KR101490542B1 - 광학 시트, 표시 장치 및 광학 시트의 제조 방법 - Google Patents

광학 시트, 표시 장치 및 광학 시트의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 넓은 범위의 외광을 적절하게 흡수하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 광학 시트, 표시 장치 및 광학 시트의 제조 방법을 제공하는 것이다. 영상광원보다 관찰자측에 배치되고, 상기 영상광원으로부터 출사된 광을 제어하여 관찰자측으로 출사하는 복수의 층을 구비하는 광학 시트(10, 20, 30)이며, 복수의 층 중 적어도 1층이 광을 투과 가능하게 시트면을 따라 병렬로 배치되는 프리즘부(12, 22, 32)와, 프리즘부 사이에 광을 흡수 가능하게 병렬로 배치되는 쐐기형부(13, 23, 33)를 갖는 광학 기능 시트층(11, 21, 31)이며, 또한 복수의 층 중 다른 적어도 1층이 광 흡수층(17, 27, 37)인 광학 시트로 한다.

Description

광학 시트, 표시 장치 및 광학 시트의 제조 방법{OPTICAL SHEET, DISPLAY DEVICE AND OPTICAL SHEET MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 영상광원보다 관찰자측에 배치되어 영상광이나 외광을 적절하게 제어할 수 있는 광학 시트, 표시 장치 및 광학 시트의 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 넓은 범위에 걸쳐서 입사하는 외광을 차단하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 광학 시트, 표시 장치 및 광학 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하,「PDP」라 기재하는 경우가 있음)을 사용한 텔레비전 등의 표시 장치에서는, PDP보다도 관찰자측에 광학 시트가 배치되어 있다. 이 광학 시트는 관찰자에게 보다 질이 높은 영상을 제공하는 역할을 갖는다. 그로 인해 상기 광학 시트는 시트면을 따라 병렬되고, PDP로부터의 영상광을 투과시키는 프리즘부를 구비한다. 게다가, 광학 시트는 상기 프리즘부 사이에 배치되고, 영상광이나 외광을 적절하게 차단 또는 반사시켜 콘트라스트를 향상시키거나, 고스트를 억제하는 쐐기형부를 구비하고 있다(특허 문헌 1 등).
일본특허공개제2006-189867호공보
특허 문헌 1에 기재된 광학 시트에서는, 프리즘부 사이에 배치된 쐐기형부에 의해서만 외광을 흡수하도록 형성되어 있다. 따라서, 화면의 법선에 대해 큰 각도로부터 입사하는 외광(예를 들어 천장 조명으로부터의 광 등)은 잘 흡수할 수 있다. 그러나, 화면의 법선에 대해 작은 각도로부터의 외광을 흡수하기 어렵다. 이에 의해, 전체적으로 콘트라스트를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있었다.
따라서, 본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, 넓은 범위에서 외광을 적절하게 흡수하고, 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 광학 시트, 표시 장치 및 광학 시트의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
이하, 본 발명에 대해 설명한다. 또한, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 첨부 도면의 참조 부호를 괄호 쓰기로 부기한다. 그러나, 그에 의해 본 발명이 도시한 형태에 한정되는 것은 아니다.
청구범위 제1항에 기재된 발명은, 영상광원보다 관찰자측에 배치되고, 상기 영상광원으로부터 출사된 광을 제어하여 관찰자측에 출사하는 복수의 층을 구비하는 광학 시트(10, 20, 30)이며, 복수의 층 중 적어도 1층이 광을 투과 가능하게 시트면을 따라 병렬로 배치되는 프리즘부(12, 22, 32)와, 프리즘부 사이에 광을 흡수 가능하게 병렬로 배치되는 쐐기형부(13, 23, 33)를 갖는 광학 기능 시트층(11, 21, 31)이며, 또한 복수의 층 중 다른 적어도 1층이 광을 흡수 가능한 광 흡수층(17, 27, 37)인 광학 시트를 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.
청구범위 제2항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)에 있어서의 광 흡수층(17, 27, 37)은 소정의 파장의 광을 흡수하는 것을 특징으로 한다.
청구범위 제3항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)에 있어서의 쐐기형부(13, 23, 33) 및 광 흡수층(17, 27, 37)이 동일 재료를 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구범위 제4항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)에 있어서의 광 흡수층(17, 27, 37)이 쐐기형부(13, 23, 33)와 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구범위 제5항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)에 있어서의 쐐기형부(13, 23, 33)가 상기 쐐기형부를 구성하는 재료만으로 형성된 6㎛ 두께의 시트의 투과율 측정에 있어서, 투과율이 40 내지 70%로 되는 광 흡수 성능을 갖도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서「투과율」은 대상인 시트를 배치하는 전후에 있어서의 휘도의 비를 의미하고, 최대 100%의 값을 취한다.
청구범위 제6항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)의 시트 두께 방향 단면에 있어서, 광학 기능 시트층(11, 21, 31)의 프리즘부(12, 22, 32)는 한쪽 시트면측에 짧은 상부 바닥, 다른 쪽 시트면측에 긴 하부 바닥을 갖는 사다리꼴이며, 쐐기형부(13, 23, 33)는 한쪽 시트면측을 밑변으로 하는 삼각형인 것을 특징으로 한다.
