KR101373516B1 - 형상 전사 수지 시트의 제조 방법 및 수지 시트 - Google Patents
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Abstract
전사율의 향상을 도모하는 것이 가능한 형상 전사 수지 시트의 제조 방법을 제공한다. 이 수지 시트의 제조 방법은, 연속 수지 시트를 제조하는 시트 제조 공정과, 형상 롤을 사용하여 전사형을 전사하는 전사 공정을 구비한 수지 시트 제조 방법으로서, 시트 제조 공정에서는, 시트 표면을 구성하는 형상 전사층(A)과 형상 전사층(A)의 내측에 인접하는 주층(B)을 구비한 다층 구조의 수지 시트를 제조한다. 형상 전사층(A)의 중량 평균 분자량에 대한 주층(B)의 중량 평균 분자량의 비율은 1.2 이상으로 한다.
Description
본 발명은 형상 전사 수지 시트의 제조 방법 및 수지 시트에 관한 것이다.
표면에 형상이 전사된 수지 시트(표면 형상 전사 수지 시트)를 제조하는 방법으로서, 압출기를 사용하여 수지를 가열 용융 상태로 다이로부터 압출하여, 시트 표면이 평탄하고 연속된 수지 시트(연속 수지 시트)를 제조하고, 전사형(型)을 사용하여 연속 수지 시트의 시트 표면에 전사형의 형상을 전사하는 방법이 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 이 방법에서는, 시트의 두께 방향으로 이격되는 제1 가압 롤과 제2 가압 롤의 사이에, 연속 수지 시트를 끼워 넣어 가압하여, 제2 가압 롤의 표면에 형성된 전사형의 형상을 연속 수지 시트로 전사하고 있다.
최근, 표면에 형상이 부여된 수지 시트에 있어서, 단위 형상의 피치(배치 간격)에 대한 높이의 비율인 아스펙트비가 큰 형상이 요구되고 있다. 그러나, 종래의 수지 시트의 제조 방법에서는, 전사형의 깊이에 대하여 수지가 충분히 진입하지 않아, 수지 시트에 전사된 형상의 높이가 반드시 충분하지는 않았다. 그 때문에, 전사형의 홈 깊이(H)에 대한, 수지 시트에 전사된 표면 형상의 최대 높이(H')의 비율인 전사율(H'/H)의 향상이 요구되고 있다.
본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 전사율의 향상을 도모하는 것이 가능한 형상 전사 수지 시트의 제조 방법 및 수지 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 평탄한 시트 표면을 갖고, 가열 상태에 있는 수지 시트의 상기 시트 표면에 전사형의 형상을 전사함으로써 상기 시트 표면에 전사형의 형상이 전사된 형상 전사 수지 시트의 제조 방법을 제공한다. 이 수지 시트는, 시트의 두께 방향으로 복수의 층을 갖는 다층 구조이다. 이 수지 시트는, 시트 표면을 구성하는 형상 전사층(A)과, 이 형상 전사층(A)의 배면 측에 인접하는 주층(B)의 적어도 2층을 구비한다. 상기 형상 전사층(A)의 중량 평균 분자량에 대한 상기 주층(B)의 중량 평균 분자량의 비율이 1.2 이상이다.
본 발명의 제조 방법은, 시트 제조 공정과 전사 공정을 구비하고 있어도 좋다. 시트 제조 공정은, 가열 용융 상태의 수지를 다이로부터 연속적으로 압출함으로써, 연속 수지 시트로서 상기의 수지 시트를 제조한다. 전사 공정은, 주면(周面)에 전사형이 형성된 형상 롤을 사용하여, 상기 시트 제조 공정에 의해서 제조된 연속 수지 시트의 상기 시트 표면에 전사형을 전사한다.
전사 공정은, 전사 개시 공정과 반송(搬送) 공정과 박리 공정을 포함한다. 전사 개시 공정은, 상기 연속 수지 시트를 가압 롤과 형상 롤에 끼워 가압함으로써 형상 롤의 전사형의 형상을 연속 수지 시트에 전사하는 것을 개시한다. 반송 공정은, 전사 개시 공정에서 시트 표면에 전사형의 형상이 전사된 연속 수지 시트를 형상 롤의 주면에 밀착시킨 채로 반송한다. 박리 공정은, 반송 공정에서 반송된 연속 수지 시트를 형상 롤의 주면으로부터 박리한다.
이러한 본 발명의 수지 시트의 제조 방법에 의하면, 수지 시트를 다층 구조로 하고, 형상 전사층(A)의 중량 평균 분자량에 대한 주층(B)의 중량 평균 분자량의 비율을 1.2 이상으로 하기 때문에, 형상 전사층(A)을 구성하는 수지(a)의 유동성을, 주층(B)을 구성하는 수지(b)의 유동성보다도 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 수지(a)를 전사형 내로 적합하게 진입시킬 수 있어, 전사율의 향상을 도모할 수 있다. 형상 전사층인 표면층(A)을 구성하는 수지(a)에, 고(高)유동 수지를 사용함으로써, 형상 전사율의 향상을 도모할 수 있다.
여기서, 전사 공정은, 시트 제조 공정에 의해서 제조된 연속 수지 시트를 예압 롤과 가압 롤에 끼워 넣음으로써 가압하는 예압 공정과, 예압 공정에서 가압된 연속 수지 시트를 가압 롤의 주면에 밀착시킨 채로 반송하는 예비 반송 공정을 포함하며, 전사 개시 공정에서는, 예비 반송 공정에 의해서 반송된 상기 연속 수지 시트를 상기 가압 롤과 상기 형상 롤에 끼워 가압하는 것이 적합하다. 이에 의해, 예압 롤과 가압 롤에 끼워 넣는 예압 공정에 의해서, 연속 수지 시트의 두께를 조절함과 함께 시트 온도를 조절할 수 있어, 형상 전사율의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 형상 전사층(A)을 구성하는 수지(a)의 유리전이온도를 Tg(a)로 한 경우, 형상 롤의 주면에 접하기 직전의 형상 전사층(A)의 표면 온도는 (Tg(a)+50)℃ 내지 (Tg(a)+150)℃의 범위이며, 형상 롤의 주면으로부터 박리된 직후의 형상 전사층(A)의 표면 온도는 (Tg(a)-10)℃ 내지 (Tg(a)+40)℃의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 주층(B)의 두께에 대한 형상 전사층(A)의 두께의 비율이 1/200 내지 1/10의 범위인 것이 적합하다. 형상이 전사되기 전에, 수지 시트의 두께 비율(형상 전사층(A)/주층(B))이 1/200 내지 1/10의 범위이면, 전사율의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.
또한, 전사 개시 공정의 직전에, 가압 롤의 주면에 밀착되어 반송되고 있는 연속 수지 시트의 형상 전사층(A)의 시트 표면을 가열하는 가열 공정을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 전사형에는, 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고, 복수의 홈 부분의 배치 간격(P)은 200㎛ 내지 5OO㎛인 것이 적합하다.
또한, 전사형에는, 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고, 복수의 홈 부분은 등 간격으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 전사형에는, 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고, 복수의 홈 부분의 깊이(H)는 100㎛ 내지 500㎛인 것이 바람직하다.
또한, 전사형에는, 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고, 복수의 홈 부분의 배치 간격(P)에 대한 홈 부분의 깊이(H)의 비율인 아스펙트비(H/P)가 0.3 이상인 것이 바람직하다.
또한, 전사형에는, 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고, 홈 부분의 형상 롤의 원주 방향에 직교하는 방향의 단면 형상은 대략 반원 형상, 대략 반타원 형상 또는 프리즘 형상인 것이 적합하다.
또한, 전사형에는, 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고, 홈 부분의 형상 롤의 원주 방향에 직교하는 방향의 단면 형상은 광학 렌즈를 형성하기 위한 대응 형상인 것이 바람직하다.
전사형에는 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고, 복수의 홈 부분의 배치 간격(P)은 200㎛ 내지 500㎛로 등 간격이며, 홈 부분의 깊이(H)가 100㎛ 내지 500㎛이고, 아스펙트비(H/P)는 0.3 이상이며, 홈 부분의 형상 롤의 원주 방향에 직교하는 방향의 단면 형상은, 대략 반원 형상, 대략 반타원 형상, 또는 프리즘 형상이며, 광학 렌즈를 형성하기 위한 대응 형상이면, 종래의 제조 방법에서는, 전사율이 높은 표면 형상 전사 수지 시트를 작성하기 어려웠다. 본 발명에 의한 수지 시트의 제조 방법을 사용하면, 상기와 같은 전사 난이도가 높은 전사형에 있어서도, 전사율이 높은 표면 형상 전사 수지 시트를 작성할 수 있다.
또한, 형상 전사층(A)을 구성하는 수지(a)는 스타이렌계 수지층, MS 수지(메타크릴산메틸과 스타이렌의 공중합체) 또는 아크릴계 수지이며, 주층(B)을 구성하는 수지(b)는 스타이렌계 수지, MS 수지(메타크릴산메틸과 스타이렌의 공중합체) 또는 아크릴계 수지인 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트의 층 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 전사형에 형성된 오목부 및 수지 시트에 형성된 볼록부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트의 제조 방법의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 수지 시트의 층 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 도광판을 구비한 투과형 화상 표시 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 도광판을 구비한 면 광원 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 배면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 도광판을 구비한 면 광원 장치의 다른 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 배면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 도광판을 구비한 면 광원 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 도광판의 다른 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 16은 본 발명에 따른 광 확산판을 구비한 투과형 화상 표시 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 17은 도 16에 나타내는 투과형 화상 표시 장치의 모식적인 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지 시트로부터 이루어지는 광 확산판의 모식적인 사시도이다.
