KR20070015571A - 프리즘 일체형 광확산판 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 광확산제를 포함하는 투명 수지 재료로 이루어지고 두께가 0.5 내지 3mm이고 전 광선 투과율이 60 내지 95%인 광확산 시트의 적어도 한 면에 프리즘형으로 이루어진 복수의 철조부로 형성된 프리즘 형상부를 설치한 것을 특징으로 하는 프리즘 일체형 광확산판으로서, 프리즘 시트와 광확산판의 양 성능을 겸비하여, 확산 광의 균일화 및 조명 커버나 대형 화면의 액정 디스플레이 백라이트의 휘도 향상을 도모한 프리즘 일체형 광확산판을 제공한다.

Description

프리즘 일체형 광확산판 및 그의 제조방법{PRISM-INTEGRATED LIGHT DIFFUSING BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 프리즘 일체형 광확산판, 특히, 형광관, LED, EL 등의 광원을 갖는 액정 디스플레이 백라이트 장치나 조명 장치에 사용되는 프리즘 일체형 광확산판에 관한 것으로, 프리즘 시트와 광확산판의 양 성능을 겸비시켜 확산 광의 균일화 및 휘도 향상을 도모한 프리즘 일체형 광확산판에 관한 것이다.
종래, 대형 화면의 액정 디스플레이에 있어서, 백라이트 유닛의 광원(형광관)의 램프 이미지를 제거하기 위해서 광확산판을 설치하였다.
이 광확산판은 투과 광을 직진 방향에 대해 넓은 각도로 분산시키는 특성이 요청된다.
그리고, 투과 광을 액정 유닛의 면 전체에서 높은 휘도로 투광시키기 위해서, 보통 광확산판과 액정 유닛 사이에 광확산판을 지지체로 하여 프리즘 시트를 적어도 1장 개재시키고 있다.
이 프리즘 시트는 휘도 향상에 유효한 각도의 범위로 집광 또는 확산하기 위 해 제공된다.
그러나, 액정 디스플레이 백라이트의 조립 공정에서는 경우에 따라 2장의 이 프리즘 시트를 다른 기능성 필름(광 확산성 필름, 위상차 필름)과 함께 세팅하지 않으면 안되고, 이는 공정을 길고 번거롭게 하여 결론적으로 프리즘 시트의 제조 비용을 높인다.
이 때문에, 프리즘 시트의 제거를 목적으로 하여 상기 기능성 필름과 광확산판(두께 0.5 내지 3mm의 두께 판)의 양 성능을 겸비한 프리즘 일체형 광확산판에 대한 요구가 높아졌다.
투명성 수지 100질량부에 대해 평균 입경 1 내지 20㎛의 비드상 가교 아크릴 수지 0.5 내지 10질량부를 함유하여 이루어진 광확산성 시트의 적어도 한 면에, 미세한 톱니상 단면의 철조를 형성함으로써 제조된 광확산성 프리즘 시트가 제안되었다(예컨대 특허문헌 1 참조).
그러나, 상기 기술은 광확산성 필름과 프리즘 시트의 겸비를 목적으로 하고 있지만, 특히 대형 액정 TV(17인치 이상)에서 확산층과 지지층을 겸비하는 두꺼운 광확산판에는 적용되지 못한다.
또한, 종래의 직하형(direct type) 백라이트에서 사용되는 프리즘 패턴이 전사되는 경우라도, 이렇게 형성된 프리즘 형상부는 확산성이 지나치게 높기 때문에 집광 효과가 발휘되지 않는 것이 알려져 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 제1997-304606호 공보
발명의 개시
본 발명은 프리즘 시트와 광확산판의 양 성능을 겸비하여, 확산 광의 균일화 및 조명 커버나 대형 화면의 액정 디스플레이 백라이트의 휘도 향상을 도모한 프리즘 일체형 광확산판을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 투과 광의 확산성을 억제한 투과율 영역의 광확산 시트에 프리즘 패턴을 전사함으로써, 실용상 충분한 확산 집광 기능을 갖는 프리즘-일체형 광확산판이 얻어지는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 일렀다.