청구범위 제7항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)의 시트 두께 방향 단면에 있어서, 광학 기능 시트층(11, 21, 31)의 프리즘부(12, 22, 32)가 한쪽 시트면측에 짧은 상부 바닥, 다른 쪽 시트면측에 긴 하부 바닥을 갖는 사다리꼴이며, 쐐기형부(13, 23, 33)가 한쪽 시트면측에 긴 하부 바닥, 다른 쪽 시트면측에 짧은 상부 바닥을 갖는 사다리꼴인 것을 특징으로 한다.
청구범위 제8항에 기재된 발명은, 청구범위 제6항 또는 제7항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)에 있어서의 프리즘부(12, 22, 32)의 상부 바닥과 하부 바닥 사이에 구비되는 사다리꼴의 빗변이 시트면의 법선에 대해 0도보다 크고 10도 이하인 것을 특징으로 한다.
청구범위 제9항에 기재된 발명은, 청구범위 제8항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)에 있어서의 빗변이 꺾임선 형상, 또는 곡선으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 빗변이 곡선 형상인 경우에 있어서의 상기 곡선과 시트면의 법선이 이루는 각은 다음과 같이 구한다. 상기 곡선을 시트 두께 방향으로 10등분하고, 얻어지는 각 곡선의 단부점을 연결하여 직선을 얻는다. 그리고, 얻어진 각 직선과 시트면의 법선이 이루는 각이 모두 0도보다 크고 10도 이하이다.
청구범위 제10항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트(10, 20)에 있어서의 쐐기형부(13, 23)에 평균 입경이 1㎛ 이상인 광 흡수 입자를 함유하는 것을 특징으로 한다.
여기서「평균 입경이 1㎛ 이상」인 것에 있어서의「평균 입경이 1㎛」라 함은, 중량 분포법에 의한 입도 측정에서, 입경이 0.5㎛ 이상이고, 1.5㎛보다 작은 입자를 대상으로 하며, 입도 분포에 있어서 표준편차가 0.3 이상인 것을 의미한다.
청구범위 제11항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)에 있어서의 프리즘부(12, 22, 32)를 형성하는 재료가 굴절률 Np이고, 쐐기형부(13, 23, 33)를 형성하는 재료가 굴절률 Nb이며, Np와 Nb 사이에 Np≥Nb의 관계가 있음과 동시에, 그 Np 및 Nb가 1.49 내지 1.56의 값인 것을 특징으로 한다.
청구범위 제12항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트(10'')에 있어서의 광학 기능 시트층(11, 11'')의 프리즘부 및 쐐기형부가 소정의 단면을 갖고 길이 방향으로 연장되어 형성됨과 함께, 광학 기능 시트층이 2층 적층되고, 상기 2층의 광학 기능 시트층의 쐐기형부의 길이 방향이 한쪽과 다른 쪽에서 직교하도록 적층되는 것을 특징으로 한다.
청구범위 제13항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)가 구비되는 것을 특징으로 하는 표시 장치(1)를 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.
청구범위 제14항에 기재된 발명은, 청구범위 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트(10, 20, 30)를 제조하는 방법이며, 광 흡수층(17, 27, 37)을 코팅에 의해 형성하는 공정을 갖고, 이 공정이, 광의 조사에 의해 경화되는 광을 흡수 가능한 수지를 도포하는 공정과, 도포된 광을 흡수 가능한 수지에 광을 조사하여 상기 광을 흡수 가능한 수지를 경화시키는 공정을 포함하는 광학 시트의 제조 방법을 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.
본 발명에 따르면, 넓은 범위에서 외광을 적절하게 흡수하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 광학 시트, 상기 광학 시트를 구비하는 표시 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 광학 시트에 있어서 광을 흡수 가능한 재료를 도포한 후 이를 경화시킴으로써 형성하는 제조 방법에 따르면, 보다 간이하게 광 흡수층을 형성할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 본 발명의 광학 시트의 단면을 도시하고, 그 층 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 광학 시트의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 변형예에 관한 본 발명의 광학 시트의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 쐐기형부가 사다리꼴인 예에 있어서의 본 발명의 광학 시트의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 광학 기능 시트가 2층 적층된 예에 있어서의 본 발명의 광학 시트의 층 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 제2 실시 형태에 관한 본 발명의 광학 시트의 단면을 도시하고, 그 층 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 제3 실시 형태에 관한 본 발명의 광학 시트의 단면을 도시하고, 그 층 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시한 광학 시트의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시한 광학 시트의 변형예인 광학 시트의 단면을 도시하고, 그 층 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 광학 시트가 플라즈마 텔레비전에 설치된 장면에 있어서 PDP 및 광학 시트 부분에 착안하여 도시한 도면이다.
도 11은 시야각과 상대 휘도와의 관계를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 1에 도시한 광학 시트에 있어서의 외광 흡수를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 6에 도시한 광학 시트에 있어서의 외광 흡수를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 종래의 예에 있어서의 외광 흡수를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이러한 작용 및 이득은, 다음에 설명하는 발명을 실시하기 위한 최선의 형태로부터 명백해진다.
이하, 본 발명을 도면에 나타내는 실시 형태에 기초하여 설명한다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 본 발명의 광학 시트(10)의 단면을 도시하고, 그 층 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 1에서는, 보기 쉽게 하기 위해 반복이 되는 부호는 일부 생략하는 경우가 있다(이후에 도시하는 각 도면에 있어서 동일). 광학 시트(10)는 광학 기능 시트층(11)과, 기재층으로서의 PET 필름층(16)과, 광 흡수층(17)과, 점착제층(18)을 구비하여 형성되어 있다. 상기 각 층은 도 1에서 도시한 단면을 유지하여 지면(紙面)에서 볼 때 먼 방향/앞쪽 방향으로 연장된다. 이하에 각 층에 대해 설명한다.