도 19는 광 확산판의 부착 상태를 나타내는 램프 박스의 요부 확대 단면도이다.
도 20은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 21은 제2 가압 롤(형상 롤)에 부착된 오목판 전사형의 요부 확대 단면도이다.
도 22는 오목판 전사형의 제1 변형예(대략 반원 형상)를 나타내는 도면이다.
도 23은 오목판 전사형의 제2 변형예(대략 프리즘 형상)를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트의 층 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 전사형에 형성된 오목부 및 수지 시트에 형성된 볼록부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트의 제조 방법의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 수지 시트의 층 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 도광판을 구비한 투과형 화상 표시 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 도광판을 구비한 면 광원 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 배면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 도광판을 구비한 면 광원 장치의 다른 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 배면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 도광판을 구비한 면 광원 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 도광판의 다른 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 16은 본 발명에 따른 광 확산판을 구비한 투과형 화상 표시 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 17은 도 16에 나타내는 투과형 화상 표시 장치의 모식적인 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지 시트로부터 이루어지는 광 확산판의 모식적인 사시도이다.
도 19는 광 확산판의 부착 상태를 나타내는 램프 박스의 요부 확대 단면도이다.
도 20은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 21은 제2 가압 롤(형상 롤)에 부착된 오목판 전사형의 요부 확대 단면도이다.
도 22는 오목판 전사형의 제1 변형예(대략 반원 형상)를 나타내는 도면이다.
도 23은 오목판 전사형의 제2 변형예(대략 프리즘 형상)를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 도면의 치수 비율은 설명한 것과 반드시 일치하지는 않다.
(수지 시트의 제조 장치)
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다. 수지 시트 제조 장치(50)는 본 발명의 수지 시트의 제조 방법에 사용 가능한 장치이다. 수지 시트 제조 장치(50)는 가열 용융 상태의 수지를 연속적으로 압출하여 연속 수지 시트(60)를 얻는 다이(51)와, 다이(51)로부터 압출된 연속 수지 시트(60)를 두께 방향의 양측에서 가압하는 제1 가압 롤(본 발명에서의 가압 롤)(52A) 및 제2 가압 롤(본 발명에서의 형상 롤)(52B)을 구비하고 있다.
또한, 수지 시트 제조 장치(50)는, 원료가 되는 수지를 투입하기 위한 수지 투입구(57)와, 수지 투입구(57)로부터 투입된 수지를 압출하기 위한 압출기(58)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치(50)는 두께 방향으로 적층된 다층 구조의 수지 시트(60)를 제조 가능한 구성으로 이루어지고, 본 실시 형태에서는, 도 10에 나타낸 것과 같은 2층 구조의 연속 수지 시트(60)를 제조하는 경우에 대하여 설명한다.
제1 가압 롤(52A) 및 제2 가압 롤(52B)은, 서로 평행한 회전축 주위로 회전 가능한 구성으로 이루어져 있다. 제1 가압 롤(52A) 및 제2 가압 롤(52B)은, 수지 시트(60)의 두께 방향으로 이격되어 배치되고, 서로의 주면끼리의 간격은, 수지 시트(60)의 두께에 상응하여 설정되어 있다. 제2 가압 롤(52B)의 주면에는, 도 8, 도 21, 도 22 및 도 23에 나타낸 바와 같이, 수지 시트(60)에 전사되는 요철 형상에 대응하는 전사형(53)이 형성되어 있다. 상세하게는 후술한다.
(수지 시트의 제조 장치의 변형예)
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 2에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50B)가 도 1에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50)와 다른 점은, 제2 가압 롤(본 발명에서의 형상 롤)(52B)의 후단에 제3 가압 롤(52C)을 구비하고 있다는 점이다. 제3 가압 롤(52C)은 제1 가압 롤(본 발명에서의 가압 롤)(52A)과 마찬가지의 구성이다. 제3 가압 롤(52C)은 제2 가압 롤(52B)과의 사이에, 연속 수지 시트(60)를 끼워 넣어 가압한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 3에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50C)가 도 1에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50)와 다른 점은, 제1 가압 롤(본 발명에서의 가압 롤)(52A)의 전단에 예압 롤(52D)을 구비하고 있다는 점이다. 예압 롤(52D)은 제1 가압 롤(52A)과 마찬가지의 구성이다. 예압 롤(52D)은 제1 가압 롤(52A)과의 사이에, 연속 수지 시트(60)를 끼워 넣어 가압한다. 한편, 제2 가압 롤(52B)의 후단에는, 복수의 반송 롤러(롤러 테이블, RT)(52I)가 설치되어 있다. 제2 가압 롤(52B)로부터 박리된 연속 수지 시트(60)는 복수의 반송 롤러(52I)에 의해서 반송된다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 4에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50D)가 도 2에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50B)와 다른 점은, 제3 가압 롤(52C)의 후단에, 제4 가압 롤(후에 가압 롤)(52E)을 구비하고 있다는 점이다. 그 밖의 구성은 도 2에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50B)와 마찬가지의 구성이다. 제4 가압 롤(52E)은 제3 가압 롤(52C)과의 사이에, 연속 수지 시트(60)를 끼워 넣어 가압한다. 연속 수지 시트(60)는 형상 전사층(61)(도 10 참조)이 제4 가압 롤(52E)에 밀착된 채로 반송된다.
도 5는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 5에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50E)가 도 3에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50C)와 다른 점은, 제2 가압 롤(본 발명에서의 형상 롤)(52B)의 후에, 제3 가압 롤(후에 가압 롤)(52C)을 구비하고 있다는 점이다. 그 밖의 구성은 도 3에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50C)와 마찬가지의 구성이다. 제3 가압 롤(52C)은 제2 가압 롤(52B)과의 사이에, 연속 수지 시트(60)를 끼워 넣어 가압한다. 연속 수지 시트(60)는 비형상 전사층이 제3 가압 롤(52C)에 밀착된 채로 반송된다.
복수의 롤은, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 상하 방향으로 인접하여 배치되어 있는 구성이어도 좋고, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 수평 방향으로 인접하여 배치되어 있는 구성이어도 좋다. 또한, 복수의 롤은 수평 방향에 대하여 경사진 방향으로 인접하여 배치되어 있는 구성이어도 좋다. 도 5에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50E)에서는, 3번째로 배치된 제2 가압 롤(52B)(본 발명에서의 형상 롤)의 후단에, 제3 가압 롤(52C)이 배치되어 있기 때문에, 제2 가압 롤(52B)의 상측 반분(180도분)에 대하여, 수지를 밀착시킬 수 있다. 또한, 제3 가압 롤(52C)에 연속 수지 시트를 밀착시킴으로써 연속 수지 시트의 온도를 조정할 수 있다.
도 20은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 수지 시트 제조 장치를 나타내는 개략 구성도이다. 도 20에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50F)가 도 3에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50C)와 다른 점은, 연속 수지 시트(60)가 제1 가압 롤(52A)과 제2 가압 롤(52B)에 끼워 넣어지기 직전에서, 연속 수지 시트(60)의 형상 전사층(61) 측의 시트 표면을 가열하는 히터(59)를 구비하고 있다는 점이다.
수지 시트 제조 장치(50F)는 원료 수지를 시트상(狀)으로 압출하여 성형하는 시트 성형기(54)와, 압출된 연속 수지 시트(60)를 가압에 의해 성형하기 위한 한 조의 가압 롤 군(52D, 52A, 52B)과, 연속 수지 시트(60)를 인취(引取)하기 위한 한 쌍의 인취 롤 군(52G, 52H)을 구비하고 있다.
시트 성형기(54)는 형상 전사층(A)(61)의 원료 수지(a)를 가열 용융하기 위한 제1 압출기(부압출기)(58A)와, 주층(B)(62)의 원료 수지(b)를 가열 용융하기 위한 제2 압출기(주압출기)(58B)와, 제1 및 제2 압출기(58A, 58B)에서 용융된 수지가 공급되는 피드 블록(55)과, 피드 블록(55) 내의 수지를 시트 상태로 압출하기 위한 다이(51)를 구비하고 있다.
제1 및 제2 압출기(58A, 58B)로서는, 예컨대, 1축 압출기, 2축 압출기 등, 공지된 압출 성형기를 사용할 수 있다. 제1 및 제2 압출기(58A, 58B)에는, 압출기의 실린더 내에 수지를 투입하기 위한 호퍼(hopper)(수지 투입구)(57)가 부착되어 있다.
피드 블록(55)으로서는, 2종 이상의 수지를 다이(51)에 공급하여, 적층한 상태로 공압출할 수 있는 형식이면 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 2종 3층 분배형, 2종 2층 분배형 등, 공지된 피드 블록을 사용할 수 있다.
다이(51)로서는, 공압출용 다이이면 특별히 제한되지 않고, 보통의 압출 성형법에 사용되는 금속제의 T 다이 등이 사용된다. 다이(51)의 립(lip)(다이 립(51a))의 폭은, 목적으로 하는 연속 수지 시트(60)의 폭에 맞춰 선택되며, 예컨대, 300mm 내지 3000mm이다.
예압 롤(52D), 제1 가압 롤(52A) 및 제2 가압 롤(52B)은, 각각 원주상(狀)의 금속제(예컨대, 스테인레스 강제, 철강제 등) 롤로 이루어지고, 그 주면의 온도(표면 온도)를 조절하는 기능을 갖는 냉각 롤이다. 제2 가압 롤(52B)의 주면에는, 연속 수지 시트(60)에 반타원 볼록부(35) 및 오목 홈(35b)(도 18, 도 19 참조)을 형성하기 위한 오목판 전사형(53)이 설치되어 있다.
