KR20010090541A

KR20010090541A - 광학시트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20010090541A
Application number: KR1020010015237A
Authority: KR
Inventors: 무라타마코토; 히가시켄사쿠
Original assignee: 호소이 쇼지로; 가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2001-10-18
Also published as: US6596375B2; US20010033913A1; KR100447671B1; TW500928B

Abstract

본 발명은, LCD, EL 등의 디스플레이에 사용되는 광학시트로서, 양호한 광투과성 및 확산성을 갖는 동시에, 이 광학특성이 고온고습 조건하에 있어서도 유지할 수 있는 우수한 내구성을 갖는 광학시트를 제공한다. 본 발명의 광학시트는, 투광성 기체와, 상기 투광성 기체상에 직접 또는 다른 층을 개재하여 적층된 결착층을 갖고, 상기 결착층에 입자직경 분포가 0.8∼1.0 의 구형상 미립자가 단입자층의 상태로, 결착층의 표면에서 각 구형상 미립자의 일부가 돌출하는 상태로 매입되어 있고, 또한, 상기 구형상 미립자의 돌출부의 정점에서 투광성 기체표면까지의 거리가 상기 구형상 미립자의 체적평균 입자직경의 100%∼110% 인 것을 특징으로 한다.

Description

광학시트 및 그 제조방법{OPTICAL SEAT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은, 예컨대, LCD, EL, FED 등의 디스플레이에 적절하게 이용되고, 특히, 이들 디스플레이의 휘도 편차 방지, 콘트라스트향상, 광시야 각화 (廣視野角化) 에 뛰어 난 효과를 발휘하는 광학시트에 관한 것이다.

LCD, EL, FED 등의 디스플레이는, 최근 개발이 눈부시게 성장하였다. 특히, LCD는, 노트북 컴퓨터, 휴대용 단말기 등 모든 분야에 보급하고 있고, 장래의 기대도 크다. 이 LCD 는, 액정패널을 조명하는 빛의 받아들이는 방식에 의해, 반사형과 투과형으로 대별된다. 반사형은, 반사율이 높은 알루미늄이나 은의 박막 등을 붙인 반사판을, 액정패널의 배면에 배치하여, 디스플레이 표면측에서 입사하는 외광을 반사판으로 반사시켜 액정패널을 조명하여 액정화상을 얻는 방식이 것이다. 한편, 투과형은, 액정패널의 배면에 배치한 백 라이트유닛에 의해 액정패널을 조명하는 방식의 것이다. 반사형의 LCD 에서는, 알루미늄이나 은의 바탕색이 나와 콘트라스트가 악화하는 것을 막기 위해서, 액정패널과 반사판과의 사이에 빛을 적절히 확산하는 매체를 개입시켜, 배경색을 백지 (paper-white) 색에 가깝게 하는 일이 행해지고 있다. 또한, 투과형의 LCD 에서는, 백 라이트유닛을 구성하는 아크릴 도광판상에 형성된 광산란성의 인쇄패턴이 나와 시인성 (視認性) 이 악화하는 것을 막기 위해서, 액정패널과 백 라이트유닛과의 사이에 빛을 적절히 확산하는 매체를 개입시켜, 균일한 면형상의 빛이 액정패널을 조명하는 구성으로 되어있다.

이와 같이, 반사형, 투과형의 어느 방식의 것에서도, 거의 광확산성의 매체 (이하 광확산체라고 한다) 가 이용되고 있다. 이 광확산체로서는, 결착수지중에 미립자를 분산시켜, 층내부에서 광산란을 시키는 내부 광확산체, 수지표면을 조면화하여, 요철형상으로 광을 확산시키는 외부 광확산체, 및 결착수지 표면에 입자의 일부를 돌출시켜 요철을 만들고, 내부/외부 양쪽으로 빛을 확산시키는 내부·외부광확산체 등이 알려져 있다. 이 내부·외부 광확산체에 해당하는 것 중에서, 구형상 미립자를 수지층 표면에 단 (單) 입자층의 상태로 병렬한 것은, 후방으로의 산란에 의한 투과광의 손실이 적고, 고투과율, 고확산성으로 되는 것이 일본 특허출원 평10-350446에 나타나 있다.

그러나, 상기의 구형상 미립자를 단입자층의 상태로 병렬한 광확산체는, 결착수지로서 점착제를 사용하고 있기 때문에, 고온고습 조건하에서, 서서히 광학특성이 변화하거나, 액정패널 등, 다른 부재와의 사이에 블로킹이 발생함으로써, 광확산 편차나 색편차 등이 발생하는 문제가 있었다. 또한, 광투과율, 확산성, 헤이즈 (haze) 값 등의 광학특성의 제어는, 주 (主) 로서 구형상 미립자가 결착층으로부터 돌출하는 높이에 의해서 행하여지지만, 결착층을 구성하는 점착제가 고온시나 시간경과로 유동하기 때문에, 안정한 광학특성이 얻어지지 않고, 제어가 곤란하였다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 높은 광투과성, 양호한 확산성을 갖고, 또한 이 광학특성이 장기간 고온고습 조건하에서도 유지할 수 있는 뛰어 난 내구성을 갖는 광학시트를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 블로킹이 생기지 않는 광학시트 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 태양의 광학시트의 일례를 모식적에 나타내는 단면도이다.

도 2 는 본 발명의 제 1 태양의 광학시트의 구형상 미립자의 돌출부의 정점에서 투광성 기체 (基體) 의 표면까지의 거리의 측정부위를 나타내는 모식도이다.

도 3 은 본 발명의 제 1 태양의 광학시트의 결착층의 두께의 측정부위를 나타내는 모식도이다.

도 4 는 본 발명의 제 2 태양의 광학시트의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 5 는 본 발명의 제 2 태양의 광학시트의 별도의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 6 은 본 발명의 제 2 태양의 광학시트의 별도의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 7 은 본 발명의 제 2 태양의 광학시트의 별도의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 8 은 본 발명의 제 1 태양의 광학시트에 대한 입사광의 방향을 설명하기위한 모식도이다.

도 9 는 본 발명의 제 2 태양의 광학시트에 대한 입사광의 방향을 설명하기 위한 모식도이다.

도 10 은 본 발명의 제 1 태양의 광학시트를 이용한 액정디스플레이의 일례를 나타내는 모식도이다.

도 11 은 본 발명의 제 2 태양의 광학시트를 이용한 액정디스플레이의 일례를 나타내는 모식도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 투광성 기체 (基體) 2 결착층

3 보호층 4 구형상 미립자

5 백 라이트유닛 6 편광판

7 액정셀 L 광학시트

a 구형상 미립자의 체적평균입자직경

b 구형상 미립자의 돌출부의 정점으로부터 투광성 기체 표면까지의 거리

c 결착층의 두께

본 발명자들은, 광학특성의 안정성향상에 대하여 예의 검토를 한 결과, 고온고습 조건하에서는, 점착제의 유동에 의해 예컨대 구형상 미립자가 기체방향으로 침입 (沈入) 등의 변동이 발생하여, 광학특성이 변화하는 것, 또한, 블로킹은 결착층으로서 사용하고 있는 점착제가 다른 부재와 접촉하기 때문에 발생한다는 것을 발견하였다. 또한, 본 발명자들은, 구형상 미립자를 기체상에 직접 또는 대단히 엷은 결착제를 개재하여 단입자층의 상태로 결착시킴으로써, 구형상 미립자가 결착제중에서 침입하는 거동을 억제하여, 광투과성, 확산성이 높고, 또한 광학특성의 안정성도 높은 광학시트가 얻어지는 것을 발견하였다. 본 발명은, 이것들의 지견에 근거하여 이루어진 것이다.

즉, 본 발명의 제 1 태양의 광학시트는, 투광성 기체와, 상기 투광성 기체상에 직접 또는 다른 층을 개재하여 적층된 결착층을 갖고, 상기 결착층에 입자직경 분포가 0.8∼1.0 의 구형상 미립자가 단입자층의 상태로, 결착층의 표면으로부터 각 구형상 미립자의 일부가 돌출하는 상태로 매입되어 있고, 또한, 상기 구형상 미립자의 돌출부의 정점으로부터 투광성 기체 표면까지의 거리가 상기 구형상 미립자의 체적평균 입자직경의 100%∼110% 인 것을 특징으로 한다. 또, 이 경우, 구형상 미립자가 매입된 결착층의 표면에는, 보호층 또는 광확산성을 향상시키는 것과 같은 층을 형성하여도 된다.