광학 기능 시트층(11)은 광학 시트(10)의 시트면에 직교하는 단면에 있어서 단면이 대략 사다리꼴인 프리즘부(12, 12,…)와, 상기 프리즘부(12, 12,…) 사이에 배치된 쐐기형부(13, 13,…)를 구비하고 있다. 도 2에 1개의 쐐기형부(13) 및 이에 인접하는 프리즘부(12, 12)에 착안한 확대도를 도시하였다. 도 1, 도 2, 및 적절하게 도시한 도면을 참조하면서 광학 기능 시트층(11)에 대해 설명한다.
프리즘부(12, 12,…)는 한쪽 시트면측이 상부 바닥, 다른 쪽 시트면측이 하부 바닥이 되도록 배치된 대략 사다리꼴 단면을 갖는 요소이다. 또한, 프리즘부(12, 12,…)는 굴절률이 Np인 광 투과성 수지로 구성되어 있다. 이는 통상, 전리 방사선, 자외선 등에 의해 경화되는 특징을 갖는, 예를 들어, 에폭시 아크릴레이트 등에 의해 형성되어 있다. Np의 크기는 특별히 한정되는 일은 없지만 재료의 입수성의 관점에서 1.49 내지 1.56인 것이 바람직하다. 프리즘부(12, 12,…) 내를 영상광이 투과함으로써 관찰자에게 영상광이 제공된다.
쐐기형부(13, 13,…)는 프리즘부(12, 12,…) 사이에 배치되는 부위이다. 따라서, 쐐기형부(13, 13,…)는 프리즘부(12, 12,…)의 상부 바닥측을 밑변으로 하고, 이에 대향하는 꼭지점을 프리즘부(12, 12,…) 하부 바닥측으로 하는 대략 삼각형이다. 상기 쐐기형부(13, 13,…)는 굴절률이 Nb인 물질이 충전된 바인더부(14)와, 상기 바인더부(14)에 혼입된 광 흡수 입자(15, 15,…)를 구비하고 있다. 쐐기형부(13, 13,…)에 외광이 입사 및 흡수됨으로써 영상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
바인더부(14)에 충전되는 바인더재는 프리즘부(12, 12,…)의 굴절률 Np 이하의 굴절률 Nb인 재료에 의해 구성된다. Nb의 크기는 특별히 한정되는 일은 없지만 재료의 입수성의 관점에서 1.49 내지 1.56인 것이 바람직하다. Np와 Nb의 굴절률의 차는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0 내지 0.06인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 바인더재로서 사용되는 것도 특별히 한정되는 일은 없지만, 예를 들어, 전리 방사선, 자외선 등에 의해 경화되는 특징을 갖는 우레탄 아크릴레이트 등을 들 수 있다.
당해 굴절률차와 영상광의 입사각과의 관계에 의해, 상기 영상광의 일부는 광 흡수부(13, 13,…)에 입사하지 않고 그 계면에서 반사할 수 있다. 당해 반사광은 관찰자에게 제공되므로, 밝은 영상을 제공하는 것이 가능해진다.
광 흡수 입자(15, 15,…)는 입수성 및 취급의 관점에서 평균 입경이 1㎛ 이상인 입자가 바람직하다. 또한 광 흡수 입자(15, 15,…)는 카본 등의 안료 또는 적색, 청색, 황색 등의 염료로 소정의 농도로 착색되어 있다. 이것에는, 예를 들어, 시판되고 있는 착색 수지 미립자를 사용할 수도 있다. 당해 광 흡수 입자(15, 15,…)의 굴절률 Nr은 특별히 한정되는 것은 아니다.
여기서, 쐐기형부(13, 13,…)의 광 흡수 성능은 목적에 의해 적절하게 조정가능하다. 그러나, 그중에서도, 쐐기형부(13, 13,…)를 구성하는 재료만으로 형성된 6㎛ 두께의 시트의 투과율 측정에 있어서, 투과율이 40 내지 70%로 되는 광 흡수 성능을 갖도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 투과율을 40 내지 70%로 하기 위한 수단은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 광 흡수 입자의 함유량이나 광 흡수 성능을 조정하여 적용하는 것을 들 수 있다.
또한, 쐐기형부(13, 13,…)의 빗변(시트 두께 방향으로 연장되는 2개의 변)의 시트면 법선에 대한 각도 θ는 특별히 한정되는 것은 아니다. 단, 적절한 외광 및 영상광의 반사ㆍ흡수의 관점에서 대부분의 경우, 0도보다 크고 10도 이하인 것이 바람직하다. 0도보다 크고 6도 이하인 것이 더욱 바람직하다.