즉, 본 발명은,
1. 광확산제를 포함하는 투명 수지 재료로 이루어지고 두께가 0.5 내지 3mm이고 전 광선 투과율이 60 내지 95%인 광확산 시트의 적어도 한 면에, 프리즘형으로 이루어진 복수의 철조부로 형성된 프리즘 형상부를 설치한 것을 특징으로 하는 프리즘 일체형 광확산판,
2. 광확산제의 함유량이, 투명 수지 재료를 구성하는 투명성 수지 100질량부에 대해 0.1 내지 20질량부인 상기 1에 기재된 프리즘 일체형 광확산판,
3. 광확산제가 열가소성 아크릴 수지, 폴리스타이렌 수지, 가교 아크릴 수지, 가교 폴리스타이렌 수지, 실리콘 수지, 불소계탄소 수지, 실리카 및 석영중에서 선택된 1종 이상으로 이루어지고, 그 평균 입경이 1 내지 200㎛인 입자 및/또는 그 섬유 길이/섬유 직경(L/D)이 2 이상인 섬유인 상기 1 또는 2에 기재된 프리즘 일체형 광확산판,
4. 프리즘 형상부가, 광확산 시트에 직접 형성된 것인 상기 1에 기재된 프리즘 일체형 광확산판,
5. 프리즘 형상부가 광확산 시트에 투명성 수지 시트를 융착하여 형성된 것인 상기 1에 기재된 프리즘 일체형 광확산판,
6. 프리즘면의 반대면에 대해 수직방향으로 광이 입사되었을 때에, 수직 방향의 투과 광 강도에 대해 20° 방향에서 수광한 투과 광 강도의 비(분산도)가 0.02 내지 0.7인 상기 1에 기재된 프리즘 일체형 광확산판,
7. 프리즘 패턴을 갖는 엠보싱 판 표면에 광확산 시트를 놓고, 엠보싱 판의 표리면의 각각의 측에 배치된 한 쌍의 롤에 의해 엠보싱 판 및 광확산 시트를 가압하여 광확산 시트에 엠보싱 패턴을 전사하는 전사 공정, 상기 한 쌍의 롤중 적어도 어느 하나에 의해 지지되는 엔드리스 벨트에 의해 전사 후의 엠보싱 판 및 피전사 시트를 반송하는 반송 공정, 및 이 반송 공정 후, 상기 피전사 시트를 엠보싱 판으로부터 박리시키는 박리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 4에 기재된 프리즘 일체형 광확산판의 제조방법,
8. 프리즘 패턴을 갖는 엠보싱 판 표면과 광확산 시트 사이에 투명성 수지 시트를 제공하고, 엠보싱 판의 표리면의 각각의 측에 배치된 한 쌍의 롤에 의해 엠보싱 판 및 광확산 시트를 가압하여 상기 투명성 수지 시트에 프리즘 패턴을 전사함과 동시에 이 시트를 광확산 시트에 융착시키는 공정, 상기 한 쌍의 롤중 적어도 어느 하나에 의해 지지되는 엔드리스 벨트에 의해 전사 후의 엠보싱 판 및 피전사 및 피융착 시트를 반송하는 반송 공정, 및 이 반송 공정 후, 상기 피전사 및 피융착 시트 를 엠보싱 판으로부터 박리시키는 박리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 5에 기재된 프리즘 일체형 광확산판의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 프리즘 일체형 광확산판을 제작하기 위한 전사 장치의 제 1 태양의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 프리즘 일체형 광확산판의 편향량을 계측하기 위한 설명도이다.
도 3은 본 발명의 프리즘 일체형 광확산판의 제 1 태양의 단면 확대도이다.
도 4는 본 발명의 삼각추형 프리즘 형상부의 제 1 태양이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 사각추형 프리즘 형상부의 제 1 태양이다.
도 6은 본 발명의 선형 프레넬 렌즈형(linear Fresnel lens shaped) 프리즘의 제 1 태양이다.
부호의 설명
1: 가열 롤
2: 고무 롤
3: 예열 롤
4: 냉각 롤
5: 반송 롤
6: 엔드리스 벨트
11: 20인치 백라이트
12: 프리즘 일체형 광확산판
13: 형광관
14: 편향량
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 투명 수지 재료를 구성하는 투명성 수지는 광선 투과율이 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상이면 특별히 제한되는 것이 아니지만, 내열성을 고려하여, 유리 전이 온도 또는 2차 전이 온도가 100℃ 이상인 폴리카보네이트 수지, 폴리사이클로폴리올레핀 수지, 아크릴계 수지, 폴리설폰 수지, 폴리알릴레이트 수지, 폴리에터설폰 수지 등이 적합하게 사용된다.
그 중에서도 폴리카보네이트 수지, 아크릴계 수지 및 폴리사이클로폴리올레핀 수지가 적합하다.
본 발명에서 사용되는 투명성 수지 시트(프리즘 시트)로서 상기 투명성 수지를 이용하여 수득된 시트를 들 수 있다.
수지 시트의 두께는 0.5 내지 3mm, 바람직하게는 0.6 내지 2mm이다.
본 발명에서 이용되는 광확산제로서 가교 아크릴 수지, 가교 폴리스타이렌 수지, 실리콘 수지, 불소계탄소 수지, 실리카, 석영, 산화타이타늄 및 산화아연중에서 선택된 1종 이상이 사용된다.
