되어 있다. 유백색의 확산판으로서는 아크릴 수지 등에 확산성의 입자를 분산시킨 확산판 등이 대표적인 것이며, 직하형 백라이트에 있어서 배면에 설치된 램프의 이미지를 저감하고, 균제도를 향상시키는 작용을 갖는다.

한편, 면광원을 보다 밝게 하는 요구(고휘도화의 요구)는 높아질 뿐이며, 그 수단으로서, 예를 들면 램프의 개수를 증가시키거나 출력을 높이는 등의 방법도 있지만, 이들 방법은 큰 비용상승의 요인으로 되어 비효율적이기도 하다.

또한, 상기의 고휘도화의 요구에 대하여 이방성 확산 필름에 관한 제안이 이루어져 있다. 구체적으로 실린드리칼 렌즈부를 스트라이프형상으로 구비한 것(특허문헌1 참조)이나, 봉형상의 기포를 분산시킨 것(특허문헌2 참조), 혹은 세로로 나뉘어진 방추(紡錘)형상을 구비한 것(특허문헌3 참조) 등이 제안되어 있다.

[특허문헌1:일본 특허공개 2002-62528호 공보]

[특허문헌2:일본 특허공개 2002-98810호 공보]

[특허문헌3:일본 특허공개 2002-107510호 공보]

그러나 종래의 유백색의 확산판이나 상기의 제안 중 어느 것에 있어서나, 특히 직하형 백라이트에 있어서 충분히 높은 휘도와 균제도를 겸비하고 있지 않고, 또 생산성과 비용을 고도로 양립시킬 수 없는 것이 실상이다.

본 발명의 목적은 이들 점을 감안하여 고휘도, 고균제도 및 고생산성을 겸비한 신규 이방성 확산 필름을 제공하는 것에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 이방성 확산 필름은 다음의 구성을 갖는 것이다.

즉, 기재 필름의 한쪽의 면에 볼록상 스트라이프형상 렌즈가 구성되어 이루어지고, 상기 스트라이프방향과 수직인 면에서의 단면형상이 하기 A~C를 충족하며, 전체 광선투과율이 70%이상인 이방성 확산 필름이다.

A.단면형상의 볼록부분의 윤곽이 곡선이다.

B.단면형상의 볼록부분의 종횡비가 1이상 3이하이다.

C.단면형상의 인접하는 볼록부분의 정점간의 거리가 10㎛이상 100㎛이하이다.

본 발명에 의하면 고휘도, 고균제도, 고생산성을 겸비한 신규 이방성 확산 필름이 얻어진다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 이방성 확산 필름의 개략 단면사시도를 나타낸다.

도 2는 도 1의 이방성 확산 필름과는 다른 별도의 일실시형태인 본 발명에 따른 이방성 확산 필름의 개략단면도를 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 기재 시트

2 : 볼록상 스트라이프형상 렌즈

3 : 볼록상 스트라이프형상 렌즈의 볼록부분

본 발명의 이방성 확산 필름은 기재 필름의 한쪽의 면에 볼록상 스트라이프형상 렌즈가 구성되어 이루어지는 것을 기본구조로 하여 이루어지는 것이다. 그리고 상기 볼록상 스트라이프형상 렌즈부분은 스트라이프의 방향과 수직인 면에서의 단면형상이 하기 A, B, C의 3요건을 충족시키는 것이며, 전체 광선투과율이 70%이상인 것이다.

A.단면형상의 볼록부분의 윤곽이 곡선이다.

B.단면형상의 볼록부분의 종횡비가 1이상 3이하이다.

C.단면형상의 인접하는 볼록부분의 정점간의 거리가 10㎛이상 100㎛이하이다.

본 발명의 이방성 확산 필름의 개략 단면사시도를 도 1에 나타낸다. 도 1에 있어서 부호 1은 기재 시트이며, 그 위에 부호 2의 볼록상 스트라이프형상 렌즈가 형성되어 있고, 부호 3은 볼록상 스트라이프형상 렌즈의 볼록부분이다.

본 발명에 있어서, 볼록상 스트라이프형상 렌즈 구성부분의 단면의 볼록부분의 종횡비는 1이상 3이하인 것이 필요하다.

여기서 「볼록상 스트라이프형상 렌즈」란, 그 단면에 복수의 볼록부분이 늘어서 있고, 상기 볼록부분의 윤곽이 기본적으로 곡선, 바람직하게는 반원형상(원호형상) 혹은 반타원형상의 곡선을 형성하고 있는 것이다.

또한, 본 발명에 있어서 「종횡비」란, 단면의 볼록부분의 정점간 거리의 절 반의 간격(a)과 볼록부분의 높이(b)의 비(b/a)이다. 즉, 볼록상 스트라이프형상 렌즈 구성부분의 단면의 볼록부분의 정점간 거리는 a의 2배인 관계로 되어, 도 1에서는 상기 정점간 거리를 2a로 표기하고 있다. 종횡비는, 바람직하게는 1.5이상 2.5이하이다. 종횡비를 상기 범위로 함으로써, 직하형 백라이트에 있어서 충분히 높은 휘도와 균제도를 부여할 수 있게 된다.