본 발명의 제 2 태양의 광학시트는, 투광성 기체상에 결착층 및 보호층이 순차적으로 적층되어, 구형상 미립자가 단입자층의 상태로, 각 구형상 미립자의 적어도 일부가 결착층에 접촉하도록 보호층에 매입되어 있고, 또한, 각 구형상 미립자의 일부가 보호층표면으로 돌출하여 볼록부를 형성하든지, 또는 보호층에 의해 덮여진 상태의 볼록부를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 구형상 미립자를 매입한 형태에서, 구형상 미립자를 보호층표면으로부터 돌출 시키든지, 또는 보호층표면에 미립자에 의한 볼록부가 형성되도록 보호층을 형성함으로써, 환경조건 등에 의해서 광학특성이 변화하는 일이 없는 뛰어 난 안정성을 가져, 블로킹이 발생하는 일이 없고, 또한, 헤이즈값을 소망의 값으로 용이하게 제어할 수 있는 광학시트를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 태양의 광학시트의 제 1 제조방법은, 투광성 기체상에, 점착성을 갖는 재료로 이루어지는 결착층을 형성하는 공정과, 상기 결착층의 표면에 구형상 미립자를 단입자층의 상태로 부착시키는 공정과, 구형상 미립자가 부착된 결착층의 위에, 상기 구형상 미립자에 의한 볼록부가 표면에 형성되도록 보호층을 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 제 2 제조방법은, 투광성 기체상에, 점착성을 갖는 재료로 이루어지는 결착층을 형성하는 공정과, 상기 결착층상에 보호층을 형성하는 공정과, 상기 보호층상에 구형상 미립자를 부착시켜 단입자층을 형성하는 공정과, 각 구형상 미립자가 적어도 일부가 결착층에 접촉하도록, 또한, 각 구형상 미립자의 일부가 보호층의 표면으로 돌출하도록, 가압매체에 의해서 매입되는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

실시의 형태

우선, 본 발명의 제 1 태양의 광학시트에 관해서 설명한다. 도 1 에 있어서, 광학시트 (L) 는, 투광성 기체 (1) 상에 결착층 (2) 이 직접 적층되고, 이 결착층 (2) 에, 다수의 구형상 미립자 (4) 가 면방향에서 고밀도로 두께 방향으로 겹치는일없이 단입자층의 상태로 결착층 표면으로부터 일부가 돌출하도록 매입되어 있다.

이와 같이 구형상 미립자가 매입되어 있음으로써, 구형상 미립자에 의한 균일한 광확산성과 광투과성을 충분히 얻을 수 있다. 또, 여기서 말하는 단입자층의 상태란, 구형상 미립자가 결착층의 두께 방향으로 겹치지 않고 평면으로 될 수 있는 한 균일하게 병렬한 상태를 말한다.

본 발명의 제 1 태양의 광학시트에서는, 구형상 미립자의 돌출부의 정점에서 투광성 기체의 표면까지의 거리 (도 1 의 b) 가 구형상 미립자의 체적평균 입자직경 (도 1 의 a) 의 100%∼110% 이어야 한다. 이러한 거리는, 구형상 미립자가 투광성 기체내에까지 매입되어 있지 않으므로, 구형상 미립자의 체적평균 입자직경의 거의 100% 가 최저이고, 또한, 110% 을 넘는 것에서는, 구형상 미립자와 투광성 기체의 사이에 존재하는 결착층의 수지가 너무 많아, 고온고습하에서의 광학특성의 안정성이 저하하여, 실용상 충분한 광학특성을 얻을 수 없다.

또, 본 발명에서는, 「구형상 미립자의 돌출부의 정점에서 투광성 기체 표면까지의 거리」는, 도 2 의 d1 에 해당하는 것이며, 다음 방법에 의해 측정한 값이다. 또 도 2 에 있어서, 부호 2 및 4 는 상기한 바와 같고, 각각 결착층과 구형상 미립자를 의미한다. 우선, 광학시트를 액체질소로 동결시킨 후에 임의의 부분으로 2 분할하여, 그 파단면의 단면사진을 이용하여, 그 사진으로부터 무작위로 구형상 미립자를 5 개 추출한다. 그리고, 각각의 구형상 미립자의 돌출부의 정점 T1 으로부터 투광성 기체와 결착층과의 경계선에 직교하는 직선 d1 을 빼어, 그 직선의 길이를 측정한다. 이 값을 평균한 것을 입자의 돌출부의 정점에서 투광성 기체 표면까지의 거리로 한다.

또한, 구형상 미립자의 입자직경 분포는, 좁을수록 구형상 미립자의 결착층으로의 매입 깊이가 균일하게 되므로, 그 값이 0.8∼1.0 의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.9∼1.0 의 범위이다.

또, 본 발명에서 말하는「입자직경 분포」란, 하기식으로 정의되는 것으로서, 입자직경 분포가 단 (單) 분산으로 될 수록 1.0 에 가깝게 되고, 완전한 단분산 입자에서는 1.0 으로 되는 것이다.

* 입자직경 분포 = 개수평균 입자직경/체적평균 입자직경.

* 개수평균 입자직경 = 구형상 미립자의 현미경 사진으로부터 무작위로 추출한 100 개의 구형상 미립자의 직경을 측정한 평균치.

* 체적평균 입자직경 = 상기 개수평균 입자직경의 측정으로 얻어진 구형상 미립자의 직경으로부터 구형상 미립자를 구 (眞球) 로 간주하여 개개의 구형상 미립자의 체적을 구한다. 다음으로, 개개의 구형상 미립자의 체적을 누적하여 100 개의 구형상 미립자의 합계체적을 산출한다. 그 후, 100 개의 구형상 미립자의 중에서 최소 체적의 구형상 미립자로부터 최대 체적의 구형상 미립자까지 체적의 크기 순으로 체적을 누적하고, 그 누적체적이 상기의 합계체적의 50% 가 되었을 때의 입자의 직경을 의미한다. 또, 구형상 미립자가 구가 아닌 경우에는, 그 최장직경을 구형상 미립자의 직경으로 한다.

또한, 결착층의 두께 (도 1 의 c) 는, 결착층으로부터의 구형상 미립자의 박리가 억제되고, 또한 결착층의 표면에서 돌출하여 확실하게 광확산성이 발현되게하기 위해서, 구형상 미립자의 직경의 10∼90%, 바람직하게는 30∼80% 의 두께인 것이 바람직하다.

또, 본 발명에서는, 「결착층의 두께」 란, 도 3 의 d2 에 의해 구해지는 것으로 다음 방법으로 측정한 값이다. 또, 도 3 에 있어서 부호 2 및 4 는 상기와 같이 각각 결착층과 구형상 미립자를 의미한다. 측정의 방법은, 우선 상술의 광학시트의 단면사진으로부터 무작위로 구형상 미립자를 5 개 추출한다. 그리고, 구형상 미립자가 결착층 (2) 과 구형상 미립자 (4) 가 접하는 점 (T2) 으로부터 투광성 기체와 결착층과의 경계선에 직교하는 직선 d2 를 빼어, 그 직선 d2 의 길이를 측정한다. 이것을 5 개의 구형상 미립자의 돌출부의 좌우 각각에 대해서 측정하여, 합계 10 점의 평균치를 결착층의 두께로 한다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기와 같은 구형상 미립자의 매입형태로 하기 위해서는, 결착층에 이용되는 수지의 유리전이온도 (이하「Tg」 라고 한다) 가 -65∼-15 ℃ 인 것이 바람직하다. Tg 가 -65℃ 보다 낮은 경우는, 결착제가 지나치게 부드럽기때문에 광학특성의 변화를 억제하는 것이 곤란하게 되고, -15 ℃ 보다 높은 경우는 결착제가 딱딱하기 때문에 구형상 미립자를 결착층에 매입하기 어렵게 되어, 확실하게 유지할 수 없다. 또, 본 발명에 있어서의 Tg 는 동적 점탄성을 측정 (오리엔텍 사제, 레오바이부론 DDV-II 사용) 하여, Tanδ 의 최대치를 구하여, 이것을 Tg 로 한 것이다.