이 오목판 전사형(53)에는, 도 21에 나타낸 바와 같이, 반타원 볼록부(35)와는 반대형의 홈 부분으로서의 반타원 오목 홈(70)이, 제2 가압 롤(52B)의 원주 방향(20)을 따라 다수의 근상(筋狀)으로 형성되어 있다. 즉, 오목판 전사형(53)에는, 반타원 오목 홈(70)과, 이웃하는 반타원 오목 홈(70)의 사이의 볼록조(71)가 제2 가압 롤(52B)의 축 방향을 따라 교대로 배치되어 있다.
반타원 오목 홈(70)은, 그의 길이 방향(원주 방향)에 직교하는 절단면이 대략 반타원 형상의 윤곽을 갖고 있다. 반타원 오목 홈(70)의 깊이(H)는 반타원 볼록부(35)의 높이(H')보다 조금 크고, 예컨대 100㎛ 내지 500㎛, 바람직하게는 100㎛ 내지 300㎛이다. 깊이(H)가 과잉으로 지나치게 크면, 반타원 오목 홈(70)의 선단에까지 고유동성 폴리스타이렌 수지(형상 전사층(61)을 구성하는 수지(a))를 들어가게 하는 것이 어려워진다.
또한, 이웃하는 반타원 오목 홈(70)의 중심끼리의 거리(피치(P))는 반타원 볼록부(35)의 형상에 따라 적절히 정해지지만, 예컨대 200㎛ 내지 500㎛, 바람직하게는 250㎛ 내지 450㎛, 더욱 바람직하게는 300㎛ 내지 400㎛이다. 피치(P)가 200㎛ 미만인 경우, 수지가 제2 가압 롤(52B)에 접촉하여 즉시 고화될 우려가 있고, 그 결과, 형상 전사층(A)(61)을 구성하는 수지(a)가 반타원 오목 홈(70)의 선단에까지 들어가지 않아, 목표로 하는 전사 형상을 얻을 수 없을 우려가 있다. 한편, 피치(P)가 500㎛를 초과하고 있는 경우, 액정 패널 상에서도 피치의 근(筋)이 육안으로도 관찰되거나, 액정 패널(10)이나 광학 필름(41) 등과의 간섭 줄무늬가 나타나거나 할 우려가 있다.
또한, 반타원 오목 홈(70)의 피치(P)에 대한 높이(H)의 비율(H/P)로 표시되는 아스펙트비는, 예컨대 0.3 이상, 바람직하게는 0.5 내지 0.7이다. 한편, 반타원 볼록부(35)의 높이(H')와 반타원 오목 홈(70)의 깊이(H)의 차이는 오목판 전사형(53)이 연속 수지 시트(60)에 전사되어 반타원 볼록부(35)가 형성될 때의 전사율(H'/H)(%)에 기인하는 것이다.
또한, 각 가압 롤(52D, 52A, 52B)의 회전축에는 각각 모터(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 예압 롤(52D) 및 제2 가압 롤(52B)이 반시계 방향으로 회전 가능하고, 제1 가압 롤(52A)이 시계 방향으로 회전 가능하다. 즉, 가압 롤(52D, 52A, 52B)은 위로부터 순차로 「반시계 방향으로 회전 가능」, 「시계 방향으로 회전 가능」, 「반시계 방향으로 회전 가능」이다. 이에 의해, 모든 롤(52D, 52A, 52B)이 연속 수지 시트(60)를 끼운 상태로 동기(同期) 회전할 수 있다. 또한, 가압 롤(52D, 52A, 52B)의 회전 속도를 적절히 조절함으로써 수지 시트(60)의 반송 속도를 조정할 수 있다.
각 가압 롤(52D, 52A, 52B)의 직경은, 예컨대 100mm 내지 500mm이다. 또한, 가압 롤(52D, 52A, 52B)로서 금속제 롤이 사용되는 경우, 그 표면에, 예컨대, 크로뮴 도금, 구리 도금, 니켈 도금, Ni-P 도금 등의 도금 처리가 실시되어 있어도 좋다.
또한, 제1 가압 롤(52A)의 근처에는, 제1 가압 롤(52A) 상에서 반송되는 수지 시트(60)의 형상 전사층(61)의 표면(전사되는 쪽의 표면)을 가열하기 위한 히터(59)가 설치되어 있다. 히터(59)는, 제1 가압 롤(52A)의 주면에 대하여 이격되 도록 대향 배치되어 있고, 반송되는 연속 수지 시트(60)를 형상 전사층(61)의 시트 표면 측에서 가열한다. 히터(59)로서는, 예컨대, 적외 히터 등, 공지된 히터를 사용할 수 있다. 또한, 히터(59)는, 연속 수지 시트(60)가 반송되는 라인에 설치되는 인라인(in line) 유형의 것이어도 좋고, 작업자가 손에 들고 사용할 수 있는 핸디(handy) 유형의 것이어도 좋다.
한 쌍의 인취 롤 군(52G, 52H)은, 연속 수지 시트(60)를 두께 방향 양측에 끼워 넣는 한 쌍의 인취 롤(52G, 52H)을 포함하고 있다. 인취 롤(52G, 52H)은, 각각 원주 상의 금속제(예컨대, 스테인레스 강제, 철강제 등) 롤로 이루어지고, 하측의 인취 롤(52H)의 상단이 제2 가압 롤(형상 롤)(52B)의 하단과 같은 높이 위치가 되도록 대향 설치되어 있다. 이에 의해, 제2 가압 롤(52B)로부터 송출되는 연속 수지 시트(60)를 송출 직후의 높이로 지지한 채 수평 반송할 수 있기 때문에, 반송 저항을 작게 할 수 있다.
(연속 수지 시트)
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 연속 수지 시트에 대하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 연속 수지 시트의 층 구성을 나타내는 단면도이다. 도 10에서는, 연속 수지 시트의 연속하는 방향(X축 방향)과 직교하는 방향(Y축 방향, Z축 방향)으로 절단한 단면이며, 표면 형상이 전사되기 전의 상태를 나타내고 있다.
연속 수지 시트(60)는 시트의 두께 방향(Z축 방향)으로 복수의 층이 적층된 다층 구조를 갖고, 시트 표면(60a)을 구성하는 형상 전사층(A)(61)과, 주층(B)(62)을 구비하고 있다. 예컨대, 시트 표면(60a)을 갖는 형상 전사층(A)(61)에 표면 형상이 전사된다. 주층(B)(62)은, 시트의 두께 방향에서, 형상이 전사되는 형상 전사층(A)(61)의 배면 측에 인접하여 배치되어 있다.
연속 수지 시트(60)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 2종 2층의 구성(형상 전사층(A)/주층(B))이어도 좋고, 도 6에 나타내는 것과 같은 2종 3층(형상 전사층(A)/주층(B)/배면층)이어도 좋다. 도 6에 나타내는 연속 수지 시트(60)에서는, 시트 표면(60a)을 구성하는 형상 전사층(A)(61)과, 시트 표면(60b)을 구성하는 배면층(63)과, 이들의 형상 전사층(A)(61) 및 배면층(63)에 끼워진 주층(B)(62)을 구비하고 있다. 2종 3층의 경우에는, 형상 전사층(61)과 배면층(63)을 구성하는 수지는 같은 수지이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 7에서는, 연속 수지 시트(60)가 소정의 크기로 절단되어 형성된 수지 시트(30)를 나타내고 있다. 수지 시트(30)는, 후술하는 투과형 화상 표시 장치(1, 1B)(도 11, 도 16 참조)에 탑재되는 면 광원 장치(백라이트)(20, 20B)의 도광판(30) 또는 광 확산판(30C)으로서 사용 가능한 것이다. 면 광원 장치(백라이트)(20)로서는, 도광판(30)의 측면(33)에 LED 등의 광원을 배치하여, 도광판(30)의 측면(33)으로부터 입사한 광을 정면 측으로 출사하는 엣지 라이트형으로서 사용 가능하다. 한편, 수지 시트의 측면(33)에 대하여 광원을 배치하여 도광판으로서 사용하여도 좋고, 수지 시트의 배면(32)에 대하여 광원을 배치하여 광 확산판으로서 사용하여도 좋다(상세하게는 후술한다).
수지 시트를 도광판(30)으로서 사용하는 경우에는, 보통, 수지 시트의 배면(32)에는, 측면으로부터 입사한 광을 확산시키기 위한 광 확산 가공이 실시된다. 광 확산 가공에 의해, 측면으로부터의 입사광을 확산시켜, 표면층(A) 측으로부터 출사시킬 수 있다. 광 확산 가공은, 예컨대 인쇄에 의해 실시되고, 그 방법으로서는, 실크 인쇄 외에, 잉크 젯 인쇄를 행하여도 좋다. 또는, 광 확산 가공의 방법으로서는, 인쇄가 아니라, 레이저 조사에 의해 돗트 형상의 요철을 부여하는 방법도 들 수 있다.
수지 시트(30)의 표면(31)에는, 제1 방향(X축 방향)으로 연장됨과 함께, 이 제1 방향에 직교하는 제2 방향(Y축 방향)으로 병렬 배치된 복수의 볼록부(35)가 형성되어 있다. 표면(31)에 형성된 볼록부(35)를 갖는 요철 형상은, 후술하는 전사 공정에 의해서 형성된다.
(도광판의 사용예)
다음으로, 도 11을 참조하여, 도광판의 구체적인 사용례에 대하여 설명한다. 도 11은 본 발명에 따른 도광판을 갖춘 투과형 화상 표시 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 11은 투과형 화상 표시 장치(1)를 분해하여 나타내고 있다.