이 종횡비가 1미만으로 되면, 균제도 향상의 효과가 부족해져 직하형 백라이트 부재로서 사용하는 것이 어렵게 된다. 또, 종횡비가 3을 넘으면, 후방산란광 및 사이드로의 빛의 누설이 커지고, 휘도가 저하되므로 직하형 백라이트 부재로서 사용하는 것이 어렵게 된다.

또한, 본 발명에 있어서는 볼록부분의 정점간 거리(2a)가 10㎛이상 100㎛이하인 것이 필요하고, 바람직하게는 20㎛이상 50㎛이하이다.

이 볼록부분의 정점간 거리(2a)가 10㎛보다 작으면, 분광에 의한 색편차의 발생이나 액정 셀과의 무아레가 생기기 쉬워져 백라이트 부재로서 사용하는 것이 어렵게 된다. 또, 상기 볼록부분의 정점간 거리(2a)가 100㎛를 초과하면, 스트라이프 렌즈의 두께가 필요이상으로 두꺼워져, 필름의 휘어짐이나 컬에 의한 평면성의 악화나 저생산성, 고비용의 원인이 되므로 바람직하지 않다.

또한, 본 발명에 있어서 도 2에 예시하는 볼록상 스트라이프형상 렌즈의 인접하는 볼록부분간의 평탄부의 거리(c)는 3㎛이하인 것이 확산효율을 높이고, 높은 균제도를 얻는 점에서 바람직하며, 보다 바람직하게는 2㎛이하이고, 가장 바람직하게는 1.5㎛이하이다. 상기 거리(c)가 3㎛보다 크면, 직진으로 투과되는 광량이 커 지고, 확산성이 저하되어 확산 필름으로서의 빛을 확산시키는 성능이 작아져 버리므로 용도에 따라서는 바람직하지 않다.

또한, 도 2와 같이 인접하는 볼록부분 사이에 평탄부가 있을 경우, 상기 종횡비는 {b/(a-(c/2))}로 나타내어지는 값이다.

또한, 본 발명에 있어서, 이방성 확산 필름은 A/B, A/B/A 등과 같이 폴리머 골격이나 유리전이온도, 융점 등이 다른 2개의 층A과 층B로 이루어지는 적층구성으로 해도 되고, 특히 A/B의 구성에서 층A 또는 층B 중 어느 하나의 층에 볼록형상을 부여하는 것이 바람직하다. 이러한 적층구성으로 한 것의 경우, 상술한 전체 광선투과율은 그 적층구성의 전체에서 측정값이 구해지는 것이다.

상술한 본 발명의 이방성 확산 필름에 있어서 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 실질적으로 폴리에스테르로 구성되어서 이루어지는 것이다.

본 발명의 이방성 확산 필름을 구성시킬 때에, 바람직한 것으로서 사용되는 폴리에스테르는 주쇄 중의 주요 결합을 에스테르 결합으로 하는 고분자 화합물의 총칭이며, 통상 디카르복실산 성분과 글리콜 성분을 중축합 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 여기서 디카르복실산 성분으로서는, 예를 들면 텔레프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 이소프탈산, 디페닐디카르복실산, 디페닐술폰디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 5-나트륨술폰디카르복실산, 프탈산 등의 방향족 디카르복실산, 옥살산, 숙신산, 아디핀산, 세바신산, 다이머산, 말레인산, 푸말산 등의 지방족 디카르복실산, 시클로헥산디카르복실산 등의 지환족 디카르복실산, 및 파라옥시 안식향산 등의 옥시카르복실산 등을 들 수 있다. 또 글리콜 성분으로서는, 예를 들면 에 틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 네오펜틸글리콜 등의 지방족 글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜이나 폴리프로필렌글리콜 등의 폴리옥시알킬렌글리콜, 시클로헥산디메탄올 등의 지환족 글리콜, 비스페놀A, 비스페놀S 등의 방향족 글리콜 등이 예시된다.

또한, 본 발명의 이방성 확산 필름을 구성시킬 때에 바람직한 것으로서 사용되는 폴리에스테르는, 상기와 같은 디카르복실산 성분 및/또는 글리콜 성분을 2종이상 사용한 폴리에스테르 공중합체여도 된다.

본 발명의 이방성 확산 필름에 있어서 그 기재 필름은, 바람직하게는 실질적으로 폴리에스테르로 구성되는 것이지만, 필름에 차지하는 폴리에스테르의 비율은 90질량%이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 95질량%이상이다. 폴리에스테르의 비율이 90질량%이상인 것에 의해 내열성과 장기 안정성이 보다 뛰어난 필름이라고 할 수 있다. 이하, 이러한 실질적으로 폴리에스테르로 구성되는 필름을 간단히 폴리에스테르 필름이라고 한다.