상기의 구형상 미립자를 매입한 결착층의 위에는 보호층을 형성하여도 좋다. 그 경우는, 보다 안정한 광학특성이 얻어지는 동시에, 블로킹의 발생을 저지할 수있다.

다음에, 본 발명의 제 2 태양의 광학시트에 관해서 설명한다. 도 4 및 도 5 에 있어서, 광학시트 (L) 는, 투광성 기체 (1) 상에 결착층 (2) 이 적층되고, 또한 상기 결착층 (2) 의 위에는 적어도 결착층을 덮도록 보호층 (3) 이 적층되어 있다. 또한, 점착층 및 보호층에는, 다수의 구형상 미립자 (4) 가 면방향에서 고밀도로 두께방향으로 겹치는 일없이 단입자층의 상태로 매입되어 있다. 그리고 도 4 의 경우에는, 구형상 미립자 (4) 의 일부가 보호층 (3) 으로 덮어지는 일없이 보호층 표면으로 돌출하여 볼록부를 형성하고 있다. 도 5 의 경우에는 구형상 미립자 (4) 는 보호층 (3) 에 의해 표면이 덮어지고 볼록부를 형성하고 있다.

도 4 및 도 5 에서는, 각 구형상 미립자의 일부가 결착층에 매입되어 단입자층의 상태로 되어 있지만, 도 6 및 도 7 과 같이, 각 구형상 미립자는, 결착층에 접촉 (부착) 한 상태로 되어 있어도 된다. 즉, 제 2 태양의 광학시트 (L) 는, 투광성 기체 (1) 상에 결착층 (2) 이 적층되고, 또한 상기 결착층 (2) 의 위에는 적어도 결착층을 덮도록 보호층 (3) 이 적층되어 있다. 또한, 다수의 구형상 미립자 (4) 가 면방향에서 고밀도로 두께방향으로 겹치는 일없이 결착층에 접촉하여 단입자층을 형성하고 있다. 그리고 도 6 의 경우에는, 구형상 미립자 (4) 의 일부가 보호층 (3) 으로 덮어지는 일없이 보호층 표면에서 돌출하여 볼록부를 형성하고 있다. 한편, 도 7 의 경우에는 구형상 미립자 (4) 는 보호층 (3) 에 의해 표면이 덮여져 볼록부를 형성하고 있다.

상기 도 4 ∼도 7 과 같이, 본 발명의 제 2 태양의 광학시트에 있어서는, 단입자층의 상태로 표면에 나란히 병렬하고 있는 구형상 미립자로 덮여져 있지 않은 부분의 결착층을 적어도 덮도록 보호층이 형성되어 있으므로, 구형상 미립자가 고정되어 안정한 광학특성이 얻어진다. 그리고, 이 보호층에 의해 블로킹의 발생이 방지됨과 동시에, 보호층의 재료조성, 두께, 형태 (구형상 미립자 피복의 유무) 등을 컨트롤함으로써, 광투과율, 확산성, 헤이즈값 등의 광학특성을 용이하게 제어하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 상기 제 2 태양의 광학시트에 있어서, 구형상 미립자의 입자직경 분포, 및 결착층에 이용되는 수지의 유리전이온도에 관해서는, 상기 제 1 태양의 광학시트에 관해서 말한 범위의 것이 바람직하게 사용된다. 또한, 본 발명의 제 2 태양의 광학시트에 있어서, 결착층의 두께는, 매입된 구형상 미립자의 입자직경의 0.1∼2배가 바람직하다. 결착층의 두께가 구형상 미립자의 입자직경의 0.1 배보다 얇으면, 구형상 미립자를 결착층에 부착시킬 때에 구형상 미립자의 탈락이 발생하기 쉽게 되어 바람직하지 못하다. 또한, 2 배보다 두꺼우면 광학특성의 안정성이 저하하는 염려가 있어, 바람직하지 못하다. 그러나, 상기 볼록부에 있어서의 구형상 미립자의 정점에서 투광성 기체 표면까지의 거리가 상기 구형상 미립자의 체적평균 입자직경의 100%∼110% 인 것이 보다 바람직하다. 이 경우에는, 투광성 기체의 표면에서 상기 구형상 미립자의 정점까지의 평균높이가 구형상 미립자의 체적평균 입자직경에 가깝기 때문에, 예컨대, 단입자층을 형성한 후, 보호층 형성전의 광학시트를 권취 또는 중복한 상태로 보관하였을 때에, 구형상 미립자가 추가로 매입되는 일이 없다. 따라서, 광학특성이 변화하는 일이 없기 때문에, 구형상 미립자의매입공정과 그 다음 보호층을 형성하는 공정과의 사이의 기간을 임의로 설정할 수 있어, 생산계획상, 지극히 유용하고, 또한, 보호층 형성 후에 권취상태로 장기 저장해 둘수 있다는 이점을 갖고 있다.

다음으로, 본 발명의 광학시트를 구성하는 적당한 재료에 관해서 설명한다.

본 발명의 투광성 기체로서는, 투명필름을 사용할 수가 있다. 구체적으로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 트리아세틸 셀룰로스 (TAC), 폴리아레이트, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 셀로판, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜 등으로 이루어지는 각종 수지필름을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 이러한 필름에 한정되지 않고, 상기 수지로 이루어지는 수지판이나, 석영유리, 소다유리 등 유리재료로 이루어지는 시트형상 부재도 이용할 수 있다.

또한, 투광성 기체로서는, 빛이 투과되는 것이면 비 투명형상물의 것으로 사용할 수 있지만, 액정디스플레이 등에 이용하는 경우 등은 굴절율 (JIS K 7142) 이 1.42∼1.60 의 범위에 있는 투명기체가 바람직하다. 구체적인 예로서는, 트리아세틸 셀룰로스 (TAC) 나 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 수지필름 등을 들 수 있다. 이들 투명기체의 투명성은 높은 것일수록 양호하고, 광선투과율 (JIS C 6714) 이 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상의 것, 또한, 헤이즈값 (JIS K 7105) 이 3.0 이하, 보다 바람직하게는 1.0 이하, 가장 바람직하게는 0.5 이하의 것을 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 소형 경량의 액정디스플레이에 이용하는 경우에는, 투광성 기체는 필름인 것이 보다 바람직하고, 그 두께에 관해서는, 경량화의 관점에서 엷은 쪽이 바람직하지만, 그 생산성을 고려하면, 0.5㎛∼1mm 의 범위의 것을 사용하는 것이 적절하다. 또한, 투광성 기체의 결착층과는 반대측의 편면에 집광성 또는 확산성을 갖는 렌즈를 형성하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 결착층은, 수지를 주체로서 구성되어, 각종의 점착제로 이용되는 수지를 적시 사용할 수 있다. 점착제로서는, 상온으로 구형상 미립자를 부착시키는 것에 필요한 점착성을 갖고 있는 것이 바람직하지만, 투광성 기체 및 구형상 미립자의 양자와의 결착력에 우수한 것이면, 어떠한 수지라도 사용 가능하다.

상기의 점착제로서는, 예컨대 폴리에스테르계수지, 에폭시계수지, 폴리우레탄계수지, 실리콘계수지, 아크릴계수지 등의 수지제 점착제를 들 수 있다. 이들은, 단독 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용하여도 좋다. 특히, 아크릴수지계 점착제는, 내수성, 내열성, 내광성 등에 뛰어나, 점착력, 투명성이 좋고, 또한, 액정디스플레이 등의 표시장치에 이용하는 경우에는, 굴절율을 반사방지성 등의 특성을 고려하여 적합하도록 조정하기 쉬운 점등에서 바람직하다. 아크릴수지계 점착제로서는, 아크릴산 및 그 에스테르, 메타크릴산 및 그 에스테르, 아크릴아미드, 아크리로니트릴 등의 아크릴모노머의 단독중합체 또는 이것들의 공중합체, 또한, 상기 아크릴모노머의 적어도 1 종과, 아세트산비닐, 무수말레인산, 스티렌 등의 방향족비닐모노머와의 공중합체를 들 수 있다. 특히, 점착성을 발현하는 에틸렌아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등의 주 (主) 모노머, 응집력성분으로 이루어지는 아세트산비닐, 아크리로니트릴, 아크릴아미드, 스티렌, 메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트 등의 모노머, 또한 점착력 향상이나, 가교화 (架橋化) 기점을 부여하는 메타크릴산, 아크릴산, 이타콘산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노메틸메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 무수말레인산 등의 관능기 (官能基) 함유 모노머로 이루어지는 공중합체가 적절하다.