(투과형 화상 표시 장치)
투과형 화상 표시 장치(1)는 투과형 화상 표시부(10)와, 도 11에서 투과형 화상 표시부(10)의 배면 측에 배치된 면 광원 장치(20)를 구비하고 있다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 면 광원 장치(20)와 투과형 화상 표시부(10)의 배열 방향을 Z축 방향(판 두께 방향)으로 칭하고, Z축 방향에 직교하는 2방향으로서 서로 직교하는 2방향을 X축 방향 및 Y축 방향으로 칭한다.
투과형 화상 표시부(10)로서는, 예컨대 액정 셀(11)의 양면에 직선 편광판(12, 12)이 배치된 액정 표시 패널을 들 수 있다. 이 경우, 투과형 화상 표시 장치(1)는 액정 표시 장치(구체예는 액정 텔레비젼)이다. 액정 셀(11), 편광판(12, 12)은 종래의 액정 표시 장치 등의 투과형 화상 표시 장치(1)로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 액정 셀(11)로서는 TFT형, STN형 등의 공지된 액정 셀이 예시된다.
(면 광원 장치)
도 12는 본 발명에 따른 도광판을 구비한 면 광원 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 배면도이며, 도 13은 본 발명에 따른 도광판을 구비한 면 광원 장치의 다른 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 배면도이며, 도 14는 본 발명에 따른 도광판을 구비한 면 광원 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이다. 면 광원 장치(20)는, 도 11 내지 도 14에 나타낸 바와 같이, 도광판(광학 시트)(30)과, 도광판(30)의 측면(33)과 대향하여 배치된 LED 광원(점상(點狀) 광원)(22)을 구비하고 있다. 한편, 도광판(30)의 정면 측에서, 도광판(30)과 투과형 화상 표시부(10)의 사이에, 각종 필름(41)이 배치되어 있는 구성이어도 좋다. 각종 필름(41)으로서는, 확산 필름, 프리즘 필름, 휘도 향상 필름 등을 들 수 있다.
(광원)
LED 광원(22)은 면 광원 장치(20)의 점상 광원으로서 기능하는 것이며, 도 12에 나타낸 바와 같이, 도광판(30)의 Y축 방향으로 연장하는 측면(33, 33)과 대향하여 배치되어 있다. 복수의 LED 광원(22)은, 측면(33)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라, 이산적으로 배치되어 있다. LED 광원(22)의 배치 간격은, 보통 5mm 내지 20mm이다. 점상 광원은, 도광판(30)의 4변과 대향하도록 배치되어 있어도 좋고, X축 방향으로 대향하는 2변(도 12 참조), Y축 방향으로 대향하는 2변에 배치되어 있어도 좋고, 1변에만 배치(도 13 및 도 14 참조)되어 있는 구성이어도 좋다. 또한, 점상 광원은, LED 광원에 한하지 않고 그 밖의 점상 광원이어도 좋다. 또한, 광원은, 점상 광원으로 한정되지 않고, 선상(狀) 광원(냉 음극관)이 배치되어 있는 구성이어도 좋다.
LED 광원(22)은 백색 LED이어도 좋고, 1개의 개소에 복수의 LED를 배치하여 1개의 광원 단위를 구성하여도 좋다. 예컨대, 1개의 광원 단위로 하여, 적색, 녹색, 청색의 다른 삼색의 LED가 근접되어 나란하게 배치되어 있어도 좋다. 그리고, 복수의 LED를 갖는 광원 단위가 전술한 배치 방향을 따라서 이산적으로 배치된다. 이러한 경우에는, 다른 LED끼리는 가능한 한 근접되게 배치되어 있는 것이 바람직하다.
LED 광원으로서는, 다양한 출광 분포를 갖는 것이 사용 가능하지만, LED 광원의 법선 방향(Z축 방향)의 광도가 최대이고, 광도 분포의 반값 폭이 40도 이상 80도 이하인 출광 분포를 갖는 것이 적합하다. 또한, LED 광원의 유형으로서는, 구체적으로, 램버시안(lambertian)형, 포탄형, 사이드 에미션(side emission)형 등을 들 수 있다.
(도광판)
도광판(30)은, 도 12 내지 도 14에 나타낸 바와 같이, 직사각형을 이루고, 평면도상 형상의 크기는 목적으로 하는 투과형 화상 표시 장치(1)의 화면 크기에 적합하도록 선택되지만, 직교하는 2변의 길이(L1×L2)는, 보통 250mm×440mm 이상, 바람직하게는 500mm×800mm 이상의 대형 크기인 것이 바람직하다. 도광판(30)의 평면도상 형상은 직사각형으로 한정되지 않고, 정방형으로서도 좋지만, 이하에서는, 특별히 양해받지 않는 한, 직사각형으로서 설명한다.
도광판(30)은 광을 투과시키는 투광성 수지로부터 형성되어 판상(狀)을 이루고 있다. 한편, 도광판(30)은 시트상이어도 좋고, 필름상(狀)이어도 좋다. 도광판(30)의 두께(T)는 1.0mm 이상 4.5mm 이하인 것이 바람직하다.
도광판(30)은 Z축 방향(두께 방향)으로 대향하는 한 쌍의 주면(31, 32), X축 방향으로 대향하는 한 쌍의 측면(33, 33), 및 Y축 방향으로 대향하는 한 쌍의 측면(34, 34)을 구비하고 있다. 주면(31, 32)은 측면(33, 34)과 교차하는 방향으로 형성되어 있다.
Z축 방향으로 대향하는 한 쌍의 주면 중 한쪽의 주면(31)은 면상(狀)의 광을 출사 가능한 출사면(31)으로서 기능한다. 출사면(31)은 투과형 화상 표시부(10) 측에 배치되고, 다른 쪽의 주면(배면(32))은, 투과형 화상 표시부(10)와는 반대 측에 배치된다. 또한, 배면(32)과 대면하는 위치에는, 도광판(30) 내의 광을 출사면(31) 측으로 반사시키는 반사 시트(42)가 배치되어 있다.
(반사 가공)
또한, 도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 도광판(30)의 배면(32)에는, 광을 난반사시키는 반사 가공(예컨대, 실크 인쇄)이 실시되어 있다. 반사 가공으로서 행하는 인쇄의 방법으로서는, 실크 인쇄의 외에, 잉크 젯 인쇄를 행하여도 좋다. 또는, 반사 가공의 방법으로서는, 인쇄가 아니라, 레이저 조사에 의해 돗트 형상의 요철을 부여하여도 좋다. 본 실시 형태의 도광판(3O)에서는, 반사 가공으로서, 돗트 패턴이 인쇄되어 있다. 돗트 패턴의 인쇄에는, 광을 확산시키는 확산 입자를 갖는 잉크가 사용되고 있다. 또한, 돗트 패턴을 구성하는 각 돗트(38)(인쇄 돗트)의 직경은, 광원 측으로부터 이격됨에 따라서 커지도록, 계조(階調) 변화가 수반되어 있다. 예컨대, 광원으로부터 가까운 영역인 측부 근방의 영역의 돗트 직경은 516㎛ 정도로 되고, 광원으로부터 가장 먼 영역인 패널 중앙 부근의 영역의 돗트 직경은 904㎛ 정도로 되고, 양자의 중간의 영역의 돗트 직경은 729㎛ 정도로 되어 있다.
(요철 형상)
도 7은 본 발명에 따른 도광판의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이며, 도 15는 본 발명에 따른 도광판의 다른 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 출사면(31)에는, Z축 방향의 외측으로 볼록한 복수의 볼록부(35)가 형성되어 있다. 볼록부(35)는 X축 방향(한 방향)으로 연장되고, Y축 방향으로 복수 병렬 배치되어 있다.
또한, 볼록부(35)의 형상으로서는, 프리즘 형상, 대략 반원 형상, 대략 반타원 형상 등을 들 수 있으며, 1개의 볼록부(35)(형상 단위) 중에서 연속적으로 변화되는 형상이 바람직하고, 예컨대, 프리즘 형상보다도 반원 형상 또는 반타원 형상이 바람직하다. 한편, 볼록부(35)가 연장되는 방향은, 광원으로부터의 광의 출사 방향과 평행한 것이 바람직하다. 또한, 볼록부(35)가 인접하는 방향(Y축 방향)에서, 인접하는 볼록부(35, 35) 사이에 평면부가 형성되어 있어도 좋다. 또한, 볼록부의 형상으로서는, 기타 광학 렌즈 형상이어도 좋다.
도 8은 도 7 중의 볼록부를 X축 방향으로부터 나타내는 확대도이다. 여기에서, 볼록부(35)는 식(1): H×T/P≥0.23을 만족시켜도 좋다. 단, P는 인접하는 볼록부(35, 35)의 간격(㎛)이고, H는 볼록부(35)의 높이(㎛)이며, T는 시트 두께(mm)이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 간격(P)은 인접하는 볼록부(35)의 정점(35a, 35a) 사이의 거리이다. 볼록부(35)의 높이(H)는 볼록부(35)의 하단(35b)과 정점(35a)의 거리이다. 시트 두께(T)는 볼록부(35)의 정점(35a)과 배면(32)의 거리이다.
(도광판의 구성 재료)
도광판(30)은 투광성 수지로 형성되어 있다. 투광성 수지의 굴절률은, 보통 1.49 내지 1.59이다. 도광판(30)에 사용되는 투광성 수지로서는, 아크릴계 수지가 주로 사용된다. 도광판(30)에 사용되는 투광성 수지로서, 그 밖의 수지를 사용하여도 좋고, 스타이렌계 수지를 사용하여도 좋다. 투광성 수지로서는, 아크릴 수지, 스타이렌 수지, 카보네이트 수지, 환상 올레핀 수지, MS 수지(메타크릴산메틸과 스타이렌의 공중합체) 등이 사용 가능하다.