또한, 확산성을 보조적으로 제어하기 위해 기재 필름에 폴리에스테르 필름을 사용할 경우에는, 상기 폴리에스테르 필름은 다른 폴리머나 입자 등을 함유하고 있어도 된다. 상기 폴리머나 입자로서는 유기 실리콘 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지 등의 열가소성 수지, 유리, 실리카, 황산바륨, 산화티타늄, 황산마그네슘, 탄산마그네슘 및 탄산칼슘 등의 무기미립자 등을 예시할 수 있다.

본 발명에 있어서, 기재 필름에 바람직하게는 폴리에스테르 필름을 사용하 고, 또한 상기 폴리에스테르 필름에 입자를 첨가하는 것은 이활성이나 내블로킹성이 향상되는 점에서 바람직하며, 첨가하는 입자로서는 무기입자나 유기입자 등을 사용할 수 있다.

무기입자로서는, 예를 들면 실리카, 콜로이달실리카, 알루미나, 알루미나졸, 카올린, 탤크, 마이카 및 탄산칼슘 등을 사용할 수 있다. 사용되는 무기입자의 평균입경은 0.005~5㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01~3㎛이며, 특히 바람직하게는 0.02~2㎛이다. 평균입경이 0.005㎛미만이면 이활성이나 내블로킹성의 효과가 충분히 발현되지 않는 경우가 있다. 또, 평균입경이 5㎛를 넘으면 광학적인 결점으로서 인식되거나, 불필요한 확산, 투과율의 저하가 일어나는 경우가 있다.

기재 필름에 폴리에스테르 필름을 사용할 경우, 상기 폴리에스테르 필름은 장기 안정성 등이나 내열성의 점에서 60℃이상의 유리전이온도를 나타내는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 유리전이온도는 보다 바람직하게는 70℃이상이며, 특히 바람직하게는 80℃이상을 나타내는 것을 사용하는 것이다. 이들의 이유는, 유리전이온도가 60℃미만이 되면, 장기보관한 후의 투과율이나 이방성이 변화되어 충분한 특성이 발현되지 않는 문제 등이 발생할 가능성이 있기 때문이다. 또, 폴리에스테르의 연신성, 생산성, 내열성과 성형성의 균형의 점에서 유리전이온도는 150℃이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서 볼록상 스트라이프형상 렌즈를 구성하는 수지가 폴리에스테르인 것이 생산성이나 열 임프린트(열 엠보스)공정을 채용하는 점에서 바람직하다.

또한, 볼록상 스트라이프형상 렌즈를 구성하는 수지로서 아크릴 수지나 에폭시 수지, 우레탄 수지 등을 기재 필름상에 코트하면, 자외선을 이용한 광 임프린트(코트 수지에 금형 전사시키면서 자외선 조사에 의해 수지를 경화시킴)를 채용할 수도 있고, 또 열 임프린트와 광 임프린트를 조합한 방법도 채용할 수 있다.

상기 볼록상 스트라이프형상 렌즈를 구성하는 수지로서는 구체적으로는 투명한 것이 바람직하고, 수지로서는 상술한 폴리에스테르 수지나, 폴리(메타)아크릴산이나 폴리(메타)아크릴산에스테르 등의 아크릴 수지나 그 공중합체, 에폭시나 그 공중합체나 에폭시우레탄 수지 등의 에폭시 수지, 우레탄계 수지 중 어느 하나, 혹은 그들의 혼합성분으로 이루어지는 것이 바람직하고, 자외선 경화성 타입이어도 된다.

이들 투명 수지의 모노머나, 혹은 공중합성분으로서 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 다가알콜, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 헥산디올(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트 등이 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

자외선 경화성 타입으로서는 분자 중에 중합성 불포화결합, 또는 에폭시기를 갖는 프리폴리머, 올리고머, 및/또는 모노머를 적절히 혼합한 것 등이 있다. 자외선 경화성 수지 조성물 중의 프리폴리머, 올리고머의 예로서는, 불포화 디카르복실산과 다가알콜의 축합물 등의 불포화 폴리에스테르류, 폴리에스테르메타크릴레이 트, 폴리에테르메타크릴레이트, 폴리올메타크릴레이트, 멜라민메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트류, 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트, 폴리올아크릴레이트, 멜라민아크릴레이트 등의 아크릴레이트, 양이온 중합형 에폭시 화합물이 예시된다. 그 중에서도, 본 발명에서는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종 또는 2종이상으로 구성되어 있는 수지층이, 자외선 경화성을 구성하는 수지로서 바람직하게 예시된다.

또한, 본 발명의 이방성 확산 필름에 있어서는 볼록상 스트라이프형상 렌즈를 구성하는 면의 반대측의 면에도 각종 형상을 부여할 수 있고, 이렇게 양면에 미세형상을 부여할 경우, 열 임프린트법을 하나의 방법으로서 채용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 이방성 확산 필름은 액정 디스플레이에 구비되어 사용되므로, 액정 디스플레이의 램프가 발하는 열에 장시간 노출되어도 전체 광선투과율이 변화되기 어려운 것이 바람직하다. 그래서, 본 발명에 있어서는 80℃, 500시간에서의 열풍처리 후의 전체 광선투과율의 변화율이 3%이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2%이하이다. 여기서, 상기 변화율은 처리 전의 전체 광선투과율을 Tb, 처리 후의 전체 광선투과율을 Ta로 해서 (｜Tb-Ta｜)/Tb×100(%)으로 구해지는 값이다.