상기 광확산제는 그 평균 입경이 1 내지 200㎛, 바람직하게는 3 내지 100㎛인 입자(비드, 분말) 및/또는 그 섬유 길이/섬유 직경(L/D)이 2 내지 100 정도인 섬유가 바람직하다.
상기 투명성 수지로서 폴리카보네이트 수지를 사용하는 경우, 광확산제로서 열가소성 아크릴 수지 입자, 가교 아크릴 수지 입자 및 석영 섬유와의 조합이 특히 바람직하다.
본 발명에서, 광확산 시트에 사용되는 투명 수지 재료는 투명성 수지와 그 100질량부에 대해 광확산제 0.1 내지 20질량부, 바람직하게는 0.5 내지 15질량부를 포함한다.
상기 광확산 시트의 두께는 바람직하게는 0.5 내지 3mm, 보다 바람직하게는 약 0.6 내지 약 2mm 정도이다.
광 확산 시트의 두께가 0.5mm 이상이면, 강성이 적정하고 직하형 백라이트로 조립되는 경우에 자체의 무게에 의해 편향되지 않아 평면성을 유지한다.
또한, 광확산 시트의 두께가 3mm 이하이면, 광학 특성이 저하되지 않고 경량성이 유지된다.
이 광확산 시트의 전 광선 투과율은 60 내지 95%, 바람직하게는 65 내지 93%이다.
전 광선 투과율이 상기 범위이면, 실용상 충분한 프리즘 일체형 광확산판이 얻어진다.
광 확산제의 배합량은 광확산 시트의 표면층에 형성된 프리즘 형상부의 광학 특성에 따라 광확산 기능을 조정하도록 선정하면 바람직하다.
광 확산 시트의 표면층에 형성된 프리즘 형상부는, 광확산 시트상에 형성된 것으로 광원으로부터의 입사광을 집광 또는 확산함으로써 휘도 향상 및 휘도 불균일을 저감하는 형상이면 특별한 제한은 없다.
예컨대 프리즘 형상부는 선형, 삼각추, 사각추 등의 형상을 갖는 프리즘이나 프레넬 렌즈, 수정체 렌즈 형상 등을 들 수 있다.
본 발명의 프리즘 일체형 광확산판은 프리즘면의 반대면에 대해 수직으로 광이 입사되었을 때에 수직 방향의 투과 광 강도에 대해 20° 방향에서 수광한 투과 광 강도의 비(분산도)가 0.02 내지 0.7, 바람직하게는 0.1 내지 0.6이다.
투과 광 강도의 비(분산도)가 0.02 내지 0.7이면(분산성이 낮으면), 프리즘-일체화에 의해 휘도 향상 및 확산성이 향상한다.
투과 광 강도의 비가 0.02 미만인 경우, 확산성이 지나치게 낮고 휘도불균일이 커진다.
다음으로, 본 발명에 있어서의 광확산 시트의 제조방법의 바람직한 태양을, 투명성 수지로서 폴리카보네이트 수지를 대표예로 하여 이하에서 구체적으로 설명한다.
우선, 폴리카보네이트 수지에 광확산제를 배합한 투명 수지 재료를 건조 처리한 후, 이렇게 건조한 수지 재료를 탈휘 장치(volatile-removing apparatus)가 부착된 압출기로 압출하여 시트 성형한다.
여기서, 건조 처리 조건은 바람직하게는 120 내지 140℃에서 2 내지 10시간이며, 더욱 바람직하게는 120 내지 140℃에서 4 내지 10시간이다.
건조 처리는 일반적으로 가열 공기, 건조 공기, 진공하 등의 분위기 하에서 할 수 있다.
이 건조 처리에 의해, 투명성 수지, 광확산제에 포함된 수분, 및 투명 수지 재료를 조제할 때에 생기는 휘발성 반응 부생성물의 대부분을 제거할 수 있다.
시트 성형용 압출 장치에는 탈휘 장치가 필요하다.
이 탈휘 장치는 투명 수지 재료가 용융 상태인 경우, 대기 압력 이하로 감압가능한 것이며, 압출시에 보통 8kPa 이하, 바람직하게는 4kPa 이하로 감압한다.
이 감압 탈휘에 의해, 투명 수지 재료에 잔존하는 수분 및 휘발성 반응 부생성물을 제거함과 동시에, 압출 성형에 의해 생성되는 부가적인 휘발성 반응 부생성물도 제거할 수 있다.
건조 처리 및 압출 성형시의 탈휘가 불충분하면, 광확산 시트에서 발포가 발생하거나 시트 표면이 거칠어져서, 광확산 시트에서의 광의 균일한 확산성이 얻어지지 않는다.