광학 기능 시트층(11)의 형상은, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이 프리즘부(12, 12,…)가 대략 사다리꼴 단면을 갖고, 이들 사이에 끼여 형성되는 쐐기형부(13, 13,…)는 삼각형 단면을 갖고 있다. 그러나, 적절하게 광을 제어할 수 있으면, 이들 형상은 특별히 한정되지 않고 적절한 형상이 채용된다. 도 3에 변형예를 도시하였다. 도 3은 도 2에 대응하는 도면으로, 1개의 쐐기형부(13')와, 그 양측에 배치되는 프리즘부(12', 12')에 주목하여 도시한 도면이다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 쐐기형부(13')의 단면에 있어서의 빗변[프리즘부(12', 12')의 빗변]은 1개의 빗변이 아닌, 2개의 빗변(13a', 13a', 13b', 13b')으로 구성되어 있다. 즉, 단면에 있어서 꺾임선 형상의 빗변을 갖고 있다. 상세하게는, 프리즘부(12', 12')의 상부 바닥(짧은 측 바닥)측(지면 좌측)에 배치되는 빗변(13a', 13a')은 광학 시트의 시트면의 법선에 대해 각도 θ1을 갖고 있다. 한편, 프리즘부(12', 12')의 하부 바닥(긴 측의 바닥)측(지면 우측)에 배치되는 빗변(13b', 13b')은 광학 시트의 시트면의 법선에 대해 각도 θ2를 갖고 있다.
이 각도 θ1, θ2는, θ1＞θ2의 관계임과 동시에 모두 0도보다 크고 10도 이하의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 바람직한 각도는 0도보다 크고 6도 이하이다. 또한, 2개의 빗변(13a', 13b')은 광학 기능 시트층(11)의 두께 방향(지면 좌우 방향)으로 T1과 T2로 나누어지는 위치에서 교차한다. T1과 T2는 동일한 크기인 것이 바람직하다.
당해 변형예는, 2개의 빗변에 의해 구성되어 있는 예이다. 그러나, 이에 한정되지 않고 더 많은 빗변으로 구성됨으로써, 단면에 있어서 꺾임선 형상이어도 된다. 나아가, 이것이 곡선 형상이어도 된다.
본 실시 형태에서는, 쐐기형부가 삼각형인 경우를 나타내어 설명하였다. 그러나, 쐐기형부의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 사다리꼴이어도 된다. 도 4에, 쐐기형부가 사다리꼴인 예에 있어서의 광학 기능 시트층(11'')의 쐐기형부(13'') 및 이에 인접하는 프리즘부(12'', 12'')를 도시하였다. 이 형태에서는 도 4와 같이 쐐기형부(13'')가 사다리꼴이다. 이때에는, 상기 사다리꼴에 있어서의 긴 밑변(하부 바닥)을 PET 필름층(도시하지 않음)과는 반대측(지면 좌측)에, 짧은 밑변을 PET 필름층측(지면 우측)에 배치할 수 있다. 여기서, 도 4에 B로 나타낸 상부 바닥의 길이는 2 내지 25㎛의 범위인 것이 바람직하다.
도 1로 복귀하여, 광학 시트(10)의 다른 구성에 대해 설명한다. PET 필름층(16)은, 상기 PET 필름층(16) 상에 상기 광학 기능 시트층(11)을 형성하기 위한 베이스가 되는 필름층이다. PET 필름층(11)은 PET를 주성분으로 하여 형성되어 있다. 당해 PET 필름층(16)은 PET를 주성분으로서 함유하고 있으면 되고, 다른 수지가 포함되어도 된다. 여기서, 주성분이라 함은 PET 필름층 전체에 대해 50질량% 이상을 의미한다. 또한, 각종 첨가제를 적절한 양으로 첨가해도 된다. 일반적인 첨가제로서는, 페놀계 등의 산화 방지제, 락톤계 등의 안정제 등을 예로 들 수 있다.
광 흡수층(17)은 광량을 감소시키는 층이다. 광 흡수층은 광량을 감소시킬 수 있는 성질을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 여기서, 광량을 감소시킬 때, 광의 파장에 관계없이 광량을 감소시키는 것이어도 되고, 소정 범위의 파장의 광량을 감소시키는 것이어도 된다. 소정의 파장의 광량을 감소시키는 경우에는 소위 색조의 보정도 할 수 있으므로, 광량의 감소와 색조 보정을 겸하고 있어, 편리성을 향상시키는 것이 가능하다.
상기 광의 파장에 관계없이 광량을 감소시키는 경우에는, 예를 들어, ND 필터(Neutral Density Filter)층 등을 적용할 수 있다. 또한, 소정 범위의 파장의 광량을 감소시키는 경우에는 Tint층 등을 적용할 수 있다.
광 흡수층(17)에 있어서 감소되는 광량은, 적용되는 PDP의 밝기나 표시 장치에 의해 적절하게 선택할 수 있다. 일례로서, 광 흡수층(17)에 있어서 투과율이 60% 정도로 되도록, 상기 층의 두께 및 광 흡수 성능을 조정하는 것을 들 수 있다.
점착제층(18)은, 후술하는 바와 같이, 예를 들어, 플라즈마 텔레비전(1)에 배치되는 다른 시트나 부재에 광학 시트(10)를 접착시키기 위한 점착제가 배치된 층이다. 점착제층(18)에 사용되는 점착제는 광을 투과함과 함께, 적절하게 광학 시트(10)를 다른 것에 접착시킬 수 있으면 그 재질은 특별히 한정되는 것은 아니다. 이것에는, 예를 들어, 아크릴계의 공중합체 등을 들 수 있고, 그 점착력은, 예를 들어, 수 N/25㎜ 내지 20N/25㎜ 정도이다.
이상과 같은 구성을 갖는 광학 시트(10)에 의해, 넓은 범위에 걸친 외광을 차단하는 것이 가능해져, 콘트라스트가 향상되는 광학 시트를 제공할 수 있다. 그 이유에 대해서는 이후에 설명한다.