이 80℃, 500시간에서의 열풍처리 후의 전체 광선투과율의 변화율을 3%이하로 하기 위해서는, 볼록상 스트라이프형상 렌즈를 구성하는 수지가 폴리에스테르일 경우 유리전이온도가 80℃이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90℃이상, 특히 바람직하게는 100℃이상이다. 또, 고유점도가 0.7dl/g이상인 것이 결정화진행에 의한 수지의 투과율의 저하를 억제할 수 있고, 또한 열에 장시간 노출되어 수지의 취화(脆化)를 억제할 수 있으므로 바람직하다. 고유점도는 보다 바람직하게는0.8dl/g이상, 1.2dl/g이하이다.

본 발명에 있어서, 이방성 확산 필름의 두께는 필름의 탄력이나 가공성 등의 점에서 75~500㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 150~400㎛이며, 특히 바람직하게는 200~350㎛이다.

또한, 본 발명의 이방성 확산 필름에 폴리에스테르를 사용할 경우에는, 상기 폴리에스테르 중에는 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위 내에서 각종 첨가제, 예를 들면 산화방지제, 내열안정제, 내후안정제, 자외선 흡수제, 유기의 이활제, 안료, 염료, 충전제, 대전방지제 및 핵제 등이 배합되어 있어도 된다.

또한, 본 발명의 이방성 확산 필름에 폴리에스테르 필름을 사용할 경우는 투과 b값이 1.5이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0이하이다. 투과 b값이 1.5를 넘으면 필름이 노랗게 보이고, 이러한 필름을 디스플레이장치의 표면에 부착한 경우, 열화되어 있거나 또는 변색되어 있다고 하는 인상을 주게 되며, 또한 이러한 필름을 디스플레이장치의 내부에 구비한 경우는 색조의 균형을 손상할 가능성이 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 이 투과 b값은 -0.5이상인 것이 바람직하다. 이것은 투과 b값이 -0.5미만에서는 필름이 검푸르게 보이고, 이러한 필름을 디스플레이장치의 표면에 부착한 경우 어두운 인상을 주게 되며, 또한 필름을 디스플레이장치의 내부에 구비한 경우는 색조나 휘도의 균형을 손상할 가능성이 있으므로 바 람직하지 않다. 또, 필름의 색조는 원료 자신의 색조나, 필름 표층에 형성되는 적층막의 종류, 혹은 막두께에 따라 제막공정이 안정되는 범위 내에서도 조정이 가능하지만, 폴리에스테르의 용융 압출시의 온도설정을 최대한 저온으로 해서 그 온도편차를 극소화하는 것이 중요하다.

또한, 본 발명의 이방성 확산 필름은 전체 광선투과율이 70%이상인 것이 필요하다. 전체 광선투과율은 바람직하게는 80%이상이며, 보다 바람직하게는 85%이상이다. 여기서, 전체 광선투과율은 볼록상 단면이 부여되어 있는 면으로부터 입사시킨 경우의 값이다. 또, 전체 광선투과율을 이 범위로 하기 위해서는, 후방산란을 일으키는 기포나 입자를 저감하고, 제어하는 것이 중요하다.

본 발명에 있어서, 필름 표면에 볼록상 형상을 일방향으로의 스트라이프형상으로 형성하는 방법은 필름을 필요에 따라 가열하여 금형과 평판에서 전사시키는 방법, 혹은 금형 롤과 롤 사이에서 가압함으로써 형상을 부여하는 방법 등이 바람직하다. 이 방법에서 기재가 실질적으로 폴리에스테르인 필름인 것에 의해 높은 생산성과 신뢰성이 얻어진다.

또한, 필요에 따라 기재 필름상에 아크릴 수지나 에폭시 수지, 우레탄 수지 등을 코트하고, 자외선을 사용한 광 임프린트(코트 수지에 금형 전사시키면서 자외선 조사에 의해 수지를 경화시킴)를 채용할 수도 있고, 또 열 임프린트와 광 임프린트를 조합한 방법도 채용할 수 있다.

또한,본 발명에 있어서는 볼록상 정점부의 표면조도가 1㎛이하인 것이 휘도향상과 균제도 향상(휘도편차 저감)의 점에서 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 ㎛이하이다.

다음에 본 발명의 이방성 확산 필름의 제조방법에 대해서 서술하지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않는다.

소정의 무기입자를 함유하는 공중합 폴리에스테르와 폴리에틸렌테레프탈레이트를 임의의 적층두께비로 설정해서 용융 2층 공압출을 행하고, 정전인가법에 의해 경면의 캐스트 드럼에서 냉각하여 미연신의 2층 적층시트를 얻는다. 상기 2층 적층시트를 길이방향과 폭방향으로 2축연신하고, 열처리하여 폴리에스테르 필름을 얻는다. 얻어진 폴리에스테르 필름의 공중합 폴리에스테르층측에 볼록상 스트라이프형상 렌즈가 되도록 금형을 이용하여 가열 전사 성형한 후, 냉각하여 이방성 확산 필름을 얻을 수 있다.