도광판을 액정 표시 장치(투과형 화상 표시 장치(1))에 적용함에 있어서, 도광판(30)에는, 광 확산제, 자외선 흡수제, 열 안정제, 광 중합 안정제 등의 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다.
(광 확산판의 사용예)
다음으로, 도 16을 참조하여, 광 확산판의 사용예에 대하여 설명한다. 도 16은 본 발명에 따른 광 확산판을 구비한 투과형 화상 표시 장치의 일 실시 형태의 구성을 모식적으로 나타내는 측면도이다. 도 17은 도 16에 나타내는 투과형 화상 표시 장치의 모식적인 사시도이다.
(투과형 화상 표시 장치)
투과형 화상 표시 장치(1B)는 투과형 화상 표시부(10)와, 도 16에서 투과형 화상 표시부(10)의 배면 측에 배치된 면 광원 장치(20B)를 구비하고 있다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 면 광원 장치(20B)와 투과형 화상 표시부(10)의 배열 방향을 Z축 방향(판 두께 방향)으로 칭하고, Z축 방향에 직교하는 2방향으로서 서로 직교하는 2방향을 X축 방향 및 Y축 방향으로 칭한다.
투과형 화상 표시부(10)로서는, 예컨대 액정 셀(11)의 양면에 직선 편광판(12, 12)이 배치된 액정 표시 패널을 들 수 있다. 이 경우, 투과형 화상 표시 장치(1)는 액정 표시 장치(구체예는 액정 텔레비젼)이다. 액정 셀(11), 편광판(12, 12)은 종래의 액정 표시 장치 등의 투과형 화상 표시 장치(1)에서 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 액정 셀(11)로서는 TFT형, STN형 등의 공지된 액정 셀이 예시된다.
(면 광원 장치)
면 광원 장치(20B)는, 광 확산판(광학 시트)(3OC)과, 광 확산판(30C)의 배면(32)과 대향하여 배치된 선상 광원(22B)을 구비하고 있다. 한편, 광 확산판(30C)의 정면 측에서, 광 확산판(30C)과 투과형 화상 표시부(10)의 사이에, 각종 필름(광학 필름)(41)이 배치되어 있는 구성이어도 좋다. 각종 필름(41)으로서는, 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 마이크로렌즈 필름, 대략 반원상(狀)의 렌티큘러(lenticular) 렌즈 필름, 확산 필름, 프리즘 필름, 휘도 향상 필름, 반사형 편광 분리 필름 등을 들 수 있다.
면 광원 장치(백라이트 시스템)(20B)는, 사각판상(狀)의 후벽(23) 및 후벽(23)의 주연으로부터 전방(정면 측)으로 일체적으로 입설(立設)된 사각틀상(狀)의 측벽(24)을 갖고, 전면 측이 개방된 박형(薄型) 상자상(狀)의 수지제 램프 박스(25)와, 램프 박스(25) 내에 설치된 복수의 선상 광원(22B)과, 램프 박스(25)의 개방면(26)(전면)을 막는 광 확산판(30C)을 구비하고 있다.
즉, 상자상의 램프 박스(25)는, 그 개방면(26)의 윤곽이 사각틀상의 측벽(24)에 의해 구획되고, 측벽(24) 및 후벽(23)에 의해 둘러싸이는 공간 내에, 선상 광원(22B)이 설치되어 있다. 램프 박스(25)의 후벽(23) 내면에는, 예컨대, 선상 광원(22B)에서 후벽(23) 측으로 입사하는 광을 박스의 개방면(26) 측으로 반사시키기 위한 반사판(42)(도 11 참조)이 전체에 부착되어 있다.
(광원)
선상 광원(22B)은, 예컨대, 직경이 2mm 내지 4mm인 원통상(狀) 램프이다. 복수의 선상 광원(22B)은 광 확산판(30C)의 배면(32)에 대하여 일정 간격을 둔 상태로, 서로 평행하게 같은 간격을 두고 배치되어 있다.
이웃하는 선상 광원(22B)의 중심끼리의 간격(Q)은, 전력 절감화의 관점에서, 30mm 내지 60mm인 것이 바람직하다. 또한, 광 확산판(30C)의 배면(32)(예컨대, 배면(32)에서의 중앙부)과 선상 광원(22B)의 중심의 거리(R)는, 박형화의 관점에서, 10mm 내지 20mm인 것이 바람직하다. 또한, 거리(R)에 대한 간격(Q)의 비율(Q/R)은 2.5 내지 4.0인 것이 바람직하다. 특히, 간격(Q)은 40mm 내지 55mm인 것이 바람직하고, 거리(R)는 13mm 내지 17mm인 것이 바람직하다. 또한, 선상 광원(22B)의 수는, 램프 박스(25)의 크기(투과형 화상 표시 장치(1B)의 화면 크기) 및 간격(Q)에 따라 필연적으로 결정되지만, 예컨대, 32형의 액정 표시 장치(1)에서는 6 내지 10개인 것이 바람직하다. 한편, 도 16 및 도 17에서는, 도해하기 쉽게 하기 위해서, 선상 광원(22B)을 5개분만 나타내고 있다.
또한, 선상 광원(22B)으로서는, 예컨대, 형광관(냉 음극관), 할로젠 램프, 텅스텐 램프 등, 공지된 통형 램프를 사용할 수 있다. 또한, 면 광원 장치(20B)의 광원으로서는, 선상 광원(22B) 대신에, 발광 다이오드(LED) 등의 점상 광원 등을 사용할 수도 있다.
(광 확산판)
도 18은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지 시트로부터 이루어지는 광 확산판의 모식적인 사시도이다. 도 19는 광 확산판의 부착 상태를 나타내는 램프 박스의 요부 확대 단면도이다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 광 확산판(30C)은 램프 박스(25)의 측벽(24)의 틀 형상과 거의 같은 사각의 판상으로 형성되어 있다.
광 확산판(30C)은 두께 방향(Z)으로 적어도 2층의 수지층이 적층된 광 투과성의 다층 광 확산판이며, 고유동성 수지로 이루어지는 형상 전사층(A)(전면층)(61)과, 저유동성 수지로 이루어지는 주층(B)(배면층)(62)을 구비하고 있다.
또한, 광 확산판(30C)에는, 필요에 따라 광 확산제(광 확산 입자)를 함유할 수 있다. 광 확산제로서는, 광 확산판(30C)을 구성하는 투광성 수지와 굴절률이 다르고, 투과광을 확산할 수 있는 입자이면 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 무기계의 광 확산제로서, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화타이타늄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 탈크, 운모, 화이트 카본, 산화마그네슘, 산화아연 등을 들 수 있다. 이들은, 지방산 등으로 표면 처리가 실시된 것이어도 좋다.
또한, 예컨대, 유기계의 광 확산제로서, 스타이렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 실록세인계 중합체 입자 등을 들 수 있고, 바람직하게는 중량 평균 분자량이 50만 내지 500만인 고분자량 중합체 입자나, 아세톤에 용해시켰을 때의 겔 분율이 10질량% 이상인 가교 중합체 입자를 들 수 있다. 상기 광 확산제는, 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
광 확산판(30C)이 광 확산제를 함유하는 경우, 광 확산제의 배합 비율은, 투광성 수지 100중량부에 대하여, O.001 내지 1중량부, 바람직하게는 O.001 내지 O.01중량부이다. 또한, 광 확산제는, 상기 투광성 수지의 마스터 배치로서 사용할 수 있다. 또한, 투광성 수지의 굴절률과 광 확산제의 굴절률의 차이의 절대값은, 광 확산성의 관점에서, 보통 0.01 내지 0.20이며, 바람직하게는 0.02 내지 0.15이다.
또한, 광 확산판(30C)에는, 필요에 따라, 예컨대, 자외선 흡수제, 열 안정제, 산화 방지제, 내후제, 광 안정제, 형광 증백제, 가공 안정제 등의 각종 첨가제를 첨가할 수도 있다.
자외선 흡수제로서는, 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 살리실산 페닐에스터계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제, 트라이아진계 자외선 흡수제, 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제 등을 들 수 있다. 자외선 흡수제를 첨가하는 경우에는, 투광성 수지 100중량부에 대하여, 자외선 흡수제를 O.1 내지 3중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 상기한 범위이면, 자외선 흡수제의 표면에의 블리딩(bleeding)을 억제할 수 있고, 광 확산판의 외관을 양호하게 유지할 수 있다.
열 안정제로서는, 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 망간 화합물, 구리 화합물 등을 들 수 있다. 열 안정제를 첨가하는 경우에는, 자외선 흡수제와 함께 첨가하고, 투광성 수지 중의 자외선 흡수제 1중량부에 대하여, 열 안정제를 2중량부 이하의 비율로 첨가하는 것이 바람직하고, 투광성 수지 중의 자외선 흡수제 1중량부에 대하여, 열 안정제를 O.01 내지 1중량부 첨가하는 것이 더욱 바람직하다.
또, 산화 방지제로서는, 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 힌더드 페놀 화합물, 힌더드 아민 화합물 등을 들 수 있다. 산화 방지제를 첨가하는 경우에는, 투광성 수지 100중량부에 대하여, 산화 방지제를 0.1 내지 3중량부 첨가하는 것이 바람직하다.
그리고, 광 확산판(30C)은, 도 19에 나타낸 바와 같이, 램프 박스(25) 내의 선상 광원(22B)에 대하여 반타원 볼록부(35)가 평행해지는 위치에서, 램프 박스(25)의 측벽(24)에 대하여 광 확산판(30C)의 배면(32)을 맞닿게 하여, 램프 박스(25)에 고정되어 있다. 이에 의해, 램프 박스(25)의 개방면(26)이 광 확산판(30C)에 의해 막혀 있다.