또한 점착제에는, 경화제로서, 예컨대 금속킬레이트계, 이소시아네이트계, 에폭시계 등의 가교제를 필요에 따라 1 종 또는 2 종이상 혼합하여 이용할 수 있다. 또한, 결착층은, 광중합성모노머, 올리고머, 폴리머 및 광중합개시제를 가한 UV 경화성의 결착제를 이용하여 형성하여도 좋다.

본 발명의 결착층에 이용하는 수지는, 상기한 바와 같이 Tg 가 -65 ∼ -15℃ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. Tg 가 -65℃ 보다 낮은 수지에서는 너무 부드럽기 때문에, 특히 고온고습시에는 한번 부착한 구형상 미립자가 충격에 의해 벗겨져, 색편차 등의 결함이 발생하기 쉽게 된다. 또한, 한번 벗겨진 구형상 미립자에는 수지가 부착되어 있어, 그 구형상 미립자가 두 번째 다른 구형상 미립자에 부착되어, 광학특성에 악영향을 미치게 하는 일도 있다. 또한, 광학시트 제작시에 있어서도 구형상 미립자의 고정이 불충분해져, 결착층상에 구형상 미립자를 단입자층의 상태로 형성하는 것이 어렵고, 광투과성이 낮게 되므로 바람직하지 못하다. 한편, Tg 가 -15℃ 보다 높은 수지에서는 점착성이 부족하기 때문에, 구형상 미립자의 탈락이 발생하기 쉬워 바람직하지 못하다.

결착층은 상기와 같은 수지를 이용하여, 그 점착력 (JIS Z0237-8) 이, 100g/25mm 이상으로 되도록 배합되면 실용상바람직하다. 점착력이 100g/25 mm 미만에서는 구형상 미립자의 이탈이 일어나거나, 내환경성이 나쁘게 되기도 한다. 특히, 고온고습하에서는, 결착층이 투광성 기체로부터 박리하기도 하는 염려가 있다. 또한, 결착층의 유지력 (JIS Z0237-11) 은 0.5mm 이하가 바람직하다. 유지력이 0.5mm 보다 크면 부드럽기 때문에, 상술한 바와 같이 구형상 미립자가 복층으로 되기 쉽다.

보호층은 수지를 주성분으로 형성하는 것이지만, 사용되는 수지로서는, 비점착성의 것이 아니면 안된다. 여기서, 비점착성이란, 건조, 경화 후에 상온에서 턱프리 (tuck free) 로 되는 것을 의미하는 것이며, 열 또는 광경화성수지나 열가소성수지 등이 적절하게 사용된다. 이들의 수지로서는, 예컨대 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리비닐알콜, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 아크릴, 에폭시, 실리콘 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 아크릴계 수지가 상기 결착층에서 언급한 바와 같은 이유로 바람직하고, 특히, 아크릴계 자외선경화형 수지는 후술의 본 발명의 제 1 및 제 2 어느 제조방법에 있어서도, 적절하게 사용할 수 있다. 또, 이들의 수지는, 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용하여도 좋다.

보호층의 두께 (도 4 및 도 5 의 e) 는, 후술하는 구형상 미립자의 입자직경의 0.1 배로부터, 구형상 미립자가 완전히 매몰 (구형상 미립자에 의한 볼록부가 파묻혀 보호층 표면이 평탄으로 되어 버리는 상태) 되지 않는 범위에서 자유롭게 정할 수 있고, 뛰어 난 광학특성과 그 안정성을 달성하기 위해서는, 바람직하게는 구형상 미립자의 입자직경의 0.1∼0.9 배, 특히 0.3∼0.7 배가 적절하다. 그리고, 이 범위로 두께를 제어함으로써, 구형상 미립자가 보호층으로 돌출하는 높이 (도 4및 도 6 참조), 또는 보호층 표면의 볼록부의 높이 (도 5 및 도 7 참조) 를 조절하여, 광학특성을 용이하게 제어할 수 있다. 보호층이, 구형상 미립자가 완전히 매몰하는 두께 이상이면, 광학시트의 표면형상이 평면으로 되어 내부·외부 광확산체로서의 기능이 손상되는 염려가 있어 바람직하지 못하다.

본 발명에 사용되는 구형상 미립자는, 굴절율이 1.42∼1.60 의 범위에 있는 것이, 높은 광투과성을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다. 그와 같은 구형상 미립자로서는, 예컨대 실리카, 알루미나 등의 무기안료, 아크릴수지, 폴리스티렌수지, 스티렌-아크릴공중합체, 폴리에틸렌수지, 에폭시수지, 실리콘수지, 폴리플루오르화비닐리덴, 테프론, 디비닐벤젠수지, 페놀수지, 우레탄수지, 아세트산셀룰로스, 나일론, 셀룰로스, 벤조구아나민수지, 멜라민수지 등의 유기미립자를 사용할 수 있지만, 광투과성 및 결착층과의 밀착성의 관점에서 유기미립자가 바람직하고, 특히 내광성의 점에서 아크릴계 수지비즈, 실리콘계 수지비즈가 바람직하다. 또한, 그 입자직경으로서는 1∼50㎛ 인 것이 바람직하고, 특히 액정디스플레이 등에 이용하는 경우에는 2∼10㎛ 이면보다 바람직하다.

또한, 본 발명으로 사용되는 구형상 미립자로서는, 입자직경분포가 좁을수록 구형상 미립자의 결착층 또는 보호층으로의 매입깊이가 균일하게 되어, 보다 뛰어난 광학특성이 얻어지는 점에서 바람직하다. 구체적으로는, 입자직경분포의 값이 0.8∼1.0 이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.9∼1.0 이다.

또한, 다른 층으로서, 예컨대 최표면에 빛의 굴절율이나 투과성을 조정하기 위한 조정층, 또는 기체와 결착층을 강고하게 접착시키기 위한 접착층 등을 필요에따라서 형성하여도 좋다.

다음으로, 본 발명의 광학시트의 제조법을 나타낸다. 본 발명의 제 1 태양의 광학시트는, 다음과 같이 하여 제조할 수가 있다. 즉, 우선, 투광성 기체의 한면 또는 양면에, 직접 또는 다른 층을 개재하여, 상기 결착층을 형성하는 수지를 적절하게 용매에 용해한 도료액 (塗液) 을 도포·건조하여, 결착층을 형성한다. 도포방법으로서는, 에어닥터코팅, 바코팅, 블레이드코팅, 나이프코팅, 리버스코팅, 트랜스퍼롤코팅, 그라비아롤코팅, 키스코팅, 캐스트코팅, 스프레이코팅, 슬롯오리피스코팅, 캘린더코팅, 전착 (電着) 코팅, 딥코팅, 다이코팅 등의 코팅법이나, 플렉소인쇄 등의 철판인쇄, 다이렉트그라비아인쇄, 오프셋그라비아인쇄 등의 요판인쇄, 오프셋인쇄등의 평판인쇄, 스크린인쇄 등의 공판인쇄 등의 인쇄법 등이 있고, 특히, 롤코터를 사용하는 코팅이, 균일한 층두께가 얻어지는 점에서 바람직하다. 또한, 결착층의 숙성를 위해, 박리 PET 필름 등으로 결착층을 보호한 상태로, 20∼80℃ 정도의 온도로, 3∼14 일정도 열처리를 하고 나서 다음공정에 옮겨도 좋다.