본 발명의 이방성 확산 필름은 디스플레이, 특히 액정 디스플레이의 확산 시트나 프로젝션 텔레비전의 스크린 등에 바람직하게 사용된다.

<실시예>

이하, 본 발명에 대해서 실시예를 들어서 설명하지만, 본 발명은 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다. 또, 특성은 이하의 방법에 의해 측정 평가했다.

(1)폴리에스테르의 유리전이온도

폴리에스테르 필름으로부터 깎아낸 샘플을 용융한 후 급랭하고, 시차주사 열량계(파킨엘머사제 DSC2형)에 의해 10℃/분의 온도상승속도로 측정하여 융해 피크로부터 융점을 구했다.

(2)폴리에스테르의 고유점도

폴리에스테르를 오르소클로로페놀에 용해하여 25℃에서 측정했다.

(3)전체 광선투과율

전체 자동직독 헤이즈 컴퓨터 HGM-2DP(스가시켄키 가부시키가이샤제)를 이용하여 필름 두께방향의 전체 광선투과율을 측정했다. 측정은 A4사이즈의 필름을 4분할한 각 샘플에 대해서 실시하고, 그들 4개의 측정값의 평균값을 구했다. 여기서, 입사면은 볼록상 단면이 부여되어 있는 면으로 한다.

(4)투과 b값

분광식 색차계 SE-2000형(니혼덴쇼쿠고교 가부시키가이샤제)을 사용하여 JIS-K-7105에 따라 투과법으로 측정했다.

(5)휘도

17인치의 8등 직하형 램프(램프지름 3㎜)의 광원에 스트라이프방향과 램프방향이 평행하게 되도록, 두께 1㎜의 투명아크릴판 상에 얻어진 이방성 확산 필름을 설치하고(형상 부여면이 광원과 반대측), 그 위에 확산 필름(가부시키가이샤 기모토제 GM3)과 프리즘 시트(3M사제 BEF)를 배치했다.

냉음극선관 램프를 60분간 점등해서 광원을 안정시킨 후에, 색채휘도계 BM-7fast(가부시키가이샤 톱콘제)를 이용하여 휘도(㏅/㎡)를 측정했다.

측정은 중앙의 10㎝×10㎝의 부분의 백라이트 표면을 3×3의 구역으로 9등분한 각각의 영역의 중심점의 9점에 대해서 행하고, 그 평균값을 휘도로 했다.

또한, 9점의 측정결과의 편차에 의해 휘도편차를 평가했다.

휘도편차(%)=(9점의 최대값-9점의 최소값)/(9점의 평균값)×100

(6)볼록부분의 형상의 측정

마이크로톰을 이용하여 필름을 스트라이프방향과 수직인 면에서 찌부러 뜨리지 않고 절단한다. 이어서 절단된 단면을 주사형 전자현미경 S-2100A형(가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼)을 이용해서 적당한 배율로 확대관찰을 행하여 사진을 촬영한다. 단면이 연속하는 5개의 볼록부분에 있어서, 볼록부분의 정점간 거리의 절반의 간격(a), 볼록부분의 높이(b), 인접하는 볼록부분 사이의 평탄부의 거리(c)를 해석하여 평균값을 구한다.

이 관찰 및 사진촬영을 필름의 임의의 10점에 대해서 행하여 각 값의 평균값을 구한다.

(실시예1)

부압출기로부터 평균입경 0.3㎛의 구형상 실리카를 0.05질량% 함유하는 스피로글리콜을 30몰 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트(SPG-PET, 유리전이온도 105℃, 고유점도 0.71dl/g)를, 또 주압출기로부터 평균입경 0.3㎛의 구형상 실리카를 0.1질량% 함유하는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 유리전이온도 75℃)를, 적층두께비가 SPG-PET/PET=1/2로 되도록 용융 2층 공압출을 행하고, 정전인가법에 의해 경면의 캐스트 드럼상에서 냉각하여 2층 적층시트를 제작했다. 이렇게 해서 얻어진 2층 적층시트를 110℃의 온도에서 길이방향과 폭방향으로 3배 동시 2축연신하고, 그 후에 235℃의 온도에서 15초간 열처리하여 전체 막두께 250㎛의 폴리에스테르 필름을 얻었다.

얻어진 폴리에스테르 필름의 SPG-PET 적층면에 종횡비 1.52의 볼록상 스트라 이프형상 렌즈를 대응형상의 금형을 사용하여 가열온도 130℃, 냉각온도 20℃에서 전사 성형했다. 여기서 볼록부분의 정점간 거리의 절반의 간격(a)은 50㎛, 볼록부분의 높이(b)는 75㎛이다. 인접하는 볼록부분 사이의 평탄부의 거리(c)는 1㎛였다.