(수지 시트의 구성 재료)
수지 시트로부터 이루어지는 도광판 또는 광 확산판은 투광성 수지로부터 형성되어 있다. 투광성 수지의 굴절률은, 보통 1.49 내지 1.59이다. 도광판(30) 또는 광 확산판(30C)에 사용되는 투광성 수지로서는, 아크릴계 수지가 주로 사용된다. 도광판(30) 또는 광 확산판(30C)에 사용되는 투광성 수지로서, 그 밖의 수지를 사용하여도 좋고, 스타이렌계 수지를 사용하여도 좋다. 투광성 수지로서는, 아크릴 수지, 스타이렌 수지, 카보네이트 수지, 환상 올레핀 수지, MS 수지(메타크릴산메틸과 스타이렌의 공중합체) 등이 사용 가능하다.
또한, 도 10에 나타내는 수지 시트(60)는, 형상 전사층(A)(61)과 주층(B)(62)으로 구성되고, 형상 전사층(A)을 구성하는 수지(a)의 중량 평균 분자량에 대한 주층(B)을 구성하는 수지(b)의 중량 평균 분자량의 비율은 1.2 이상이다.
형상 전사층인 표면층(A)을 구성하는 수지(a)로서는, 보통은, 가열되는 것에 의해 용융 상태가 되는 열가소성 수지를 들 수 있다. 수지(a)는 스타이렌계 수지, MS 수지 또는 아크릴계 수지인 것이 바람직하다. 수지(a)는 그 밖의 수지여도 좋고, 카보네이트 수지, 환상 올레핀 수지 등이어도 좋다. 한편, 본 발명의 제조 방법에 적용할 수 있는 범위에서, 가열되는 것에 의해 경화되는 열 경화성 수지이어도 좋다. 상기 수지는, 광 확산제, 자외선 흡수제, 열 안정제, 대전 방지제 등의 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다.
주층(B)을 구성하는 수지(b)로서는, 보통은, 가열되는 것에 의해 용융 상태가 되는 열가소성 수지를 들 수 있다. 수지(b)는 스타이렌계 수지, MS 수지 또는 아크릴계 수지인 것이 바람직하다. 수지(b)는 그 밖의 수지여도 좋고, 카보네이트 수지, 환상 올레핀 수지 등이어도 좋다. 한편, 본 발명의 제조 방법에 적용할 수 있는 범위에서, 가열되는 것에 의해 경화되는 열 경화성 수지이어도 좋다. 상기 수지는, 광 확산제, 자외선 흡수제, 열 안정제, 대전 방지제 등의 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다.
표면층(A)을 구성하는 수지(a)와 주층(b)을 구성하는 수지(b)가 스타이렌계 수지, MS 수지 또는 아크릴 수지인 경우, 수지(a)가 스타이렌계 수지이며, 수지(b)가 MS 수지이어도 좋고, 수지(a)가 스타이렌계 수지이며, 수지(b)가 아크릴 수지이어도 좋고, 수지(a)가 MS 수지이며, 수지(b)가 아크릴 수지이어도 좋다. 수지(a)와 수지(b)는 다같이 스타이렌계 수지이어도 좋고, 다같이 MS 수지이어도 좋고, 다같이 아크릴계 수지이어도 좋다.
(중량 평균 분자량의 예)
형상 전사층(A)을 구성하는 수지(a), 및 주층(B)을 구성하는 수지(b)가 다같이 스타이렌계 수지인 경우, 수지(a)의 중량 평균 분자량은 100,000 내지 350,000, 수지(b)의 중량 평균 분자량은 200,000 내지 420,000으로 할 수 있다.
또한, 형상 전사층(A)을 구성하는 수지(a), 및 주층(B)을 구성하는 수지(b)가 다같이 아크릴계 수지인 경우, 수지(a)의 중량 평균 분자량은 70,000 내지 150,000, 수지(b)의 중량 평균 분자량은 90,000 내지 200,000으로 할 수 있다.
(수지 시트의 제조 방법)
본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트의 제조 방법의 순서를 나타내는 흐름도이다. 본 실시 형태의 수지 시트의 제조 방법은, 예컨대, 도 1 내지 도 5, 및 도 20에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50)를 사용하여 실시 가능하다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 수지 시트의 제조 방법은, 가열 용융 상태의 수지를 다이로부터 연속적으로 압출하여 연속 수지 시트(60)를 성형하는 시트 제조 공정(S1)과, 주면에 전사형이 형성된 제2 가압 롤(형상 롤)(52B)을 사용하여, 연속 수지 시트(60)에 전사형을 전사하는 전사 공정(S2)을 구비한다.
(시트 제조 공정)
시트 제조 공정에서는, 수지를 가열 용융 상태로 다이(51)로부터 연속적으로 압출하여 연속 수지 시트(60)를 제조한다. 본 발명의 제조 방법에 사용되는 수지로서는, 가열되는 것에 의해 용융 상태가 되는 열가소성 수지를 들 수 있다.
상기 수지를 가열 용융 상태로 연속적으로 압출하는 다이(51)로서는, 보통의 압출 성형법에 사용되는 것과 같은 금속제의 T 다이 등이 사용된다. 다이(51)로부터 수지를 가열 용융 상태로 압출하기 위해서는, 보통의 압출 성형법과 같이, 압출기(58)가 사용된다. 압출기(58)는 1축 압출기여도 좋고, 2축 압출기여도 좋다. 수지는 압출기(58) 내에서 가열되어, 용융된 상태로 다이(51)로 보내어 압출된다. 다이(51)로부터 압출된 수지는, 연속적으로 시트상으로 되어 압출되어, 연속 수지 시트(60)가 된다.
상기 연속 수지 시트(60)는 다층 구조이기 때문에, 2종 이상의 수지를 다이(51)에 공급하여, 적층한 상태로 공압출을 행한다. 2종 이상의 수지를 적층한 상태로 공압출을 하기 위해서는, 예컨대, 공지된 2종 3층 분배형 피드 블록을 사용하고, 이것을 경유하여 다이(51)에 수지를 공급한다.
한편, 연속 수지 시트(60)의 두께는, 수득된 시트의 용도에 따라 적절히 조정하면 좋다. 예컨대, 연속 수지 시트(60)를 도광판(30) 또는 광 확산판(30C)으로서 사용하는 경우의 시트 두께의 바람직한 범위는 1.0mm 이상 4.5mm 이하이다.
(전사 공정)
전사 공정(S2)은, 시트 제조 공정(S1)에 의해서 제조된 연속 수지 시트(60)를 제1 가압 롤(가압 롤)(52A)과 제2 가압 롤(형상 롤)(52B)에 끼워 넣음으로써 가압하는 전사 개시 공정(S3)과, 전사 개시 공정(S3)에서 가압된 연속 수지 시트(60)를 형상 롤(52B)의 주면에 밀착시킨 채로 반송하는 반송 공정(S4)과, 반송 공정(S4)에서 반송된 연속 수지 시트(60)를 형상 롤(52B)의 주면(전사형(53))으로부터 박리하는 박리 공정(S5)을 포함한다.
(전사 개시 공정)
상기 시트 제조 공정(S1)에서 수득된 연속 수지 시트(60)는, 전사 개시 공정(S3)에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 가압 롤(52A)과 제2 가압 롤(52B)에서 시트의 두께 방향의 양측으로부터 동시에 끼워 넣어져 가압된다.
이때, 제2 가압 롤(52B)에 접하기 직전의 연속 수지 시트(60)는 가열 상태에 있고, 그 표면 온도는, 형상 전사층(A)을 구성하는 수지(a)의 유리전이온도를 Tg(a)로 한 경우, (Tg(a)+50℃) 내지 (Tg(a)+150℃)의 범위이다. 표면 온도의 조정은, 압출기(58)의 설정 온도의 변경, 다이(51)의 설정 온도의 변경에 의해 조정할 수 있다. 한편, 연속 수지 시트(60)의 표면 온도는, 적외선 온도계 등을 사용하여 계측할 수 있다.
또한, 전사 개시 공정의 직전에, 제1 가압 롤(52A)의 주면에 밀착되어 반송되고 있는 연속 수지 시트(60)의 형상 전사층(61)의 시트 표면을 가열하는 가열 공정을 실행하여도 좋다.
이 전사 개시 공정(S3)에서, 연속 수지 시트(60)에는, 제2 가압 롤(형상 롤)(52B)의 표면에 형성된 전사형(53)에 의한 형상이 전사된다. 한편, 본 발명에서는, 전사형을 구비한 제2 가압 롤(52B)을 전사 롤이라고도 한다. 상기 전사 롤 표면에 구비된 전사형은 연속 수지 시트(60)의 표면에 바짝 대고, 그 표면 형상을 반대형(型)으로서 연속 수지 시트(60)에 전사한 것이다.
제1 및 제2 가압 롤(52A, 52B)로서, 보통은 스테인레스 강, 철강 등의 금속으로 구성된 금속제 롤이 사용되고, 그 직경은 보통 100mm 내지 500mm이다. 이들의 제1 및 제2 가압 롤(52A, 52B)로서 금속제 롤을 사용하는 경우, 그 표면은, 예컨대 크로뮴 도금, 구리 도금, 니켈 도금, 니켈-인 도금 등의 도금 처리가 실시되어 있어도 좋다. 또한, 제1 가압 롤(52A)의 표면(주면)은 경면이어도 좋고, 엠보싱 등의 요철이 실시된 전사면으로 되어 있어도 좋다.