도 5는 다른 변형예에 관한 본 발명의 광학 시트(10''')의 단면으로, 층 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다. 본 변형예의 광학 시트(10''')는 제1 실시 형태의 광학 시트(10)의 광학 기능 시트층(11)과 PET 필름층(16) 사이에 다른 1매의 광학 기능 시트층(11''')이 끼여 배치된 것이다. 이때, 프리즘부(12''') 및 쐐기형부(도면에는 표시하지 않음)가 광학 기능 시트층(11)의 프리즘부(12, 12,…) 및 쐐기형부(13, 13,…)와 직교하도록 배치된다. 따라서, 광학 기능 시트층(11''')의 프리즘부(12''')와 쐐기형부는, 지면에서 볼 때 먼 방향/앞쪽 방향으로 교대로 병렬되어 있다.
도 6은 제2 실시 형태에 관한 본 발명의 광학 시트(20)의 단면을 도시하고, 그 층 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다. 광학 시트(20)는 광학 기능 시트층(21)과, 기재층으로서의 PET 필름층(26)과, 광 흡수층(27)과, 점착제층(28)을 구비하여 형성되어 있다. 상기 각 층은 도 6에 도시한 단면을 유지하여, 지면에서 볼 때 먼 방향/앞쪽 방향으로 연장된다.
제2 실시 형태의 광학 시트(20)는 광 흡수층(27)이 광학 기능 시트층(21)의 일면측에서, PET 필름층(26)이 배치되는 면과는 반대측에 구비되는 것을 특징으로 한다. 광 흡수층(27)이 이와 같이 배치되어도 본 발명의 광학 시트로 할 수 있다. 광학 시트(20)에 구비되는 각 층에 대해서는, 광학 시트(10)에 있어서의 설명과 공통되므로 여기서는 설명을 생략한다.
광학 시트(10, 20)는, 예를 들어, 다음과 같이 제조된다. PET 필름층(16, 26)의 일면측에, 프리즘부의 재료가 되는 액상체를 도포한다. 다음에, 프리즘부 형상을 형성하는 롤 금형과 PET 필름 사이에, 상기 프리즘부가 되는 재료를 끼운 상태에서 자외선을 조사함으로써 경화시켜 프리즘부(12, 12,…, 22, 22,…)를 형성한다. 그리고, 프리즘부(12, 12,…, 22, 22,…) 사이에, 바인더부의 재료가 되는 투명 수지 중에 흑색의 광 흡수 입자가 첨가된 액상체를 충전하고, 스퀴지하는 등 하여 여분의 재료를 제거한다. 또한, 자외선을 조사함으로써 경화시켜 쐐기형부(13, 13,…, 23, 23,…)를 형성한다. 이에 의해, 광학 기능 시트층(11, 21)이 제조된다. 이와 같이 제조된 광학 기능 시트층(11, 21)에 상기 광 흡수층(17, 27)이나 점착제층(18, 28)이 적층된다.
여기서, 광 흡수층(17, 27)이 적층되는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 이것에는, 예를 들어, 미리 필름 형상으로 형성된 광 흡수층이 되는 상기 필름을 적층시킴으로써 형성해도 된다. 또한, 광 흡수층이 되는 광 경화성을 갖는 재료를 시트에 액상체 그대로 도포 시공하고, 이것에 자외선 등을 조사하여 경화시켜 형성해도 된다. 이에 따르면, 광 흡수층을 직접 코팅하는 것이 가능하다.
도 7은 제3 실시 형태에 관한 본 발명의 광학 시트(30)의 단면으로, 층 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 8은 도 7의 일부를 확대한 도면이다. 광학 시트(30)는 광학 기능 시트층(31)과, 기재층으로서의 PET 필름층(36)과, 광 흡수층(37)과, 점착제층(38)을 구비하여 형성되어 있다. 상기 각 층은 도 7에 도시한 단면을 유지하여, 지면에서 볼 때 먼 방향/앞쪽 방향으로 연장된다.
여기서, 도 7, 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 제3 실시 형태의 광학 시트(30)는 광 흡수층(37)이 광학 기능 시트층(31)의 일면측에서, PET 필름층(36)이 배치되는 면과는 반대측에 구비된다. 또한, 쐐기형부(33, 33,…)의 바인더부(34, 34,…)는 광 흡수층(37)과 동일한 재료에 의해 형성되어 광 흡수 작용을 갖는다. 여기서, 광 흡수층(37)과 쐐기형부(33, 33,…)는 일체로 형성되어 있다. 광 흡수층(37)이 이와 같이 배치되어도 본 발명의 광학 시트로 할 수 있다. 광학 시트(30)에 구비되는 각 층에 대해서는, 광학 시트(10)에 있어서의 설명과 공통되므로 여기서는 설명을 생략한다. 이에 따르면, 바인더부(34, 34,…)에 있어서도 광량을 감소시키는 효과 및/또는 색조 보정의 효과를 구비하는 것이 가능해진다.
여기서, 광 흡수층(37)의 두께는 필요한 성능을 얻을 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 단, 제조상의 관점에서 쐐기형부(33, 33,…)에 포함되는 광 흡수 입자의 직경 이하의 두께인 것이 바람직하다. 또한, 광 흡수층(37) 및 쐐기형부(33, 33,…)의 바인더에 사용되는 재료는 특별히 한정되는 것은 아니다. 이것에는, 예를 들어, 흑색 안료를 섞은 우레탄 아크릴레이트를 들 수 있다. 또한, 당해 흑색 안료로서는, 예를 들어, 카본 블랙, 아이보리 블랙, 아닐린 블랙, 바인 블랙, 피치 블랙, 및 램프 블랙 등을 들 수 있다.