다음에, 투광성 기체상의 결착층의 표면에 구형상 미립자를 부착시킨다. 부착방법으로서는, 구형상 미립자를 결착층상에 직접살포, 에어스프레이로 내뿜어, 구형상 미립자를 부착시킨 브러시나 롤 등으로부터 전사, 또는 구형상 미립자를 용제에 분산시킨 후에 코팅 등의 방법이 채용된다. 특히, 유동조를 사용한 유동침지 (流動浸漬) 가, 균일하게 구형상 미립자를 부착시키는 점에서 바람직하다. 또, 여기서는 구형상 미립자가 결착층의 표면에, 결착층의 점착력에 의해서 단지 부착되어 있으면 된다.

그 후, 부착한 구형상 미립자를 가압하여 결착층에 매입한다. 가압의 수단으로서는, 고무제의 가압롤러, 가압매체에 의한 타격 등이 채용된다. 가압은, 결착층에 부착한 구형상 미립자에 대하여 균일하게 행하여질 필요가 있다. 이 때문에, 가압매체로서 구형상의 입자를 사용하여, 진동에 의해 구형상 미립자에 타격을 가하는 방법이 바람직하다. 또, 가압매체의 크기로서는, 구형상 미립자의 입자직경나 재질에 따라서 적절하게 선택되지만, 대략 0.3∼2.0mm 정도가 적당하다.

또한, 결착층에 매입되지 않고서 부착된 채로 되어있는 잉여의 구형상 미립자를, 흐르는 물 등에 의해 씻어내려 제거하여, 본 발명의 광학시트를 얻는다. 또한, 이후 매입된 구형상 미립자와 결착층의 숙성을 목적으로, 20∼80℃ 정도의 온도로, 3∼14 일정도 열처리를 하여도 좋다.

본 발명의 제 2 태양의 광학시트는, 다음 두 가지 방법에 의해서 제조할 수 있다.

제 1 및 제 2 제조방법에 있어서, 동일하게 제 1 공정으로서, 우선 투광성 기체의 한면 또는 양면에, 구형상 미립자를 부착할 수 있는 정도의 점착성을 갖는 수지를 적절하게 용매에 용해한 도료액을 도포·건조하여, 결착층을 형성시킨다. 도포방법으로서는, 상기 제 1 태양의 광학시트의 제조에 관해서 말한 것이 사용된다. 또한, 결착층은 사용한 점착제에 따라서, 형성 후에 적절하게 숙성을 하고 나서 다음공정에 옮겨도 좋다.

다음으로, 본 발명의 제 1 제조방법에 있어서는, 제 2 공정으로서 투광성 기체상의 결착층의 표면에 구형상 미립자를 부착시킨다. 부착은, 상기 제 1 태양의광학시트의 경우와 동일하게 할 수 있다.

그 후, 부착한 구형상 미립자를 상기한 바와 동일하게 가압의 수단에 의해서 결착층에 매입하여, 구형상 미립자의 단입자층을 형성한다. 매입정도는, 소망의 광학특성에 따라서 적절하게 컨트롤하면 된다.

또한, 상기의 구형상 미립자의 매입공정에서는, 통상 결착층에 매입되지 않고서 부착한 채로 되어있는 잉여의 구형상 미립자가 존재하기 때문에, 이것을 흐르는 물로 씻어내는 등의 방법에 의해 제거하여 단입자층을 형성한다. 또한, 이 후 결착층의 숙성을 목적으로서, 열처리를 하는 것이 바람직하다.

또, 소망의 광학특성상, 구형상 미립자가 매입되어 있을 필요가 없이, 단지 결착층 표면에 부착되어 있으면 되는 경우에는, 상기의 공정에서 가압에 의한 매입은 생략하여, 잉여의 구형상 미립자의 제거만을 행하여, 다음 보호층의 형성공정으로 진행하는 것도 가능하다.

최후에, 제 3 공정으로서 구형상 미립자에 의한 볼록부가 표면에 형성되도록, 결착층상에 보호층을 형성한다. 그 순서는, 보호층용 수지를 적절하게 용매에 용해한 도료액을 결착층상에 도포·건조하여, 필요에 따라서 가열이나 UV 조사 등에 의한 경화를 하여 보호층을 형성한다. 이때, 보호층은 표면에 적어도 구형상 미립자에 의한 볼록부가 형성되어 있는 것이 필요하다. 즉, 구형상 미립자의 일부가 노출하여 볼록부로 되어 남는 정도의 두께로 형성 (도 4 및 도 6) 하던지, 또는 구형상 미립자의 표면을 덮어 버리고 있어도 그 볼록형상의 형태가 남도록 보호층을 형성 (도 5 및 도 7) 한다. 이상과 같이하여 본 발명의 제 2 태양의 광학시트는 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 제조방법은, 우선, 상기한 바와 같이 하여 결착층을 형성한 후, 구형상 미립자를 부착시키는 일없이 보호층을 형성하고, 그 후 구형상 미립자를 보호층 표면에 부착시키고, 부착한 각 구형상 미립자의 일부가 보호층 표면에 돌출하여 볼록부가 형성되도록 매입하고, 그 후, 잉여의 구형상 미립자의 제거를 행함으로써, 제 2 태양의 광학시트가 제조된다. 또, 이러한 구형상 미립자의 매입방법이나, 잉여의 구형상 미립자의 제거방법은, 상기 제 1 제조방법과 동일하게 행할 수 있다.

실시예

다음에, 본 발명을 보다 구체화한 실시예를 설명한다.

A. 폴리아크릴레이트의 합성

[합성예 1]

삼개구 프라스코 (frasco) 에 부틸아크릴레이트 62 부, 메틸아크릴레이트 28 부, 메틸메타크릴레이트 5 부, 아조비스이소부칠니트릴 2 부, 톨루엔 200 부를 넣어, 교반하면서 60℃ 에서 5시간 중합시킨다. 그것에 0.3 부의 이관능 (二官能) 이소시아네이트 (상품명: D-90, 소우켄카가꾸 사제) 를 가하여 폴리아크릴레이트 (a) 로 하였다.

이 폴리아크릴레이트 (a) 를 이형 PET 에 어프리케이터롤로 건조막두께가 20㎛ 가 되도록 도포한 후, 그 위에서 이형 PET 을 포개어, 액체질소로 폴리아크릴레이트를 고화시켜, 시트를 제작하였다. 그 후, 이 시트를 4 × 0.5cm 의 크기로 절단하여, 레오바이브론 DDV-Ⅱ (오리엔텍 사제) 로, 동적 점탄성를 측정하여, Tanδ 의 최대치를 Tg 로 한 바, Tg 는 -34℃ 이였다.

[합성예 2]

삼개구 프라스코에 2-에틸헥실아크릴레이트 92 부, 아크릴산 8 부, 아조비스이소푸칠니트릴 2 부, 톨루엔 200 부를 가하여, 교반하면서 60℃ 에서 5시간 중합시켜, 폴리아크릴레이트 (b) 로 하였다.

이 폴리아크릴레이트 (b) 의 Tg 를 합성예 1 과 같은 방법으로 측정한 바, -11℃ 이였다.

B. 광학시트의 제작

[실시예 1]

투광성 기체로서, 두께 80㎛ 의 트리아세틸 셀룰로스필름 (상품명: 후지턱 UVD80, 굴절율 1.49, 전 (全) 광선투과율 92.4%, 헤이즈값 0.15, 후지 사진필름 사제) 를 이용하였다. 이 필름의 편면상에, 상기 폴리아크릴레이트 (a) 를, 건조 후의 두께가 1.5㎛ 가 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 2 분간 건조시켰다. 그 후, 60℃ 에서 7일간 숙성하여, 결착층을 형성하였다.

다음에, 구형상 미립자로서, 체적평균입자직경이 4.5㎛ 이고, 입자직경 분포가 0.94 의 메틸실리콘미립자 (상품명: 토스펄 145, GE 도시바실리콘 사제) 를 이용하여, 이 구형상 미립자가 들어 간 유동조에, 결착층이 형성된 투광성 기체를 통과시켜, 부착시켰다.