(반송 공정)
반송 공정(S4)은 연속 수지 시트(60)를 제2 가압 롤(52B)의 주면에 밀착시킨 상태로 제2 가압 롤(52B)의 회전을 따라서 반송하는 공정이다.
(박리 공정)
박리 공정(S5)은 연속 수지 시트(60)를 제2 가압 롤(52B)의 주면으로부터 박리하는 공정이다.
이때, 제2 가압 롤(52B)로부터 박리된 직후의 연속 수지 시트(60)의 수지(a)의 표면 온도는 형상 전사층(A)을 구성하는 수지(a)의 유리전이온도 Tg(a)에 대하여, (Tg(a)-10)℃ 내지 (Tg(a)+40)℃의 범위인 것이 적합하다. 이 범위보다도 수지(a)의 표면 온도가 낮은 경우에는, 생산 효율이 오르지 않게 된다. 상기의 온도 범위보다도 수지(a)의 표면 온도가 높은 경우에는, 연속 수지 시트(60)에 전사된 형상이 열에 의해 원래로 돌아가 버리기 쉬워, 전사율이 악화되기 쉽다. 제2 가압 롤(52B)에서 박리된 직후의 수지(a)의 표면 온도의 보다 바람직한 범위는 (Tg(a)-5)℃ 내지 (Tg(a)+10)℃의 범위이다.
또한, 표면층(A)을 구성하는 수지(a)의 유리전이온도 Tg(a)는, 주층(B)을 구성하는 수지(b)의 유리전이온도를 Tg(b)로 한 경우, (Tg(b)+2)℃<Tg(a)℃<(Tg(b)+20)℃의 범위이어도 좋다.
또한, 제2 가압 롤(52B)로부터 박리된 후에, 주층(25B)의 두께에 대한 형상 전사층(A)의 두께의 비율이 1/200 내지 1/10의 범위이다. 두께 비율이 1/200보다 작은 경우, 두께 비율이 1/10보다도 큰 경우에는, 전사율의 향상이 불충분하다.
(전사형)
도 8은 전사형에 형성된 오목부 및 수지 시트에 형성된 볼록부를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 전사형(53)은 형상 롤(52B)의 표면에 설치된 복수의 오목부로 이루어진다. 예컨대, 오목부는 형상 롤(52B)의 원주 방향으로 연속하여 형성되어 있다. 오목부의 피치는, 보통 30㎛ 이상, 바람직하게는 50㎛ 이상이지만, 본 발명의 제조 방법 및 제조 장치에 있어서는, 오목부의 피치 간격이 200㎛ 내지 500㎛인 경우에 적합하며, 오목부의 홈 깊이(H)가 100㎛ 내지 500㎛이다. 오목부의 피치 간격(P)이란, 인접하는 오목부의 홈 부분 사이(저부(底部)끼리)의 거리를 말하며, 오목부의 홈 깊이(H)란, 형상 롤(52B)의 표면 원주 상으로부터 오목부의 홈 부분(저부)까지의 거리를 말한다.
또한, 오목부의 피치 간격(P)에 대한 오목부의 홈 깊이(H)의 비율인 아스펙트비(H/P)는, 예컨대 0.3 이상, 바람직하게는 0.4 내지 0.7이다.
또한, 전사형(53)의 오목부의 단면 형상으로서는, 반원 형상, 반타원 형상 등을 들 수 있다. 또한, 프리즘 형상에 대응한 예각부를 갖는 V자형 형상이어도 좋다.
상기 전사형의 제작 방법으로서는, 상기 스테인레스 강, 철강 등으로 이루어지는 전사 롤의 표면에, 예컨대 크로뮴 도금, 구리 도금, 니켈 도금, 니켈-인 도금 등의 도금 처리를 실시한 후에, 그 도금면에 대하여 다이아몬드 바이트나 금속 숫돌 등을 사용한 제거 가공이나, 레이저 가공이나, 또는 화학 에칭을 행하고, 형상을 가공하는 경우가 있지만, 이들의 수법으로 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 전사 롤의 표면은, 상기 전사형을 형성한 후에, 예컨대 표면 형상의 정밀도를 손상하지 않는 수준으로, 크로뮴 도금, 구리 도금, 니켈 도금, 니켈-인 도금 등의 도금 처리를 실시하여도 좋다.
상기 전사형의 홈 형상을 보다 정밀하고 재현성 좋게 형성하기 위해서는, 선반과 다이아몬드 바이트의 조합이 바람직하고, 구리 상에 실시하는 크로뮴 도금의 두께는, 바람직하게는 5㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 2㎛ 이하이다.
(수지 시트의 제조 방법의 변형예)
제조 방법의 변형예로서, 예컨대, 반송 공정(S4)의 후에, 제2 가압 공정을 실시하여도 좋다. 제2 가압 공정은, 도 2에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50B)를 사용하여 실시 가능하다. 제2 가압 공정에서는, 반송 공정(S4)에 의해서 반송된 연속 수지 시트(60)를 제2 가압 롤(형상 롤)(52B)과 제3 가압 롤(52C)에 끼움으로써 가압한다. 제2 가압 공정에서 가압된 연속 수지 시트(60)는 제2 가압 롤(52B)로부터 박리되고(박리 공정), 제3 가압 롤(52C)의 주면에 밀착된 채로 반송한 후, 제3 가압 롤(52C)의 주면으로부터 박리된다.
또한, 제조 방법의 다른 변형예로서, 예컨대, 전사 개시 공정(S3) 전에, 미리 가압하는 예압 공정를 실시하여도 좋다. 예압 공정은 도 3에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50C)를 사용하여 실시 가능하다. 예압 공정에서는 시트 제조 공정(S1)에 의해서 제조된 연속 수지 시트(60)를 예압 롤(52D)과 제1 가압 롤(52A)에 끼움으로써 미리 가압한다. 가압된 연속 수지 시트(60)는 제1 가압 롤(52A)의 주면에 밀착된 채로 반송되고(예비 반송 공정), 제1 및 제2 가압 롤(52A, 52B)에 의해서 전사 개시 공정(S3)이 실행되어, 전사율 향상에 효과가 있어, 이 제조 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 가압 롤(52A) 근처에는, 제1 가압 롤(52A) 상으로 반송되는 연속 수지 시트(60)의 표면을 가열하기 위한 히터(59)(도 20 참조)를 설치하여도 좋다. 히터(59)는 제1 가압 롤(52A)의 주면에 대하여 이격되도록 대향 배치되어 있고, 반송되는 연속 수지 시트를 표면 측으로부터 가열한다. 히터(59)로서는, 예컨대 적외선 히터 등 공지된 히터를 사용할 수 있다.
(작용)
본 발명의 수지 시트의 제조 방법에서는, 형상 전사층(A)의 중량 평균 분자량에 대한 주층(B)의 중량 평균 분자량의 비율이 1.2 이상이기 때문에, 형상 전사층만 비교적 양호하게 유동하고, 주층은 비교적 유동성이 낮은 것으로 할 수 있다. 그 때문에, 수지(a)에 의한 표층부가 전사형의 오목부 형상으로 유입하기 쉬워지고, 전사형(53)의 오목부 형상으로 유입한 수지의 형상이 전사형(53)으로부터 박리된 후에도 유지되기 쉬워진다. 이에 의해, 형상 전사율을 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 아스펙트비가 높은 표면 형상을 수지 시트에 형성하는 것이 가능해진다.
(실시예)
이하, 실시예 1과 비교예 1을 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1, 비교예 1)
도 3에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50C)를 사용하여 실시예 1 및 비교예 1에 따른 시트를 작성했다. 사용한 제조 장치(50)의 조건을 이하에 나타낸다. 압출기(58)의 스크류 직경을 120mm로 했다. 라인 속도를 실시예 1에서는 2.88m/min, 비교예 1에서는 2.79m/min로 하고, 시트 폭(Y축 방향의 길이)을 135cm로 했다. 제2 가압 롤(52B)의 전사형의 형상으로서, 피치(P)가 400㎛, 깊이(H)가 215㎛, 꼭지각이 85도인 프리즘 형상으로 했다. 롤 온도(예압 롤(52D)(No.1 롤)/제1 가압 롤(52A)(No.2 롤)/제2 가압 롤(52B)(No.3 롤))는 75℃/80℃/83℃로 했다. 또한, 반송 롤러(52I)(롤러 테이블, RT)의 온도는 60℃로 했다.
실시예 1에서는, 시트 두께 2.5mm의 PMMA 판을 압출 성형(시트 제조 공정)에 의해서 작성했다. 실시예 1에서는, 2 종류의 아크릴계 수지를 사용함으로써 2층 구조이며, 표면층(A) 및 주층(B)이 다같이 아크릴계 수지인 수지 시트(도 10 참조)를 작성했다.
표면층(A)을 구성하는 수지(a)에 아크릴계 수지(메타크릴산메틸과 아크릴산메틸의 공중합체)를 사용했다. 수지(a)의 사양을 이하에 나타낸다.
중량 평균 분자량(Mw(a)): 83000
유리전이온도 Tg(a): 102℃
두께: 0.2mm
주층(B)을 구성하는 수지(b)에 아크릴계 수지(메타크릴산메틸과 아크릴산메틸의 공중합체)를 사용했다. 수지(b)의 사양을 이하에 나타낸다.
중량 평균 분자량(Mw(b)): 115000
유리전이온도 Tg(b): 106℃
두께: 2.3mm
표면층(A)과 주층(B)의 두께의 비율은 2/23이다.