시트 성형에서, 금형 온도는 보통 200 내지 260℃, 바람직하게는 200 내지 250℃, 더욱 바람직하게는 200 내지 240℃이다.
금형 온도가 260℃를 초과하면, 폴리카보네이트 수지가 열 열화(thermal degradation)하기 쉽게 되어 시트의 황변을 야기하고, 광선 투과율 및 외관 불량을 야기할 우려가 있다.
또한, 시트 성형시의 냉각 롤 온도는 약 120 내지 약 180℃ 정도로 조절되며, 바람직하게는 120 내지 170℃이다.
모든 롤 온도가 120℃ 미만이면, 투명 수지 재료의 용융체의 강성이 높기 때문에 닙 롤 사이에서의 사이징이 어렵고, 폭방향 및 길이방향에서의 표면상태의 균질성이 유지되지 않아, 광확산 시트에서의 확산 얼룩이 생기기 쉽다.
모든 롤 온도가 180℃를 초과하면, 생성된 시트의 표면이 롤에 점착 또는 밀착되어 시트의 불균일한 벗겨짐 또는 뒤틀림이 생기기 쉬워서 목적하는 균일한 확산 특성을 갖는 광확산 시트가 얻어지기 어렵다.
본 발명에 있어서, 상기 광확산 시트의 적어도 한 면에 복수의 프리즘형 철조로 형성된 프리즘 형상부를 설치하는 방법에는 특별한 제한은 없지만, 예컨대 (1) 광확산 시트에 상기 프리즘 형상부를 직접 형성하는 방법, 및 (2) 광확산 시트에 투명성 수지 시트를 융착하여 상기 프리즘 형상부를 형성하는 방법을 바람직하게 이용할 수 있다.
프리즘 형상부를 설치하는 다른 방법으로서, 프리즘 패턴을 갖는 금형을 이용하여 사출 성형 또는 프레스 성형에 의해 프리즘 형상부를 설치하는 방법이나, 프리즘 패턴을 갖는 금형 등에 아크릴계 투명성 열경화 수지를 도포 또는 주입하고 그 위에 확산판을 부착한 후, 확산판에 전자선, 방사선, 자외선 등을 조사하거나 또는 가열함으로써 경화성 수지를 프리즘 형상부로 경화시키고 확산판에 접착시키고, 이렇게 경화된 수지를 박리하여 프리즘 일체형 광확산판을 얻는 방법 등이 있다.
상기 (1)의 방법으로서는, 본 발명에 있어서 프리즘 패턴을 갖는 엠보싱 판 표면에 광확산 시트를 놓고, 엠보싱 판의 표리면의 각각의 측에 배치된 한 쌍의 롤에 의해 엠보싱 판 및 광확산 시트를 가압하여 광확산 시트에 프리즘 패턴을 전사하는 전사 공정, 상기 한 쌍의 롤중 적어도 어느 하나에 의해 지지되는 엔드리스 벨트에 의해 전사 후의 엠보싱 판 및 피전사 시트를 반송하는 반송 공정, 및 이 반송 공정 후, 상기 피전사 시트를 엠보싱 판으로부터 박리시키는 박리 공정을 포함하는 방법이 사용된다.
이 방법에서는 도 1에 나타낸 전사 장치를 이용할 수 있다.
도 1은 광확산 시트에 프리즘 형상부를 설치하는 본 발명의 프리즘 일체형 광확산판의 제조 전사 장치의 제 1 태양을 나타내는 설명도이고, 이 장치(10)에는 전사 롤로서 한 쌍의 가열 롤(1) 및 고무 롤(2)이 있고, 예열 롤(3), 프리즘 패턴 전사 후 냉각하기 위한 냉각 롤(4)이 배치된다.
또한, 장치(10)는 전사 롤인 가열 롤(1)과 예열 롤(3), 냉각 롤(4), 및 반송 롤(5)에 의해 지지되는 엔드리스 벨트(6)에 의해 구성된다.
한편, 본 발명에서 상기 (2)의 방법으로서는, 프리즘 패턴을 갖는 엠보싱 판 표면과 광확산 시트 사이에 투명성 수지 시트를 제공하고, 엠보싱 판의 표리면의 각각의 측에 배치된 한 쌍의 롤에 의해 엠보싱 판 및 광확산 시트를 가압하여 상기 투명성 수지 시트에 프리즘 패턴을 전사함과 동시에 이 수지 시트를 광확산 시트에 융착시키는 공정, 상기 한 쌍의 롤중 적어도 어느 하나에 의해 지지되는 엔드리스 벨트에 의해 전사 후의 엠보싱 판 및 피전사 및 피융착 시트를 반송하는 반송 공정, 및 이 반송 공정 후, 상기 피전사 및 피융착 시트를 엠보싱 판으로부터 박리시키는 박리 공정을 포함하는 방법이 사용된다.