광학 시트(30)는, 예를 들어, 다음과 같이 제조된다. PET 필름층(36)의 일면측에, 프리즘부의 재료가 되는 액상체를 도포한다. 다음에, 프리즘부 형상을 형성하는 롤 금형과 PET 필름 사이에, 상기 프리즘부가 되는 재료를 끼운 상태에서 자외선을 조사함으로써 경화시켜 프리즘부(32, 32,…)를 형성한다. 그리고, 흑색의 광 흡수 입자를 분산시킨 광 흡수 작용을 갖는 바인더 재료를 프리즘부(32, 32,…) 사이에 충전한다. 그 후, 프리즘부(32, 32,…)의 상부 바닥면측 면에 이것을 도포 시공한다. 또한, 프리즘부(32, 32,…)의 상부 바닥면측 면에는 분산시킨 광 흡수 입자가 남지 않고 또한 바인더재가 소정의 두께의 층을 형성하도록 갭을 조정한 스퀴지를 행하여 여분의 재료를 제거한다. 다음에, 자외선을 조사하여 수지를 경화시켜 쐐기형부(33, 33) 및 광 흡수층(37)을 형성한다. 이에 따르면, 쐐기형부와 광 흡수층을 동시에 성형할 수 있다.
여기서, 상기에서는 쐐기형부(33, 33,…) 및 광 흡수층(37)을 동시에 경화시키는 예를 나타냈다. 그러나, 동일 재료라고 해서 반드시 동시에 경화시킬 필요는 없고, 쐐기형부의 경화와 광 흡수층의 경화를 별개로 행해도 된다.
도 9는 광학 시트(30)의 변형예인 광학 시트(30')의 단면으로, 층 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다. 광학 시트(30')는 광학 기능 시트층(31')과, 기재층으로서의 PET 필름층(36')과, 광 흡수층(37')과, 점착제층(38')을 구비하여 형성되어 있다. 상기 각 층은 도 9에 도시한 단면을 유지하여, 지면에서 볼 때 먼 방향/앞쪽 방향으로 연장한다.
광학 시트(30')에서는, 광학 시트(30)에 있어서의 광 흡수 입자(35, 35,…)(도 8 참조)가 구비되지 않고, 바인더 수지에 광 흡수 작용을 갖는 광학 시트이다. 이러한 광학 시트(30')라도 본 발명의 광학 시트로 하는 것이 가능하다. 광학 시트(30')에 구비되는 광 흡수 입자 이외의 각 층에 대해서는, 광학 시트(30)에 있어서의 설명과 공통되므로, 여기서는 설명을 생략한다.
이상 설명한 본 발명의 광학 시트(10, 20, 30, 30')에 구비되는 기재층에 대해서는, 반드시 PET를 재료로 하지 않고, 그 밖에도 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(PBT), 또는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 수지 등의「폴리에스테르계 수지」를 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 성능에 부가하여, 대량 생산성, 가격, 입수 가능성 등의 관점에서 PET를 주성분으로 하는 수지가 바람직한 재료라고 설명하였다.
또한, 본 발명의 광학 시트에는, 전자파를 차단하는 필름층, 색조를 보정하는 필름층, 네온선을 컷트하는 필름층, 적외선을 컷트하는 필름층, 반사를 방지하는 필름층, 대전을 방지하는 필름층, 방현을 목적으로 하는 필름층 등의 기능 필름층이 구비되어도 된다.
다음에, 이상과 같은 본 발명의 광학 시트(10)가 표시 장치인 플라즈마 텔레비전(1)에 설치되었을 때의 구성에 대해 설명한다. 도 10은 광학 시트(10)가 PDP(2)의 출사측에 배치되고, 당해 PDP(2) 및 광학 시트(10)가 플라즈마 텔레비전(1)에 구비되었을 때의 상기 PDP(2) 및 광학 시트(10)가 배치되는 부분에 주목하여 도시한 단면도이다. 도 10에서는 지면 우측이 관찰자측이다. 여기서는, 광학 시트(10)가 적용된 경우에 대해 설명하지만, 광학 시트(20, 30)에 대해서도 마찬가지이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광학 시트(10)는 영상원인 PDP(2)에 대해 A로 나타낸 간극을 갖고 관찰자측에 배치된다. 또한, 점착제층(18)의 관찰자측에는, 유리판(6)이나 AR, AS, AG의 기능을 갖는 각종 층(3, 4, 5)이 형성되어 있다. 여기서,「AR」이라 함은「안티리플렉션」의 줄임으로, 광의 반사율을 억제하는 기능을 말한다. 「AS」라 함은「안티스태틱」의 줄임으로, 대전 방지 기능을 의미한다. 또한,「AG」는「안티글레어」의 줄임으로, 프리즘부 표면의 번쩍임을 방지할 수 있는 기능이다.
여기서는, 이 밖에 구비되는 층으로서 AR, AS, AG의 각종 층을 예로 들었지만, 그 밖에 필요에 따라서 다른 기능을 갖는 층을 더 구비할 수 있다. 이것에는, 예를 들어, 전자파를 차단하는 층, 적외선, 네온선을 차단하는 층, 조색층 등을 들 수 있다.