17인치의 8등 직하형 램프(램프지름 3㎜)의 광원에 스트라이프방향과 램프방향이 평행하게 되도록, 두께 1㎜의 투명아크릴판 상에 얻어진 이방성 확산 필름을 설치하고(볼록상 스트라이프형상 부여면이 광원과 반대측), 그 위에 확산 필름(가부시키가이샤 기모토제 GM3)과 프리즘 시트(3M사제 BEF)를 배치했다. 얻어진 정면휘도는 500㏅/㎡로 고휘도이며, 휘도편차가 1%로 양호했다. 또, 화면의 색조도 황색미가 적어 양호했다.

또한, 얻어진 이방성 확산 필름에 대하여 80℃의 온도에서 500시간 처리한 후의 투과율 변화를 확인한 결과 1.5%이며, 초기 필름의 전체 광선투과율 84%와 거의 변화없이 양호했다.

(실시예2)

부압출기로부터 평균입경 0.3㎛의 구형상 실리카를 0.05질량% 함유하는 스피로글리콜을 30몰 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트(SPG-PET, 유리전이온도 105℃, 고유점도 0.64dl/g)를, 또한 주압출기로부터 평균입경 0.3㎛의 구형상 실리카를 0.1질량% 함유하는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 유리전이온도 75℃)를, 적층두께비가 SPG-PET/PET=1/2로 되도록 용융 2층 공압출을 행하고, 정전인가법에 의해 경면의 캐스트 드럼상에서 냉각하여 2층 적층시트를 제작했다. 이렇게 해서 얻어진 2층 적층시트를 110℃의 온도에서 길이방향과 폭방향으로 3배 동시 2축연신하고, 그 후에 235℃의 온도에서 15초간 열처리하여 전체 막두께 300㎛의 폴리에스테르 필름을 얻었다.

얻어진 폴리에스테르 필름의 SPG-PET 적층면에 종횡비 2.04의 볼록상 스트라이프형상 렌즈를, 대응형상의 금형을 사용하여 가열온도 130℃, 냉각온도 20℃에서 전사 성형했다. 여기서 볼록부분의 정점간 거리의 절반의 간격(a)은 50㎛, 볼록부분의 높이(b)는 100㎛이다. 또 인접하는 볼록부분 사이의 평탄부의 거리(c)는 2㎛였다.

17인치의 8등 직하형 램프(램프지름 3㎜)의 광원상에 두께 1㎜의 투명아크릴판을 설치하고, 그 위에 스트라이프방향과 램프방향이 평행하게 되도록 얻어진 이방성 확산 필름을 설치하며(형상 부여면이 광원과 반대측), 또한 그 위에 확산 필름(가부시키가이샤 기모토제 GM3)과 프리즘 시트(3M사제 BEF)를 배치해서 면광원을 제작했다. 얻어진 면광원은 정면휘도가 540㏅/㎡로 고휘도이며, 휘도편차가 0.5%로 양호했다. 또, 화면의 색조도 황색미가 적고 양호했다.

또한, 얻어진 이방성 확산 필름에 대하여 80℃의 온도에서 500시간 처리한 후의 투과율 변화를 확인한 결과 1.7%이며, 초기 필름의 전체 광선투과율 82%와 거의 변화없이 양호했다.

(실시예3)

부압출기로부터 평균입경 0.3㎛의 구형상 실리카를 0.05질량% 함유하는 스피로글리콜을 30몰 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트(SPG-PET, 유리전이온도 105℃, 고유점도 0.71dl/g)를, 또 주압출기로부터 평균입경 0.3㎛의 구형상 실리카를 0.1질량% 함유하는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 유리전이온도 75℃)를, 적층두께비가 SPG-PET/PET=1/2로 되도록 용융 2층 공압출을 행하고, 정전인가법에 의해 경면의 캐스트 드럼상에서 냉각하여 2층 적층시트를 제작했다. 이렇게 해서 얻어진 2층 적층시트를 110℃의 온도에서 길이방향과 폭방향으로 3배 동시 2축연신하고, 그 후에 235℃의 온도에서 15초간 열처리하여 전체 막두께 250㎛의 폴리에스테르 필름을 얻었다.

얻어진 폴리에스테르 필름의 SPG-PET 적층면에 종횡비 1.55의 볼록상 스트라이프형상 렌즈를, 대응형상의 금형을 사용하여 가열온도 130℃, 냉각온도 20℃에서 전사 성형했다. 여기서 볼록부분의 정점간 거리의 절반의 간격(a)은 50㎛, 볼록부분의 높이(b)는 75㎛이다. 인접하는 볼록부분 사이의 평탄부의 거리(c)는 3.5㎛였다.

17인치의 8등 직하형 램프(램프지름 3㎜)의 광원상에 두께 1㎜의 투명아크릴판을 설치하고, 그 위에 스트라이프방향과 램프방향이 평행하게 되도록 얻어진 이방성 확산 필름을 설치하며(형상 부여면이 광원과 반대측), 또한 그 위에 확산 필름(가부시키가이샤 기모토제 GM3)과 프리즘 시트(3M사제 BEF)를 배치해서 면광원을 제작했다. 얻어진 면광원은 정면휘도가 500㏅/㎡로 고휘도이며, 휘도편차가 1.8%였다. 또, 화면의 색조도 황색미가 적고 양호했다.