이 방법에 있어서도, 상기 도 1에 나타낸 전사 장치를 이용할 수 있다.
수득된 프리즘 일체형 광확산판은, 백라이트 유닛에 조립될 때 광원인 형광관의 바로 위에 배치된다.
형광관으로부터는 가시광 이외에 수지를 열화시키는 자외광이 발생하기 때문에, 장기간 사용에 의해 광확산판의 황변이 일어나 액정 화면의 색조 변화를 야기할 가능성이 있다.
따라서, 광확산판의 형광관측의 면에 투명 내광 필름을 코팅하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 추가로 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 프리즘 일체형 광확산판의 각 평가 항목의 측정법은 하기와 같다.
(1) 전 광선 투과율: JIS K7105에 기재된 광선 투과율 측정법에 준하였다.
(2) 평균 휘도: 냉음극관(형광관)을 평행하게 정렬한 라이트 박스 상에 프리즘 일체형 광확산판을 탑재하고, 코니카 미놀타(Konica Minolta)의 색채색차계를 이용하여 형광관 바로 위, 및 형광관과 형광관의 중간부의 휘도를 계측한 것을 평균했다.
(3) 휘도 불균일: 형광관 바로 위에서 계측한 휘도의 평균치와 형광관과 형광관의 중간 지점 바로 위에서 계측한 휘도 평균치의 차이이다. 차이가 클 수록 휘도 불 균일이 크다.
(4) 편향량: 기존의 20인치 직하형 백라이트(치수: 23.4×30.7cm)의 위에 소정 두께의 프리즘 일체형 광확산판을 탑재하고, 그 중심부가 자체의 무게에 의해 얼마만큼 백라이트 내부를 향해 편향되었는지를 자로써 계측한 것이다(도 2 참조).
(5) 투과 광 강도의 비(분산도 평가법):
니폰 덴쇼쿠 인더스트리즈 캄파니 리미티드(Nippon Denshoku Industries Co. Ltd.)의 분광측정계 DDS3000를 이용하여, F2 광원 10° 시야각의 입사광을 프리즘 일체형 광확산판의 프리즘면의 반대면을 통해 입사시켜, 수광각 0°와 20°에서의 투과 광 강도(Y값)의 비(20°/0°)를 구했다.
실시예 1
투명성 수지로서 폴리카보네이트 수지(PC: 이데미쓰 고산 캄파니 리미티드(Idemitsu Kosan Co. Ltd.)에서 제조, 터프론(Toughlon) FN1700A) 100질량부 및 광확산제로서 가교 아크릴 수지 입자(PMMA: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드(Sekisui Plastics Co. Ltd.)의 MBX-20, 평균 입경 20㎛) 1질량부를 혼합기로 혼합한 후, 생성된 혼합물을 40mm의 1축 혼련압출기에 의해 과립화하여 광확산성 수지 재료의 펠렛을 수득했다.
이 펠렛은 벤트식 압출기를 이용하여 T 금형 성형 노즐을 통해 압출 성형하여 두께(t)가 2mm인 광확산 시트를 수득했다.
이어서, 수득된 광확산 시트상에, 도 1에 나타낸 전사 장치에 의해 전사 롤 온도를 210℃로 하여 50㎛의 저부 폭 d1에 대해 높이 h1이 25㎛이고 정각 θ1이 90°인 미세한 톱니상 단면의 철조(선형)를 형성하여 프리즘 일체형 광확산판(도 3 참조)을 수득했다.
실시예 2
실시예 1에서 수득된 2mm 두께의 광확산 시트상에, 실시예 1의 전사 장치에 의해 전사 롤 온도를 160℃로 하여 50㎛의 저부 폭 d2에 대해 높이 h2가 40.8㎛인 미세한 정삼각추형 철조를 형성하여 프리즘 일체형 광확산판(도 4 참조)을 수득했다.
실시예 3
실시예 1에서 수득된 2mm 두께의 광확산 시트상에, 실시예 1의 전사 장치에 의해 전사 롤 온도를 160℃로 하여 50㎛의 저부 폭 d3에 대해 높이 h3이 25㎛이고 정각 θ2가 90°인 미세한 사각추형 철조(사각추 1, 도 5의 (a) 참조)를 형성하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
실시예 4
실시예 1에서 수득된 2mm 두께의 광확산 시트상에, 실시예 1의 전사 장치에 의해 전사 롤 온도를 210℃로 하여 저면이 d4 50㎛× d5 282㎛인 직사각형이며, 높이 h4가 25㎛이고, 단변측의 정각 θ3이 90도°, 장변측의 정각 θ4가 160인° 미세한 사각추형상 철조(사각추 2, 도 5의 (b) 참조)를 형성하여 프리즘 일체형 광확산 판을 수득했다.