여기서, PDP(2)와 광학 시트(10) 사이에는 간극 A가 형성되어 있지만, 이 간극 A는 반드시 형성될 필요는 없고, PDP(2)의 면에 직접 광학 시트(10)가 적층되어도 된다. 이때에는, 광학 시트(10)의 PDP(2)측 면에 점착제의 층이 구비된다.
다음에, 본 발명의 광학 시트에 의해 외광이 어떻게 차단되는지에 대해 설명한다. 도 11은 횡축에 시야각(도), 종축에 상대 휘도(%)를 취한 경우의 광 흡수층 및 광학 기능 시트층의 각각의 특성을 나타낸 소위 시야각 특성의 그래프이다. 여기서 시야각이라 함은, 화면의 중심으로부터의 상기 화면의 법선과, 화면의 중심을 향한 시선과의 각도를 의미한다. 시야각의 정부(正負)는, 도 10에 있어서의 지면 상방을 정(+), 지면 하방을 부(-)로 한 것이다. 또한, 상대 휘도라 함은, 광학 시트를 배치하지 않은 경우에 있어서의 휘도를 100%로 하였을 때, 광학 시트를 배치하였을 때의 휘도의 이것에 대한 비율을 의미한다.
시야각 특성은 각 시야각에 있어서의 휘도를 측정함으로써 행하였다. 측정은 3차원 변각 광도계(무라카미 시끼사이 겡뀨죠, GP-500)를 사용하였다.
도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 광학 기능 시트층은 ±15도의 시야각에서, 광 흡수층보다도 상대 휘도가 높다. 따라서, 이는 당해 시야각의 범위에서 광학 기능 시트층은 외광을 흡수하기 어려운 것을 의미한다. 한편, 광 흡수층은 넓은 범위에서 상대 휘도가 대략 일정하다. 그러나, 그로 인해 큰 시야각(절대값이 큰 각도)에 있어서 상대 휘도가 높아, 외광을 흡수하기 어려워지게 된다.
본 발명의 광학 시트(10)에 따르면, 도 12에 모식적으로 도시한 바와 같이, 큰 각도(절대값이 큰 각도)로 입사하는 외광(L11)은 주로 쐐기형부(13)에서 흡수된다. 한편, 작은 각도(절대값이 작은 각도)로 입사하는 외광(L12)은 주로 광 흡수층(17)에서 흡수된다. 도 13에는 광학 시트(20)인 예를 마찬가지로 나타냈다. 이에 따르면, 큰 각도(절대값이 큰 각도)로 입사하는 외광(L21)은 주로 쐐기형부(23)에서 흡수된다. 한편, 작은 각도(절대값이 작은 각도)로 입사하는 외광(L22)은, 프리즘부(22)는 투과하지만 광 흡수층(27)에서 흡수된다.
한편, 종래의 광학 시트(110)에 따르면, 도 14에 도시한 바와 같이, 큰 각도(절대값이 큰 각도)로 입사하는 외광(L111)은 주로 쐐기형부(113)에서 흡수되지만, 작은 각도(절대값이 작은 각도)로 입사하는 외광(L112)은 흡수되지 않고 투과되게 된다. 따라서, 당해 투과광은 PDP에 도달하거나 그 밖의 각 면, 경계에 있어서 반사되므로, 영상광에 영향을 주어 콘트라스트의 저하를 초래하게 된다.
이상과 같이 본 발명의 광학 시트에 따르면, 넓은 범위로부터 입사하는 외광을 적절하게 흡수할 수 있다. 따라서, 콘트라스트가 좋은 광학 시트로 할 수 있다.
이상과 같은 구성을 구비하는 광학 시트에 관하여, 이하에 실시예를 나타내고, 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 실시예의 범위에 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
실시예로서 파장의 의존성이 없는 광 흡수층을 구비하는 예(실시예)와, 광 흡수층을 구비하지 않는 예(비교예)에 있어서 외광 입사각을 작게 한 경우에 콘트라스트에 어떠한 영향이 있을지에 대해 시험한 예를 나타낸다. 이하에 조건 및 결과에 대해 설명한다.
<시험 시료>
시험 시료로서, 광 흡수층의 유무 및 적층 위치만을 변경한 광학 시트를 제작하였다. 표 1에 구체적으로 나타냈다.
Figure 112010015107357-pct00001
여기서, 번호 1로 나타낸 광학 시트는 광 흡수층을 관찰자측에 구비하는 실시예[상기 광학 시트(10)에 대응], 번호 2로 나타낸 광학 시트는 광 흡수층을 영상원측에 구비하는 실시예[상기 광학 시트(20)에 대응하는 것]이다. 또한, 번호 3으로 나타낸 광학 시트는 광 흡수층을 구비하고 있지 않은 광학 시트이다.
<콘트라스트 측정>
콘트라스트의 측정은 다음과 같이 행하였다. PDP의 화면 중심에 위로부터 소정의 각도로, 조도 150lx가 되도록 외광을 조사한다. 그리고, PDP에 의해 화면을 하얗게 표시시킨 경우와, 흑색 화면으로 한 경우의 휘도의 비를 콘트라스트로 하였다. 여기서, 소정의 각도는 30도로 하였다.
평가는 상기 소정 각도(30도)에 있어서의 콘트라스트의 값과, 광 흡수층이 배치되지 않은 경우(번호 3과 동일)에 있어서의 외광 입사각 45도의 콘트라스트의 값(기준 콘트라스트)을 비교하였다. 표 2에 결과를 나타낸다.