또한, 얻어진 이방성 확산 필름에 대하여 80℃의 온도에서 500시간 처리한 후의 투과율 변화를 확인한 결과 1.5%이며, 초기 필름의 전체 광선투과율 80%와 거의 변화없이 양호했다.

(실시예4)

도레이제 188㎛의 광학용 폴리에스테르 필름인 품번 U426 필름에 아크릴계 자외선 경화성 모노머 혼합액을 코트했다. 코트면에 금형을 포개고, 코트한 아크릴성 자외선 경화성 모노머 혼합액을 렌즈틀 전체에 폈다.

이어서, 폴리에스테르 필름측에 배치한 조사강도 80W/㎝의 6.4㎾의 자외선 램프로부터 자외선을 45초간 조사해서 자외선 경화성 모노머 혼합액을 중합 경화했다. 계속해서, 금형을 코트면으로부터 박리하여 굴절율 1.59의 아크릴 수지로 이루어지는 종횡비 1.52의 볼록상 스트라이프형상 렌즈를 성형했다. 여기서 볼록부분의 정점간 거리의 절반의 간격(a)은 50㎛, 볼록부분의 높이(b)는 75㎛이다. 인접하는 볼록부분 사이의 평탄부의 거리(c)는 1㎛였다.

17인치의 8등 직하형 램프(램프지름 3㎜)의 광원에 스트라이프방향과 램프방향이 평행하게 되도록, 두께 1㎜의 투명아크릴판 상에 얻어진 이방성 확산 필름을 설치하고(형상 부여면이 광원과 반대측), 그 위에 확산 필름(가부시키가이샤 기모토제 GM3)과 프리즘 시트(3M사제 BEF)를 배치했다. 얻어진 면광원은 정면휘도가 520㏅/㎡로 고휘도이며, 휘도편차가 1.5%로 양호했다. 또, 화면의 색조도 황색미가 적고 양호했다.

또한, 얻어진 이방성 확산 필름에 대하여 80℃의 온도에서 500시간 처리한 후의 투과율 변화를 확인한 결과 1.5%이며, 초기 필름 전체 광선투과율 94%와 거의 변화없이 양호했다.

(실시예5)

부압출기로부터 시클로헥산디메탄올을 23몰 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트(CHD-PET, 유리전이온도 75℃)를, 또한 주압출기로부터 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(유리전이온도 75℃)를, 적층두께비가 CHD-PET/PET=1/4로 되도록 용융 2층 공압출을 행하고, 정전인가법에 의해 경면의 캐스트 드럼상에서 냉각하여 2층 적층시트를 제작했다. 이렇게 해서 얻어진 2층 적층시트를 95℃의 온도에서 길이방향으로 3.2배 연신하고, 계속하여 상기 1축연신 필름에 공기 중에서 코로나방전 처리를 더 실시하여, 그 처리면에 하기의 도포액을 메탈링 바를 사용한 바코트방식으로 도포했다.

이 도포액을 도포한 1축연신 필름의 양단을 클립으로 파지하면서 텐터 내에 안내하고, 예열 존에서 110℃로 예열하여 125℃의 연신 존에서 가로방향으로 3.3배 연신하며, 그 후 235℃의 온도에서 15초간 열처리하여 전체 막두께 250㎛의 폴리에스테르 필름을 얻었다.

얻어진 폴리에스테르 필름의 CHD-PET 적층면에 종횡비 1.52의 볼록상 스트라이프형상 렌즈를, 대응형상의 금형을 사용하여 가열온도 110℃, 냉각온도 20℃에서 전사 성형했다. 여기서, 볼록상 단면의 정점간 거리의 절반의 간격(a)은 50㎛, 볼록상의 높이(b)는 75㎛이다. 인접하는 볼록상 스트라이프형상 렌즈 사이의 평탄부의 거리(c)는 1㎛였다.

21인치의 10등 직하형 램프(램프지름 3㎜)의 광원에 스트라이프방향과 램프 방향이 평행하게 되도록, 두께 1㎜의 투명아크릴판 상에 얻어진 이방성 확산 필름을 설치하고(형상 부여면이 광원과 반대측), 그 위에 확산 필름(가부시키가이샤 기 모토제 GM3)과 프리즘 시트(3M사제 BEF)를 배치했다. 얻어진 면광원은 정면휘도가 500㏅/㎡로 고휘도이며, 사방 1인치당의 휘도편차(최대휘도와 최소희도의 차를 평균휘도로 나눈 것)가 1%로 양호했다. 또, 화면의 색조도 황색미가 적고 양호했다.

또한, 얻어진 이방성 확산 필름에 대하여 80℃의 온도에서 500시간 처리한 후의 투과율 변화를 확인한 결과 2.8%이며, 초기 필름 전체 광선투과율 91%와 크게는 변화없이 양호했다.