실시예 5
실시예 1에서 수득된 2mm 두께의 광확산 시트상에, 실시예 1의 전사 장치에 의해 전사 롤 온도를 160℃로 하여 피치 d6이 200㎛이고 촛점거리 F가 30mm인 선형 프레넬 렌즈형 형상부(도 6 참조)를 형성하여 선형 프레넬 렌즈 일체형 광확산판을 수득했다.
도 6에서, L은 선 광원을 나타낸다.
실시예 6
실시예 1에서 광확산제를 3질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
실시예 7
실시예 1에서 광확산제로서 가교 아크릴 수지 입자(세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, XX03BZ, 평균 입경 100㎛)를 3질량부로 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
실시예 8
실시예 1에서 광확산제로서 가교 아크릴 수지 입자(PMMA: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, MBX-20, 평균 입경 20㎛) 1질량부 및 가교 아크릴 수지 입자(PMMA: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, XX03BZ, 평균 입경 100㎛) 5질량부를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수 득했다.
실시예 9
실시예 1에서 광확산제로서 가교 아크릴 수지 입자(PMMA: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, MBX-20, 평균 입경 20㎛) 2질량부 및 실리카 단섬유(니폰 파이버 글래스(Nippon Fiber Glass)의 제품, 섬유 직경 10㎛, L/D=10) 1질량부를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
실시예 10
실시예 1에서 광확산제로서 가교 아크릴 수지 입자(세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, MBX-5, 평균 입경 5㎛) 5질량부를 이용하여, 0.6mm 두께의 시트로 압출 성형하여 광확산 시트를 얻은 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
실시예 11
실시예 6에서 1mm 두께의 시트로 압출 성형하여 광확산 시트를 얻은 것 이외에는 실시예 6과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다 .
실시예 12
실시예 6에서 1.5mm 두께의 시트로 압출 성형하여 프리즘 일체형 광확산 시트를 얻은 것 이외에는 실시예 6과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
실시예 13
실시예 1의 2mm의 광확산 시트상에 100㎛의 폴리카보네이트 필름(스쓰나카 플라스틱 인더스트리즈 캄파니 리미티드(Tsutsunaka Plastic Industri Co. Ltd.)의 제품, 폴리카 에이스(Polyca Ace) ECG100)을 놓고 라미네이트화와 동시에 실시예 1과 같이 프리즘 패턴을 전사하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
실시예 14
실시예 1의 2mm의 광확산 시트상에 125㎛의 폴리메틸 메타크릴레이트 필름(PMMA: 미쓰비시 레이온 캄파니 리미티드(Mitsubishi Rayon Co. Ltd.)의 제품, 아크리프렌(Acryplen) HBS)을 놓고 라미네이트화와 동시에 실시예 1과 같이 프리즘 패턴을 전사하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
실시예 15
투명성 수지로서 폴리메틸 메타크릴레이트 수지(PMMA: 미쓰비시 레이온 캄파니 리미티드의 제품, 아크리페트(Acrypet) V) 100질량부 및 광확산제로서 가교 스타이렌 수지 입자(PS: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, SBX12, 평균 입경 12㎛) 2질량부를 혼합기로 혼합한 후, 생성된 혼합물을 40mm의 1축 혼련 압출기에 의해 과립화하여 광확산성 재료의 펠렛을 수득했다.
이 펠렛을 벤트식 압출기를 이용하여 T 금형 성형 노즐을 통해 압출 성형하여, 두께(t)가 2mm인 광확산 시트를 수득했다.
이어서, 수득된 광확산 시트를, 도 1에 나타낸 전사 장치에 의해 전사 롤 온도를 180℃로 하여 50㎛의 저부 폭 d1에 대해 높이 h1이 25㎛이고 정각 θ1이 90°인 미세한 톱니상 단면의 철조(선형)를 형성하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
실시예 16
투명성 수지로서 사이클로올레핀 수지(제온 코포레이션(Zeon Corporation)에서 제조한 제오노르(Zeonor) 1060 R) 100질량부 및 광확산제로서 가교 스타이렌 수지(세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, SBX12) 2질량부를 혼합기로 혼합한 후, 생성된 혼합물을 40mm의 1축 혼련 압출기에 의해 과립화하여 광확산성 재료의 펠렛을 수득했다.