한편, 중량 평균 분자량(Mw)은, GPC 측정에 의해, 이하의 방법으로 구했다. 즉, 0.2% THF 용액을 제작하고, 그 후, TOSO사제의 크기 배제 크로마토그래피를 사용하여 측정하고, PMMA 환산을 행하는 것에 의해 중량 평균 분자량(Mw)을 구했다. 수지(a)의 중량 평균 분자량(Mw(a))에 대한 수지(b)의 중량 평균 분자량(Mw(b))은 1.39였다.
비교예 1에서는, 상기의 수지(b)를 사용하여 2층 구조의 수지 시트를 작성했다. 표면층(A)을 구성하는 수지를 수지(a) 대신에 수지(b)로 한 것 이외는, 상기의 실시예와 같다.
실시예 1에서는, 제2 가압 롤(52B)에서 박리된 직후의 수지 시트의 표면 온도는 112℃이며, 이때의 형상 높이(H')는 147㎛였다. 비교예 1에서는, 제2 가압 롤(52B)로부터 박리된 직후의 수지 시트의 표면 온도는 112℃이며, 이때의 형상 높이(H')는 138㎛였다.
하기의 표 1에 실시예 1 및 비교예 1의 시험 조건 및 시험 결과를 나타내고 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 수지 시트의 제조 방법에 의하면, 수지 시트의 형상 전사율을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 그 실시 형태에 근거하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 형태에서는, 다층 구조의 연속 수지 시트로서, 전사형의 형상이 전사되는 한쪽의 시트 표면을 표면층(A)으로 하여 수지(a)에 의해서 구성하며, 다른 쪽의 시트 표면을 수지(a)와는, 다같이 아크릴계 수지이지만 중량 평균 분자량이 다른 수지(b)에 의해서 구성하는 2층 구조로 하고 있지만, 두께 방향의 양측에 형상 전사층(A)과 이 형상 전사층(A) 사이에 끼워진 주층(B)을 갖는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 수지 시트로서, 도광판 또는 광 확산판에 대하여 설명하고 있지만, 그 밖의 수지 시트를 작성하여도 좋다. 본 발명의 수지 시트 제조 방법은 액정 TV의 백라이트에 탑재되는 형상 도광판 및 형상 확산판의 제조에 유효하다. 본 발명은 아스펙트비가 높은 형상 도광판 및 형상 확산판의 제조에 특히 유효하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 도 1 내지 도 5, 및 도 20에 나타내는 수지 시트 제조 장치(50, 50B, 50C, 50D, 50E, 50F)를 사용하여, 연속 수지 시트의 제조를 행하고 있지만, 그 밖의 제조 공정을 실행 가능한 수지 시트 제조 장치를 사용하여도 좋다.
또한, 형상 롤로부터 박리된 직후의 연속 수지 시트의 표면 온도는 형상 전사층(A)을 구성하는 수지(a)의 유리전이온도 Tg(a)에 대하여, (Tg(a)-10)℃ 이상 (Tg(a)+30)℃ 이하의 범위인 것이 적합하지만, 그 밖의 온도 범위이어도 좋다.
또한, 형상 롤로부터 박리된 직후의 연속 수지 시트의 표면 온도는 주층(B)을 구성하는 수지(b)의 유리전이온도 Tg(b)에 대하여, Tg(b)℃ 내지 Tg(a)℃의 범위이어도 좋다.
Claims (22)
- 평탄한 시트 표면을 갖고, 가열 상태에 있는 수지 시트의 상기 시트 표면에 전사형(型)의 형상을 전사함으로써 상기 시트 표면에 전사형의 형상이 전사된 형상 전사 수지 시트를 제조하는 방법으로서,
상기 수지 시트는, 시트의 두께 방향으로 복수의 층을 갖는 다층 구조이며, 상기 시트 표면을 구성하는 형상 전사층(A)과 상기 형상 전사층의 배면 측에 인접하는 주층(B)의 적어도 2층을 구비하고,
상기 형상 전사층(A)의 중량 평균 분자량에 대한 상기 주층(B)의 중량 평균 분자량의 비율이 1.2 이상이며,
상기 형상 전사층(A) 및 상기 주층(B)을 구성하는 수지가 다같이 아크릴계 수지인,
형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
가열 용융 상태의 수지를 다이로부터 연속적으로 압출함으로써, 연속 수지 시트로서 상기 수지 시트를 제조하는 시트 제조 공정과,
주면(周面)에 전사형이 형성된 형상 롤을 사용하여, 상기 시트 표면에 상기 전사형을 전사하는 전사 공정을 구비하며,
상기 전사 공정은, 상기 시트 제조 공정에 의해서 제조된 상기 연속 수지 시트를 가압 롤과 상기 형상 롤에 끼워 가압함으로써 상기 형상 롤의 상기 전사형의 형상을 상기 연속 수지 시트의 상기 시트 표면에 전사하는 것을 개시하는 전사 개시 공정과,
상기 전사 개시 공정에서 상기 시트 표면에 상기 전사형의 형상이 전사된 상기 연속 수지 시트를 상기 형상 롤의 주면에 밀착시킨 채로 반송하는 반송 공정과,
상기 반송 공정에서 반송된 상기 연속 수지 시트를 상기 형상 롤의 주면으로부터 박리하는 박리 공정을 포함하는,
형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 전사 공정은, 상기 시트 제조 공정에 의해서 제조된 상기 연속 수지 시트를 예압 롤과 상기 가압 롤에 끼워 넣음으로써 가압하는 예압 공정과,
상기 예압 공정에서 가압된 상기 연속 수지 시트를 상기 가압 롤의 주면에 밀착시킨 채로 반송하는 예비 반송 공정을 포함하며,
상기 전사 개시 공정에서는, 상기 예비 반송 공정에 의해서 반송된 상기 연속 수지 시트를 상기 가압 롤과 상기 형상 롤에 끼워 가압하는,
형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 형상 전사층(A)을 구성하는 수지(a)의 유리전이온도를 Tg(a)로 한 경우,
상기 형상 롤의 상기 주면에 접하기 직전의 상기 형상 전사층(A)의 표면 온도는 (Tg(a)+50)℃ 내지 (Tg(a)+150)℃의 범위이며,
상기 형상 롤의 상기 주면으로부터 박리된 직후의 상기 형상 전사층(A)의 표면 온도는 (Tg(a)-10)℃ 내지 (Tg(a)+40)℃의 범위인,
형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 주층(B)의 두께에 대한 상기 형상 전사층(A)의 두께의 비율이 1/200 내지 1/10의 범위인, 형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 전사 개시 공정의 직전에, 상기 가압 롤의 주면에 밀착되어 반송되고 있는 상기 연속 수지 시트의 상기 형상 전사층(A)의 시트 표면을 가열하는 가열 공정을 구비하는, 형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 전사형에는, 상기 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 상기 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고,
복수의 상기 홈 부분의 배치 간격(P)은 200㎛ 내지 500㎛인, 형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 전사형에는, 상기 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 상기 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고,
복수의 상기 홈 부분은 등 간격으로 배치되어 있는, 형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 전사형에는, 상기 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 상기 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고,
복수의 상기 홈 부분의 깊이(H)는 100㎛ 내지 500㎛인, 형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 전사형에는, 상기 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 상기 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고,
복수의 상기 홈 부분의 배치 간격(P)에 대한 상기 홈 부분의 깊이(H)의 비율인 아스펙트비(H/P)가 0.3 이상인, 형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 전사형에는, 상기 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 상기 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고,
상기 홈 부분의 상기 형상 롤의 원주 방향에 직교하는 방향의 단면 형상은, 반원 형상, 반타원 형상 또는 프리즘 형상인, 형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 전사형에는, 상기 형상 롤의 원주 방향으로 연속하는 홈 부분이 상기 형상 롤의 회전축 방향으로 복수 병설되고,
상기 홈 부분의 상기 형상 롤의 원주 방향에 직교하는 방향의 단면 형상은 광학 렌즈를 형성하기 위한 대응 형상인, 형상 전사 수지 시트의 제조 방법. - 삭제
- 평탄한 시트 표면을 갖고, 시트의 두께 방향으로 복수의 층을 갖는 다층 구조이며, 상기 시트 표면을 구성하는 표면층(A)과 상기 표면층(A)의 배면 측에 인접하는 주층(B)의 적어도 2층을 구비하며,
상기 표면층(A)의 중량 평균 분자량에 대한 상기 주층(B)의 중량 평균 분자량의 비율이 1.2 이상이며,
상기 표면층(A) 및 상기 주층(B)을 구성하는 수지가 다같이 아크릴계 수지인, 수지 시트. - 제 14 항에 있어서,
상기 주층(B)의 두께에 대한 상기 표면층(A)의 두께의 비율이 1/200 내지 1/10의 범위인, 수지 시트. - 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
상기 표면층(A) 측에는, 제1 방향으로 연장됨과 함께, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 병렬 배치된 복수의 볼록부가 형성되어 있는, 수지 시트. - 제 16 항에 있어서,
상기 볼록부의 형상이 프리즘 형상, 반원 형상, 반타원 형상 또는 광학 렌즈 형상인, 수지 시트. - 제 16 항에 있어서,
상기 볼록부의 형상이 하기 수학식을 만족시키는 형상인, 수지 시트.
H×T/P≥0.23
〔상기 수학식에서, P는 인접하는 볼록부의 간격(㎛)이고, H는 볼록부의 높이(㎛)이며, T는 시트 두께(mm)이다.〕 - 삭제
- 삭제
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
도광판 또는 광 확산판인 수지 시트. - 제 21 항에 있어서,
도광판이며, 표면층(A)에 대한 배면 측에, 측면으로부터 입사한 광을 확산시키는 광 확산 가공이 실시되어 이루어지는 수지 시트.
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