또한, 가압매체로서 입자직경 0.5mm 의 구형상 지르코니아구를 용기에 넣고,이 용기에 진동을 가한 상태로, 용기중에 구형상 미립자를 부착시킨 투광성 기체를 빠져나가게 하여, 구형상 미립자를 결착층중에 매입하였다. 세정하여 잉여의 구형상 미립자를 제거한 후, 60℃ 의 항온조 (恒溫槽) 로 7일간의 숙성하여, 상온까지 냉각시켜, 실시예 1 의 광학시트를 얻었다.

[실시예 2]

실시예 1 과 같은 필름의 편면상에, 실시예 1 의 결착제를 건조 후의 두께가 3㎛ 가 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 2분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 7일간 숙성하여, 결착층을 형성하였다. 그 후의 공정은, 사용하는 구형상 미립자를 체적평균 입자직경이 10.8㎛, 입자직경 분포 0.94 의 폴리메틸메타크릴레이트 (상품명: MX-1000, 소우켄카가꾸 사제 (소우켄카가꾸사제)) 로 변경한 이외는 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 2 의 광학시트를 얻었다.

[실시예 3]

실시예 1 과 동일한 필름의 편면상에, 실시예 1 의 결착제를 건조 후의 두께가 1㎛ 가 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 2분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 7일간 숙성하여, 결착층을 형성하였다. 그 후의 공정은, 사용하는 구형상 미립자를 체적평균 입자직경이 2.6㎛, 입자직경 분포 0.90 의 메틸실리콘비즈 (상품명: 토스펄130, GE 도시바실리콘 사제) 로 변경한 것 이외는 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 3 의 광학시트를 얻었다.

[실시예 4]

실시예 1 과 동일한 필름의 편면상에, 실시예 1 의 결착제를 건조 후의 두께가 5㎛ 가 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 2분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 7일간 숙성하여, 결착층을 형성하였다.

다음에, 구형상 미립자로서, 체적평균입자직경이 10.8㎛, 입자직경분포 0.94 의 메틸메타크릴레이트 (상품명: MX-1000, 소우켄카가꾸 사제) 를 이용하여, 이 구형상 미립자가 들어 간 유동조에, 결착층이 형성된 투광성 기체를 통과시켜, 부착시켰다.

또한, 가압매체로서 입자직경 0.5mm 의 구형상 지르코니아구를 용기에 넣어, 이 용기에 진동을 가한 상태로, 용기중에 구형상 미립자를 부착시킨 투광성 기체를 빠져나가게 하여, 구형상 미립자를 결착층중에 매입하였다. 세정하여, 잉여의 구형상 미립자를 제거한 후, 40℃ 의 항온조에서 14일간 숙성하고, 상온까지 냉각하여, 실시예 4 의 광학시트를 얻었다.

[비교예 1]

실시예 1 과 동일한 필름의 편면상에, 실시예 1 의 결착제를 건조 후의 두께가 2.2㎛ 가 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 2분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 7일간 숙성하여, 결착층을 형성하였다. 그 후의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하여, 비교예 1 의 광학시트를 얻었다.

[비교예 2]

실시예 1 과 동일 필름의 편면상에, 실시예 1 의 결착제를 건조 후의 두께가 1.5㎛ 가 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 2분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 7일간 숙성하여, 결착층을 형성하였다. 그 후의 공정은 실시예 3 과 동일하게하여, 비교예 2 의 광학시트를 얻었다.

[비교예 3]

실시예 1 과 동일 필름의 편면상에, 실시예 1 의 결착제를 건조 후의 두께가 1.5㎛ 가 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 2분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 7일간 숙성하여, 결착층을 형성하였다. 그 후의 공정은, 사용하는 구형상 미립자를 체적평균 입자직경이 4.5㎛, 입자직경 분포 0.78 의 메틸실리콘비즈로 변경한 이외는 실시예 1 과 동일하게 하여, 비교예 3 의 광학시트를 얻었다.

[비교예 4]

실시예 1 과 동일 필름의 편면상에, 상기 폴리아크리레이트 (b) 를, 건조 후의 두께가 1.5㎛ 가 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 2분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 7일간 숙성하여, 결착층을 형성하였다. 그 후의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하여, 비교예 4 의 광학시트를 얻었다.

(광학시트의 관찰)

실시예 1∼4, 및 비교예 1∼4 의 광학시트의 단면을 전자현미경에 의해서 사진촬영하여 관찰하였다. 그 사진을 바탕으로, 본 발명에서 특정하는 구형상 미립자의 돌출부의 정점에서 투광성 기체까지의 거리 (b) 및 결착층의 두께 (c) 에 관해서 측정하여, 구형상 미립자의 돌출부의 정점에서 투광성 기체까지의 거리 (b) 의, 구형상 미립자의 체적평균 입자직경 (a) 에 대한 비율을 산출하였다. 그 값을 표 1 에 나타낸다.

표 1

	구형상 미립자의 체적평균 입자직경(㎛)	입자직경 분포	거리의 비율(주)(%)	구형상 미립자의 체적평균입자직경에 대한 결착층의 두께의 비율(%)
실시예1	4.5	0.94	108	48
실시예2	10.8	0.94	101	74
실시예3	2.6	0.90	110	79
실시예4	10.8	0.94	104	98
비교예1	4.5	0.94	116	99
비교예2	2.6	0.90	115	85
비교예3	4.5	0.78	106	46
비교예4	4.5	0.94	124	42

(주) 구형상 미립자의 돌출부의 정점으로부터 투광성 기체 표면까지의 거리의 구형상 미립자의 체적평균 입자직경에 대한 비율

(광학특성시험)

상기 실시예 1∼4, 및 비교예 1∼4 의 광학시트에 관해서, 도 8 과 같이 투광성 기체 (1) , 결착층 (2) 및 구형상 미립자 (4) 로 이루어지는 시트의 표면측으로부터 입사광을 실시한 경우의, 전광선투과율: Tt(%), 헤이즈값: Hz(%) 을 일본 덴쇼쿠코교사제 (電色工業社製) NDH2000을 이용하여 측정하였다.

다음에, 상기 실시예 1∼4 및 비교예 1∼4 의 광학시트를 고온고습 (60℃, 90%) 조건하에서 7일간 방치하고, 그 후, 상기와 같이 Tt 와 Hz 를 측정하여, 내고온고습성, 즉, 고온고습하에 있어서의 신뢰성의 평가를 하였다. 측정결과를 표 2 에 나타낸다.

표 2

표 1 및 표 2 로부터 명확하듯이, 기체표면에서 구형상 미립자의 정점까지의 높이가 구형상 미립자직경에 가까운 110% 이하의 경우는, 비교예 3 을 제외하고 모두 양호한 광학특성이 얻어진다. 즉, 실시예 1∼4 의 본 발명의 광학시트의 광학특성은, 고온고습하에 방치한 후에도 거의 변화하지 않고서 높은 광투과성과 광확산성을 유지할 수 있었다. 한편, 기체표면에서 구형상 미립자의 정점까지의 높이가 구형상 미립자의 직경의 110% 를 넘고있는 비교예 1∼2 및 4 의 광학시트, 및 구형상 미립자의 입자직경 분포의 값이 0.78 과 0.80 보다 작은 비교예 3 의 광학시트에서는, 고온고습하에 방치하자 모두 Hz 가 10% 이상 저하하였다. 또한, 비교예 4 의 광학시트에서는, Tg 가 높은 결착제를 사용하였기 때문에 고온고습하에 방치한 후에는 구형상 미립자의 탈락도 확인되고 (Tt 의 값이 커져 있다), 광학특성의 편차를 발생한다는 문제를 갖는 것이었다.

[실시예 5]

투광성 기체로서, 두께 80㎛ 의 TAC 필름 (상품명: 후지텍 UVD80, 후지사진필름사제, 굴절율 1.49, 전광선투과율 92.4%, 헤이즈값 0.15) 을 이용하였다. 이편면상에, 부틸아크릴레이트계 점착제 (상품명: H-6 F, 소우켄카가꾸사제) 100 부에, 삼관능 (三官能) 이소시아네이트 (상품명: D-90, 소우켄카가꾸사제) 0.3 부를 가하여, 메틸이소부틸케톤 (이하,「MIBK」라고 한다) 로 희석한 도료를, 건조 후의 두께가 4㎛ 로 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 2분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 7일간 숙성하여, 결착층을 형성하였다.