이 펠렛을 미세가공을 실시한 금형을 이용하여 실린더 온도 250℃, 금형 온도 80℃의 조건에서 사출 성형하여 50㎛의 저부 폭 d1에 대해 높이 h1이 25㎛이고 정각 θ1이 90°인 미세한 톱니상 단면의 철조(선형)를 형성하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
실시예 17
투명성 수지로서 폴리카보네이트 수지(PC: 이데미쓰 고산 캄파니 리미티드의 제품, FN1700A) 100질량부 및 광확산제로서 가교 아크릴 수지(PMMA: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, MBX20) 1질량부를 혼합기로 혼합한 후, 생성된 혼합물을 40mm의 1축 혼련 압출기에 의해 과립화하여 광확산성 재료의 펠렛을 수득했다.
이 펠렛을 미세가공을 실시한 금형을 이용하여 실린더 온도 250℃, 금형 온도 80℃의 조건에서 사출 성형하여 50㎛의 저부 폭 d1에 대해 높이 h1이 25㎛이고 정각 θ1이 90°인 미세한 톱니상 단면의 철조(선형)를 형성하여 프리즘 일체형 광 확산판을 수득했다.
실시예 18
투명성 수지로서 폴리카보네이트 수지(PC: 이데미쓰 고산 캄파니 리미티드의 제품, FN1700A) 100질량부 및 광확산제로서 가교 아크릴 수지(PMMA: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, MBX20) 1질량부를 혼합기로 혼합한 후, 생성된 혼합물을 40mm의 1축 혼련 압출기에 의해 과립화하여 광확산성 재료의 펠렛을 수득했다.
이 펠렛을 벤트식 압출기를 이용하여 T 금형 성형 노즐을 통해 압출 성형하여 두께(t)가 2mm인 광확산 시트를 수득했다.
그 다음, 실시예 1과 마찬가지인 프리즘 패턴을 갖는 알루미늄 금형에 하기의 자외선 경화형 수지 조성물을 도포하여 그 표면을 평활화한 후, 전술한 광확산 시트를 놓고 320 내지 390nm의 적산 자외선량인 1 000mJ/cm2의 자외선을 조사하여 자외선 경화형 수지 조성물을 경화시켰다.
경화 후, 이렇게 경화된 수지 조성물은 금형으로부터 박리하여 50㎛의 저부 폭 d1에 대해 높이 h1이 25㎛이고 정각 θ1이 90°인 미세한 톱니상 단면의 철조(선형)를 형성하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
<자외선 경화형 수지 조성물>
에틸렌 옥사이드 변성 비스페놀 A 메타크릴레이트 수지(히타치 케미칼 캄파니 리미티드(Hitachi Chemical Co. Ltd.)의 제품, 판크릴(Fancryl) FA-321) 100질 량부와 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로페인-1-온(일본 소재의 머크 리미티드(Merck Ltd.)에서 제조, 다로큐어(Darocure) 1173) 3질량부의 혼합물.
실시예 19
실시예 1에서 수득된 2mm의 광확산판의 한 면(프리즘 패턴 전사면의 반대면)에 광 안정제(니폰 쇼쿠바이 캄파니 리미티드(Nippon Shokubai Co. Ltd.)의 제품, UWR UV-G12)를 고형분의 함량이 20질량%이 되도록 다이아세톤 알코올로 희석한 용액을, 바 코터(bar coater)를 이용하여 도막 두께가 5㎛이 되도록 도포했다.
이 코팅면의 반대면에 대해 실시예 1과 같이 프리즘 패턴을 전사하여 내광성 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
비교예 1
실시예 1에서 광확산제로서 가교 아크릴 수지 입자(PMMA: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, MBX5, 평균 입경 5㎛) 5질량부를 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
비교예 2
실시예 1에서 광확산제로서 가교 아크릴 수지 입자(PMMA: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, XX02BZ, 평균 입경 200㎛) 0.5질량부를 이용하여 두께(t)가 1mm인 광확산 시트를 얻은 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
비교예 3
실시예 1에서 광확산제로서 가교 아크릴 수지 입자(PMMA: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, XX02BZ, 평균 입경 200㎛) 0.5질량부를 이용하여 두께(t)가 0.2mm인 광확산 시트를 얻은 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
비교예 4
실시예 1에서 광확산제로서 가교 아크릴 수지 입자(PMMA: 세키스이 플라스틱 캄파니 리미티드의 제품, MBX20, 평균 입경 20㎛) 1질량부를 이용하여 두께(t)가 5mm인 광확산 시트를 얻은 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 프리즘 일체형 광확산판을 수득했다.
상기 실시예 및 비교예에서 수득된 프리즘 일체형 광확산판의 평가결과를 표 1a 및 표 1b에 나타낸다.
한편, 표중의 프리즘 패턴 전사법에 관해서 A는 벨트 전사, B는 사출 성형, C는 투명성 수지 경화층으로의 전사를 나타낸다.