Figure 112010015107357-pct00002
기준 콘트라스트로 되는 광 흡수층을 배치하지 않은 경우에 있어서의 외광 입사각이 45도일 때의 콘트라스트는 54.6이었다. 이에 대해, 외광 입사 각도가 작은 30도일 때에 있어서의 각 광학 시트의 콘트라스트를 보면, 비교예 번호 3에서는 콘트라스트가 저하되어 있다. 한편, 본 발명의 광학 시트인 번호 1 및 번호 2에서는, 외광 입사 각도가 작음에도 불구하고, 번호 3의 외광 입사 각도가 45도일 때의 콘트라스트와 대략 동일한 콘트라스트를 얻을 수 있었다. 즉, 광 흡수층을 구비함으로써 작은 각도에서도 양호한 콘트라스트를 얻을 수 있고, 그 결과 넓은 범위의 외광 입사각에 대해서도 양호한 콘트라스트를 얻는 것이 가능하다.
이상, 현시점에 있어서 가장 실천적이며, 또한 바람직하다고 생각되는 실시 형태에 관련시켜 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 본원 명세서 중에 개시된 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구범위 및 명세서 전체로부터 간파할 수 있는 발명의 요지 혹은 사상에 반하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하고, 그러한 변경을 수반하는 광학 시트, 표시 장치 및 광학 시트의 제조 방법도 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로서 이해되어야만 한다.
1: 플라즈마 텔레비전(표시 장치)
2: 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)
10, 20, 30: 광학 시트
11, 21, 31: 광학 기능 시트층
12, 22, 32: 프리즘부
13, 23, 33: 쐐기형부
14, 24, 34: 바인더부
15, 25, 35: 광 흡수 입자
16, 26, 36: PET 필름층
17, 27, 37: 광 흡수층
18, 28, 38: 점착제층

Claims (16)

  1. 영상광원보다 관찰자측에 배치되고, 상기 영상광원으로부터 출사된 광을 제어하여 상기 관찰자측에 출사하는 복수의 층을 구비하는 광학 시트이며,
    상기 복수의 층 중 적어도 1층은,
    광을 투과 가능하게 시트면을 따라 병렬로 배치되는 프리즘부와,
    상기 프리즘부 사이에 광을 흡수 가능하게 병렬로 배치되는 쐐기형부를 갖는 광학 기능 시트층이며,
    또한 상기 복수의 층 중 다른 적어도 1층은 광을 흡수 가능한 광 흡수층이고,
    상기 광 흡수층과 상기 쐐기형부가 동일 재료로 일체로 형성되어 있고,
    상기 쐐기형부는, 상기 쐐기형부를 구성하는 재료만으로 형성된 6㎛ 두께의 시트의 투과율 측정에 있어서, 투과율이 40 내지 70%로 되는 광 흡수 성능을 갖도록 구성되어 있는 광학 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 흡수층은 소정의 파장의 광을 흡수하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    시트 두께 방향 단면에 있어서, 상기 광학 기능 시트층의 상기 프리즘부는 한쪽 시트면측에 짧은 상부 바닥, 다른 쪽 시트면측에 긴 하부 바닥을 갖는 사다리꼴이며, 상기 쐐기형부는, 상기 한쪽 시트면측을 밑변으로 하는 삼각형인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  7. 제1항에 있어서,
    시트 두께 방향 단면에 있어서, 상기 광학 기능 시트층의 상기 프리즘부는 한쪽 시트면측에 짧은 상부 바닥, 다른 쪽 시트면측에 긴 하부 바닥을 갖는 사다리꼴이며, 상기 쐐기형부는, 상기 한쪽 시트면측에 긴 하부 바닥, 상기 다른 쪽 시트면측에 짧은 상부 바닥을 갖는 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프리즘부의 상기 상부 바닥과 상기 하부 바닥 사이에 구비되는 상기 사다리꼴의 빗변은, 시트면의 법선에 대해 0도보다 크고 10도 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 빗변은 꺾임선 형상, 또는 곡선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 쐐기형부에 평균 입경이 1㎛ 이상인 광 흡수 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘부를 형성하는 재료는 굴절률 Np이고, 상기 쐐기형부를 형성하는 재료는 굴절률 Nb이며, 상기 Np와 Nb 사이에 Np≥Nb의 관계가 있음과 동시에, 그 Np 및 Nb가 1.49 내지 1.56의 값인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광학 기능 시트층의 상기 프리즘부 및 상기 쐐기형부는 소정의 단면을 갖고 길이 방향으로 연장되어 형성됨과 함께, 상기 광학 기능 시트층은 2층 적층되고, 상기 2층의 광학 기능 시트층의 상기 쐐기형부의 길이 방향이 한쪽과 다른 쪽에서 직교하도록 적층되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  13. 제1항에 기재된 광학 시트가 구비되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제1항에 기재된 광학 시트를 제조하는 방법이며,
    상기 광 흡수층을 코팅에 의해 형성하는 공정을 갖고,
    상기 공정은,
    광의 조사에 의해 경화되는 광을 흡수 가능한 수지를 도포하는 공정과,
    상기 도포된 광을 흡수 가능한 수지에 광을 조사하여 상기 광을 흡수 가능한 수지를 경화시키는 공정
    을 포함하는 광학 시트의 제조 방법.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 프리즘부의 상기 상부 바닥과 상기 하부 바닥 사이에 구비되는 상기 사다리꼴의 빗변은, 시트면의 법선에 대해 0도보다 크고 10도 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 빗변은 꺾임선 형상, 또는 곡선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
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