도포층형성 도포액은 하기의 대전방지제(C)와 바인더 수지(D)를 고형분 질량비로 대전방지제(C)/바인더 수지(D)=30/70으로 혼합하고, 물로 희석하여 고형분 농도를 4질량%로 했다.

C.대전방지제:폴리스티렌술폰산리튬염 수분산체(분자량= 약 7만)

D.바인더 수지:아크릴 에멀젼(아크릴 성분:메틸메타크릴레이트/에틸아크릴레이트/아크릴산/N-메티롤아크릴아미드=60/38/1/1(질량%)의 공중합체, 유리전이온도 60℃)

(비교예1)

17인치의 8등 직하형 램프(램프지름 3㎜)의 광원상에 투과율 58%, 이방도 1, 헤이즈 93%의 두께 2㎜ 아크릴 유백판을 설치하고, 그 위에 확산 필름(가부시키가이샤 기모토제 GM3)과 프리즘 시트(3M사제 BEF)를 배치해서 면광원을 제작했다. 여기서, 램프와 아크릴 유백판의 거리는 실시예1~3에 있어서의 램프와 투명아크릴판의 거리와 같게 했다. 휘도편차가 3%이며, 정면휘도가 400㏅/㎡로 실시예보다 떨어지는 것이었다.

(비교예2)

부압출기로부터 평균입경 0.3㎛의 구형상 실리카를 0.1질량% 함유하는 이소프탈산을 17몰 공중합한 폴리에틸렌나프탈레이트(PET/I, 유리전이온도 75℃, 고유점도 0.59dl/g)를, 또한 주압출기로부터 평균입경 0.3㎛의 구형상 실리카를 0.1질량% 함유하는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 유리전이온도 75℃)를, 적층두께비가 (PET/I)/PET=1/4로 되도록 용융 2층 공압출을 행하고, 정전인가법에 의해 경면의 캐스트 드럼상에서 냉각해서 2층 적층시트를 제작했다. 이렇게 해서 얻어진 2층 적층시트를 110℃의 온도에서 길이방향과 폭방향으로 3배 동시 2축연신하고, 그 후 220℃의 온도에서 15초간 열처리하여 전체 막두께 250㎛의 폴리에스테르 필름을 얻었다.

얻어진 폴리에스테르 필름의 PET/I 적층면에 종횡비 0.75의 볼록상 스트라이프형상 렌즈를, 대응형상의 금형을 사용하여 가열온도 110℃, 냉각온도 20℃에서 전사 성형했다. 여기서 볼록부분의 정점간 거리의 절반의 간격(a)은 50㎛, 볼록부분의 높이(b)는 37.5㎛이다. 인접하는 볼록상 스트라이프형상 렌즈 사이의 평탄부의 거리(c)는 0㎛였다.

17인치의 8등 직하형 램프(램프지름 3㎜)의 광원상에 두께 1㎜의 투명아크릴판을 설치하고, 스트라이프방향과 램프방향이 평행하게 되도록 두께 1㎜의 투명아크릴판 상에 얻어진 이방성 확산 필름을 설치하며(형상 부여면이 광원과 반대측), 그 위에 확산 필름(가부시키가이샤 기모토제 GM3)과 프리즘 시트(3M사제 BEF)를 배치했다. 얻어진 면광원은 정면휘도가 420㏅/㎡로 고휘도이며, 휘도편차가 5%였다.

또한 얻어진 이방성 확산 필름에 대하여 80℃의 온도에서 500시간에서의 열풍처리를 한 후의 투과율 변화를 확인한 결과 5%였으며, 초기 필름으로부터 큰 변화가 보여졌다.

본 발명의 이방성 확산 필름은 퍼스널 컴퓨터, 텔레비젼 혹은 휴대전화 등의 표시장치, 특히 액정표시장치 등의 평면표시장치에 사용되는 면광원용으로서 바람직한 이방성 확산 필름이며, 이용가능성은 크다.

Claims (5)

1. 기재 필름의 한쪽의 면에 볼록상 스트라이프형상 렌즈가 구성되어 이루어지는 이방성 확산 필름으로서, 상기 스트라이프방향과 수직인 면에서의 단면형상이 하기 A~C를 충족하고, 전체 광선투과율이 70%이상인 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트용 이방성 확산 필름.

   A.단면형상의 볼록부분의 윤곽이 곡선이다.

   B.단면형상의 볼록부분의 종횡비가 1이상 3이하이다.

   C.단면형상의 인접하는 볼록부분의 정점간의 거리가 10㎛이상 100㎛이하이고, 또한 단면형상의 인접하는 볼록부분 사이의 평탄부의 거리가 3.5㎛이하이다.
2. 제1항에 있어서, 기재 필름이 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트용 이방성 확산 필름.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 볼록상 스트라이프형상 렌즈가 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트용 이방성 확산 필름.
5. 제1항에 있어서, 80℃, 500시간에서의 열풍처리 후의 전체 광선투과율의 변화율이 3%이하인 것을 특징으로 하는 직하형 백라이트용 이방성 확산 필름.

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