다음에, 구형상 미립자로서, 체적평균 입자직경이 4.5㎛ 에서, 입자직경 분포가 0.94 의 메틸실리콘미립자 (상품명: 토스펄145, GE 도시바실리콘사제) 를 이용하여, 이 구형상 미립자가 들어간 유동조에, 결착층이 형성된 투광성 기체를 통해서, 결착층 표면에 구형상 미립자를 부착시켰다. 그 후, 가압매체로서 입자직경 0.5mm 의 구형상 지르코니아구를 진동조에 넣고, 진동을 가한 상태로 진동조 안에 구형상 미립자를 부착시킨 투광성 기체를 빠져나가게 하여, 구형상 미립자를 결착층 중에 매입하였다. 또한, 세정하여 잉여의 구형상 미립자를 제거한 후, 60℃ 의 항온조로 7일간의 숙성을 한 후, 상온까지 냉각하여 구형상 미립자의 단입자층을 형성하였다.

다음에, 구형상 미립자의 단입자층이 형성된 결착층상에, UV 경화형 아크릴레이트 (상품명: UV-3300, 동아합성사제) 를, 메틸이소푸칠케튼 (MIBK) 으로 희석한 도료를, 건조 후의 두께가 1.0㎛ 로 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 1분간 건조시킨 후, UV 에 의한 경화를 하여 보호층을 형성하여, 본 발명의 광학시트를 얻었다. 또, 건조 후의 막두께는, 균일두께로 가정하여 도막 (塗膜) 의 중량과 비중으로부터 계산된 것이다.

[실시예 6]

실시예 5 의 UV 경화형 아크릴레이트 대신에, UV 경화형 실리콘아크릴레이트 (상품명: UVHC-1103, GE 도시바실리콘사제) 를, n-부타놀로 희석한 도료를 건조 후의 두께가 1.1㎛ 로 되도록 리버스코터로 도장처리 것 이외는 실시예 5 와 동일하게 하여, 본 발명의 광학시트를 얻었다.

[실시예 7]

실시예 6 의 UV 경화형 실리콘아크릴레이트를, 건조 후의 두께가 0.8㎛ 로 되도록 리버스코터로 도장처리 것 이외는 실시예 5 와 동일하게 하여, 본 발명의 광학시트를 얻었다.

[실시예 8]

실시예 6 의 UV 경화형 실리콘아크릴레이트를, 건조 후의 두께가 1.6㎛ 로 되도록 리버스코터로 도장처리 것 이외는 실시예 5 와 동일하게 하여, 본 발명의 광학시트를 얻었다.

[실시예 9]

실시예 5 의 UV 경화형 아크릴레이트 대신에, 폴리비닐아세탈 (상품명: 에스렉KS-10, 세끼수이가가꾸코교 (積水化學工業) 사제) 를 이소프로필알콜 (IPA) 로 희석한 도료를, 건조 후의 두께가 0.8㎛ 로 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 90℃ 에서 10분간 건조시킨 것 이외는, 실시예 5 와 동일하게 하여, 본 발명의 광학시트를 얻었다.

[실시예 10]

두께 80㎛ 의 TAC 필름으로 이루어지는 투광성 기체의 편면상에, 부틸아크릴레이트계 점착제 (상품명: H-6 F, 소우켄카가꾸사제) 100 부에, 삼관능 이소시아네이트 (상품명: D-90, 소우켄카가꾸사제) 0.3 부를 가하여, MIBK 에서 희석한 도료를, 건조 후의 두께가 4㎛ 로 되도록 리버스코터로 도장처리하고, 100℃ 에서 2분간 건조시킨 후, 60℃ 에서 7일간 숙성하여, 결착층을 형성하였다. 상기 결착층상에, UV 경화형 실리콘아크릴레이트를 건조 후의 막두께가 1.0㎛ 로 되도록 도장처리하고, 100℃ 에서 1분간 건조시켜, 보호층을 형성하였다.

다음에, 실시예 5 와 같은 구형상 미립자가 들어간 유동조에, 보호층이 형성된 투광성 기체를 통과시킴으로써 구형상 미립자를 보호층 표면에 부착시키고, 또한 구형상 지르코니아구가 들어간 진동조에 구형상 미립자를 부착시킨 투광성 기체를 빠져나가게 하여, 구형상 미립자를 보호층중에 결착층과 접촉하는 정도로 매입하였다. 그 후, UV 를 조사하여 보호층을 경화하고, 또한 세정하여 잉여의 구형상 미립자를 제거하여 본 발명의 광학시트를 얻었다.

[비교예 5]

실시예 5 에 있어서 보호층을 형성하지 않은 것 이외는 실시예 5 와 동일하게 하여, 비교용의 광학시트를 얻었다.

상기에서 얻어진 실시예 5∼10 및 비교예 5 의 광학시트에 관해서, 단면의 전자현미경사진을 촬영하여 관찰하였다. 실시예 5∼7 및 실시예 10 의 광학시트는 도 4 와 같이 각 구형상 미립자의 일부가 노출하여 볼록부가 형성되어 있고, 실시예 8 및 실시예 9 는 도 5 와 같이 구형상 미립자의 표면이 보호층으로 덮어진 상태로 볼록부가 형성되어 있었다. 또, 비교예 5 는 도 4 에서 보호층이 없는 형태이었다.

다음에, 각 광학시트의 광학특성과 내 (耐) 블로킹성에 관해서, 하기의 평가방법에 의해 평가하였다.

(광학특성)

각 광학시트에 관해서, 도 9 와 같이 투광성 기체 (1), 결착층 (2), 보호층 (3) 및 구형상 미립자 (4) 로 이루어지는 시트의 표면측으로부터 입사광을 실시한 경우의, 전광선투과율: Tt(%) 및 헤이즈값: Hz(%) 를 일본 덴쇼쿠코교사제 NDH2000 을 이용하여 측정하였다.

다음에, 각 광학시트를 고온고습 (60℃, 90%) 조건으로 7일간 방치하고, 그 후, 상기와 같이 Tt 와 Hz 를 측정하여, 방치 전과 방치 후의 데이터를 비교함으로써, 내고온고습성, 즉, 고온고습하에서 신뢰성 평가를 하였다. 이러한 방치 전과 방치 후의 데이터에 있어서, 변화가 적을수록, 좋은 것이고, 수치의 차가 큰 것은 광학특성이 환경의 영향을 받아 변화하게 되어, 안정성에 문제가 있는 것으로 된다.

(내블로킹성)

각 광학시트를 2 × 2cm 의 사이즈로 절단하여, 보호층상에 TAC 필름을 포갠 후에 상하를 유리판으로 끼워, 위에서 1kg/cm²의 하중을 부하한 상태로 상온에서 3일간 보관한 후, 유리판을 제거하여, TAC 필름을 들어올렸을 때 광학시트가 붙어있는지의 여부에 의해, 블로킹의 평가를 하였다.

상기의 평가결과를, 하기 표 3 에 나타낸다.

표 3

또, 표 3 에 있어서의 내블로킹성 시험의 평가는, 하기와 같다.

A : TAC 필름에 광학시트가 붙지 않았다.

B : TAC 필름에 광학시트가 붙었다.

표 3 으로부터 명확하듯이, 결착층상에 보호층을 형성한 경우는, 양호한 광학특성과 내블로킹성이 얻어진다. 즉, 실시예 5∼10 의 본 발명의 광학시트의 광학특성은, 고온고습하에 방치한 후에도 거의 변화하지 않고서 높은 광투과성과 광확산성을 유지할 수 있고, 또한, 다른 부재와 접착하지 않았다. 또한, 결착층상의 보호층의 두께를 바꿈으로써 헤이즈값을 제어할 수가 있었다. 한편, 결착층의 표면에 보호층을 형성하지 않은 비교예 5 의 광학시트에서는, 고온고습하에 방치하면 결착제가 유동하는 것에 기인한다고 생각되는, 헤이즈값(Hz) 의 10% 이상의 저하가 인정되었다. 또한, 결착층이 갖는 구형상 미립자의 부착에 필요한 점착성 때문에 다른 부재에 붙는다는 블로킹의 문제도 갖고 있었다.