Figure 112006082392925-PCT00001
Figure 112006082392925-PCT00002
표 1a 및 표 1b로부터, 실시예 1 내지 18에서는 프리즘 패턴 전사에 의해 휘도, 확산성 및 자기 지지성이 양호한 프리즘 일체형 광확산판이 얻어졌음이 명백하다.
한편, 비교예 1에서는 프리즘 패턴 전사 후에 현저한 휘도 향상이 보이지 않았고, 비교예 2에서는 휘도 불균일이 해소되지 않았다.
또한, 비교예 3에서는 백라이트 조립시에 광확산판의 편향량이 크고, 비교예 4에서는 실시예 1과 동일한 조성을 갖지만 실시예 1에 비해 두께가 두꺼운 광확산 시트의 두께에 의해 광선 투과율이 저하되고 프리즘 패턴 전사에 의한 휘도의 향상이 보이지 않았다.
이밖에, 광확산 시트의 두께가 3mm를 초과함으로써, 백라이트 자체의 질량이 증가하여 백라이트의 조립에 있어서 현 상태에서는 수작업이 많기 때문에, 그 조립이 곤란해진다.
본 발명의 프리즘 일체형 광확산판은, 종래, 광확산 및 휘도 향상을 복수의 시트 또는 필름으로 수행하던 것을 각각의 기능을 저해하는 일 없이 일체화된 박육의 단층 시트로 형성되기 때문에, 작업 공정의 간략화, 비용의 감소를 도모할 수 있음과 동시에, 확산 광이 균일하고, 액정 디스플레이 등의 백라이트 휘도의 향상 효과가 크다.

Claims (8)

  1. 광 확산제를 포함하는 투명 수지 재료로 이루어지고 두께가 0.5 내지 3mm이고 전 광선 투과율이 60 내지 95%인 광확산 시트의 적어도 한 면에, 프리즘형으로 이루어진 복수의 철조부로 형성된 프리즘 형상부를 설치한 것을 특징으로 하는 프리즘 일체형 광확산판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    광 확산제의 함유량이, 투명 수지 재료를 구성하는 투명성 수지 100질량부에 대해 0.1 내지 20질량부인 프리즘 일체형 광확산판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    광 확산제가 열가소성 아크릴 수지, 폴리스타이렌 수지, 가교 아크릴 수지, 가교 폴리스타이렌 수지, 실리콘 수지, 불소계탄소 수지, 실리카 및 석영중에서 선택된 1종 이상으로 이루어지고, 그 평균 입경이 1 내지 200㎛인 입자 및/또는 그 섬유 길이/섬유 직경(L/D)이 2 이상인 섬유인 프리즘 일체형 광확산판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    프리즘 형상부가, 광확산 시트에 직접 형성된 것인 프리즘 일체형 광확산판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    프리즘 형상부가 광확산 시트에 투명성 수지 시트를 융착하여 형성된 것인 프리즘 일체형 광확산판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    프리즘면의 반대면에 대해 수직방향으로 광이 입사되었을 때에, 수직 방향의 투과 광 강도에 대해 20° 방향에서 수광한 투과 광 강도의 비(분산도)가 0.02 내지 0.7인 프리즘 일체형 광확산판.
  7. 제 4 항에 있어서,
    프리즘 패턴을 갖는 엠보싱 판 표면에 광확산 시트를 놓고, 엠보싱 판의 표리면의 각각의 측에 배치된 한 쌍의 롤에 의해 엠보싱 판 및 광확산 시트를 가압하여 광확산 시트에 프리즘 패턴을 전사하는 전사 공정,
    상기 한 쌍의 롤의 적어도 어느 하나에 의해 지지되는 엔드리스 벨트에 의해 전사 후의 엠보싱 판 및 피전사 시트를 반송하는 반송 공정, 및
    이 반송 공정 후, 상기 피전사 시트를 엠보싱 판으로부터 박리시키는 박리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리즘 일체형 광확산판의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    프리즘 패턴을 갖는 엠보싱 판 표면과 광확산 시트 사이에 투명성 수지 시트를 제 공하고, 엠보싱 판의 표리면의 각각의 측에 배치된 한 쌍의 롤에 의해 엠보싱 판 및 광확산 시트를 가압하여 상기 투명성 수지 시트에 프리즘 패턴을 전사함과 동시에 이 수지 시트를 광확산 시트에 융착시키는 공정,
    상기 한 쌍의 롤의 적어도 어느 하나에 의해 지지되는 엔드리스 벨트에 의해 전사 후의 엠보싱 판 및 피전사 및 피융착 시트를 반송하는 반송 공정, 및
    이 반송 공정 후, 상기 피전사 및 피융착 시트를 엠보싱 판으로부터 박리시키는 박리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리즘 일체형 광확산판의 제조방법.
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