[실시예 11]

결착층의 두께를 1.5㎛ 로 변경한 것 이외는, 실시예 5 의 경우와 동일하게 결착층 및 구형상 미립자의 단입자층을 형성하여, 광학시트 (A) 를 제작하였다. 이 광학시트 (A) 의 광학특성은, 전광선투과율 98.6, 헤이즈값 89.3 이었다. 또한, 이 광학시트 (A) 의 단면을, 전자현미경에 의해서 사진촬영하여, 관찰한 바, 구형상 미립자의 돌출부의 정점에서 투광성 기체까지의 거리의, 구형상 미립자의 체적평균직경에 대한 비율은 108% 이고, 구형상 미립자의 체적평균직경에 대한 결착층의 두께의 비율은 48% 이었다. 또한 이 광학시트 (A) 의 내블로킹성을 조사한 바, 블로킹의 발생은 인정되지 않고, 시험 후의 광학특성은, 전광선투과율 97.5, 헤이즈값 88.2 이고, 거의 변화하지 않았다. 또한, 이 광학시트 (A) 의 고온고습 (60℃, 90%) 하에 방치 후의 광학특성도, 전광선투과율 97.5, 헤이즈값 88.2 로, 변화하지 않았다.

다음에, 이 광학시트 (A) 의 단입자층의 위에, 실시예 5 와 동일하게 보호층을 형성하여, 광학시트 (B) 를 제작하였다. 이 광학시트 (B) 의 광학특성은, 전광선투과율 93.4%, 헤이즈값 64.5 이었다. 또한 이 광학시트 (B) 의 고온고습하에 방치 후의 광학특성을 측정한 바, 전광선투과율 93.6, 헤이즈값 65.0 이고, 거의 변화가 인정되지 않았다.

[실시예 12]

결착층의 두께를 2.2㎛ 로 변경한 것 이외는, 실시예 5 의 경우와 동일하게 결착층 및 구형상 미립자의 단입자층을 형성하여, 광학시트 (C) 를 제작하였다. 이 광학시트 (C) 의 광학특성은, 전광선투과율 97.7, 헤이즈값 86. 8 이었다. 또한,이 광학시트 (C) 의 단면을, 전자현미경에 의해서 사진촬영하여, 관찰한 바, 구형상 미립자의 돌출부의 정점에서 투광성 기체까지의 거리의, 구형상 미립자의 체적평균직경에 대한 비율은 116% 이고, 구형상 미립자의 체적평균직경에 대한 결착층의 두께의 비율은 99% 이었다. 또한 이 광학시트 (C) 의 내블로킹성을 조사한 바, 블로킹의 발생은 인정되지 않았지만, 시험 후의 광학특성은, 전광선투과율 95.6, 헤이즈값 78.1 이고, 약간 변화가 인정되었다. 또한, 이 광학시트 (C) 의 고온고습하에 방치 후의 광학특성도, 전광선투과율 95.8, 헤이즈값 72.6 이고, 약간 변화가 인정되었다.

다음에, 이 광학시트 (C) 의 단입자층의 위에, 실시예 5 와 동일하게 보호층을 형성하여, 광학시트 D 를 제작하였다. 이 광학시트 D 의 광학특성은, 전광선투과율 93.8%, 헤이즈값 58.8 이었다. 또한 이 광학시트 D 의 고온고습 (60℃, 90%) 하헤 방치 후의 광학특성을 측정한 바, 전광선투과율 93.6, 헤이즈값 56.7 이고, 거의 변화가 인정되지 않았다.

본 발명의 제 1 태양의 광학시트는, 투광성 기체의 표면에서 상기 구형상 미립자의 결착층으로부터 돌출한 정점까지의 평균높이가 구형상 미립자의 체적평균 입자직경에 가깝기 때문에, 예컨대, 이 광학시트를 권취 또는 포갠 상태로 보관하였을 때에, 구형상 미립자가 추가로 매입되는 일이 없다. 따라서, 광학특성의 변화를 막을 수 있고, 종래의 광학시트보다도 광학특성의 안정성이 높고, 신뢰성에 우수하다.

또한, 제 2 태양의 광학시트는, 점착층의 위에 보호층이 형성되어 있으므로, 광학특성의 안정성이 높고, 내블로킹성이 높은 신뢰성에 뛰어 난 것으로 되어 있고, 또한, 보호층의 적층상태를 적절하게 조정함으로써, 소망의 광학특성에 용이하게 제어할 수가 있어, 특성상, 생산상의 이점을 갖는 것이다.

따라서, 예컨대, 투과형 액정디스플레이에 있어서 도 10 및 도 11 과 같이, 백 라이트유닛 (5) 과, 편광판 (6) 에 끼워진 액정셀 (7) 과의 사이에, 본 발명의 광학시트 (L) 를 삽입함으로써, 백 라이트유닛의 빛을 효율 좋게 투과하면서, 효율 좋게 빛을 확산시키는 것이 가능하고, 고온고습 하에서도 광학특성의 안정성이 우수하기 때문에 장기간에 거쳐 안정된 성능을 액정디스플레이에 공급할 수 있다.

또한, 본 발명의 광학시트는 LCD 에 한하지 않고, EL, FED 등의 각종 디스플레이등에 적용할 수가 있고, 장기간의 광학안정성이 요구되는 용도에 널리 응용할 수 있어, 지극히 뛰어 난 효과를 얻는다.

Claims

투광성 기체와, 투광성 기체상에 직접 또는 다른 층을 개재하여 적층된 결착층을 갖고, 이 결착층에 입자직경 분포가 0.8∼1.0 의 구형상 미립자가 단입자층의 상태로, 결착층의 표면에서 각 구형상 미립자의 일부가 돌출하는 상태로 매입되어 있고, 또한, 이 구형상 미립자의 돌출부의 정점으로부터 투광성 기체 표면까지의 거리가 상기 구형상 미립자의 체적평균 입자직경의 100%∼110% 인 것을 특징으로 하는 광학시트.
제 1 항에 있어서, 상기 결착층의 두께가 상기 구형상 미립자 체적평균 입자직경의 10∼90% 인 것을 특징으로 하는 광학시트.
제 1 항에 있어서, 상기 결착층에 이용하는 수지의 유리전이온도가 -65℃∼ -15℃ 인 것을 특징으로 하는 광학시트.
투광성 기체상에 결착층 및 보호층이 순차적으로 적층되고, 구형상 미립자가 단입자층의 상태로, 각 구형상 미립자의 적어도 일부가 결착층에 접촉하도록 보호층에 매입되어 있고, 또한, 각 구형상 미립자의 일부가 보호층 표면으로 돌출하여 볼록부를 형성하든지, 또는 보호층에 의해 덮여진 상태의 볼록부를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 광학시트.
제 4 항에 있어서, 구형상 미립자의 입자직경 분포가 0.8∼1.0 인 것을 특징으로 하는 광학시트.
제 4 항에 있어서, 볼록부에 있어서의 구형상 미립자의 정점으로부터 투광성 기체 표면까지의 거리가 상기 구형상 미립자의 체적평균 입자직경의 100%∼110% 인 것을 특징으로 하는 광학시트.
투광성 기체상에, 점착성을 갖는 재료로 이루어지는 결착층을 형성하는 공정과, 상기 결착층의 표면에 구형상 미립자를 단입자층의 상태로 부착시키는 공정과, 구형상 미립자가 부착된 결착층의 위에, 상기 구형상 미립자에 의한 볼록부가 표면에 형성되도록 보호층을 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제 4 항에 기재된 광학시트의 제조방법.
투광성 기체상에, 점착성을 갖는 재료로 이루어지는 결착층을 형성하는 공정과, 상기 결착층상에 보호층을 형성하는 공정과, 상기 보호층상에 구형상 미립자를 부착시켜 단입자층을 형성하는 공정과, 각 구형상 미립자의 적어도 일부가 결착층에 접촉하도록, 또한, 각 구형상 미립자의 일부가 보호층의 표면으로부터 돌출하도록, 가압매체에 의해서 매입되는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제 4 항에 기재된 광학시트의 제조방법.