KR20070041348A - 광 확산 시트 및 이를 이용한 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

표면의 높은 흠집 방지성에 의한 양호한 저비용성을 가지며, 이에 더하여 양호한 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성 및 박막성을 갖는 광 확산 시트 및 휘도 등의 성능이나 저가격화 및 박형 경량화가 촉진되는 백라이트 유닛의 제공을 목적으로 한다. 본 발명의 광 확산 시트는 투명한 기재층과 이 기재층의 표면 측에 적층되는 광 확산층을 구비하고, 이 광 확산층이 수지제의 비즈와 수지제의 바인더를 갖는 광 확산 시트로서, 광 확산층의 표면에 부분 구체상의 볼록부를 산재적으로 갖는 것을 특징으로 한다. 볼록부의 평균 높이로는 1μm 이상 10μm 이하, 볼록부의 평균 직경으로는 4μm 이상 18μm 이하, 볼록부의 평균 점유율로는 2% 이상 20% 이하 및 광 확산층의 표면 거칠기(Ra)로는 1.5μm 이상 10μm 이하가 바람직하다. 비즈로서 주성분인 소직경 단분산 비즈와 부성분인 대직경 비즈를 함유하면 좋다.
광 확산, 볼록부, 비즈, 단분산, 흠집, 구체상, 산재적, 시트, 백라이트, 거칠기, 직경

Description

광 확산 시트 및 이를 이용한 백라이트 유닛{LIGHT DIFFUSION SHEET AND BACKLIGHT UNIT USING THAT}
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광 확산 시트를 나타낸 모식적 단면도이다.
도 2는 도 1의 광 확산 시트와 다른 형태에 따른 광 확산 시트를 나타낸 모식적 단면도이다.
도 3(a)는 실시예 3의 광 확산 시트의 전자 현미경에 의한 확대 사진이다.
도 3(b)는 비교예의 광 확산 시트의 전자 현미경에 의한 확대 사진이다.
도 4(a)는 일반적인 엣지 라이트형 백라이트 유닛을 나타낸 모식적 사시도이다.
도 4(b)는 일반적인 광 확산 시트를 나타낸 모식적 단면도이다.
본 발명은 투과 광선을 법선 방향 측으로 집광시키면서 확산시키는 방향성 광 확산 기능을 가지며, 특히 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 적합한 광 확산 시트 및 이를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정층을 후면에서 비추어 발광시키는 백라이트 방식이 보급되어, 액정층의 하면 측에 엣지 라이트형, 직하형 등의 백라이트 유닛이 장비되어 있다. 이러한 엣지 라이트형 백라이트 유닛(50)은, 기본적으로는 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 광원인 선형 램프(51)와, 램프(51)를 단부가 따르도록 배치되는 사각 판상의 도광판(52)과, 도광판(52)의 표면 측에 배열 설치되는 광 확산 시트(53) 및 광 확산 시트(53)의 표면 측에 배열 설치되는 프리즘 시트(54)를 구비하고 있다.
이 백라이트 유닛(50)의 기능을 설명하면, 먼저 램프(51)에서 도광판(52)으로 입사된 광선은 도광판(52) 뒷면의 반사 도트 또는 반사 시트(도시하지 않음)에서 반사되고, 도광판(52)의 표면으로부터 출사된다. 도광판(52)으로부터 출사된 광선은 광 확산 시트(53)로 입사되고, 광 확산 시트(53)에서 확산되고, 광 확산 시트(53) 표면으로부터 출사된다. 그런 다음, 광 확산 시트(53)로부터 출사된 광선은 프리즘 시트(54)로 입사되고, 프리즘 시트(54) 표면에 형성된 프리즘부(54a)에 의해 대략 법선 방향으로 피크를 나타내는 분포의 광선으로서 출사된다.
이와 같이 램프(51)로부터 출사된 광선이 광 확산 시트(53)에 의해 확산되고, 또한 프리즘 시트(54)에 의해 대략 법선 방향으로 피크를 나타내도록 굴절되며, 나아가 표면 측의 액정층(도시하지 않음)의 전면을 조명하는 것이다. 또한 도시하지는 않았으나, 전술한 프리즘 시트(54)의 집광 특성의 완화나 프리즘부(54a)의 보호 또는 편광판 등의 액정 패널과 프리즘 시트(54) 간 스티킹의 방지를 목적으로 하여 프리즘 시트(54)의 표면 측에 광 확산 시트가 더 배열 설치되어 있다.
상기 백라이트 유닛(50)에 구비하는 광 확산 시트(53)는, 일반적으로는 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 합성 수지제의 투명한 기재층(56)과 이 기재층(56)의 표면에 적층된 광 확산층(57)을 구비하고 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평 7-5305호 공보, 일본 특허 공개 2000-89007호 공보 등 참조). 이 광 확산층(57)은 일반적으로는 투명한 수지제의 바인더(58) 내에 수지제의 비즈(59)를 함유하며, 비즈(59)에 의해 광 확산 기능이 이루어진다.
최근 LCD에 요구되는 특성은 용도에 따라 다양하나, (a)고휘도화, (b)광시야각화, (c)에너지 절감화, (d)박형 경량화, (e)저가격화(경제성) 등을 들 수 있다. 특히 오늘날에는 고휘도화, 광시야각화 등의 광학적 기능은 말할 것도 없이, 저가격화, 박형 경량화 등의 사회적 요구가 증대하고 있다.
한편, 종래의 광 확산 시트(53)에 있어서, 광 확산성을 향상시키는 수단으로는 일반적으로 비즈(59)의 배합량 및 광 확산층(57)의 적층량을 높이는 수단이 적절하다고 여겨지고 있는데, 이러한 비즈(59)의 배합량 및 광 확산층(57)의 적층량의 증대는 코팅의 곤란성 및 광선 투과율의 저하를 초래한다. 따라서, 종래의 광 확산 시트(53)는 광 확산성, 광선 투과성 및 코팅 용이성의 밸런스를 고려하여 비즈(59)로서 20μm 전후의 비교적 큰 평균 입자 직경을 가지면서 비교적 넓은 입자 직경 분포를 갖는 다분산 비즈가 사용되며, 바인더에 대한 비즈(59)의 질량비가 1 전후가 되고, 광 확산층(57)의 적층량이 15∼20g/m2로 되어 있다.
그러나, 상기 종래의 광 확산 시트(53)는 상기 비즈(59)의 입도 분포, 평균 입자 직경 및 배합량에 따라 광 확산층(57) 표면에 반구형의 볼록부가 비교적 근접하여 성형되어 있기 때문에, 광 확산 시트(53)의 제조 과정이나 LCD의 조립 공정에 있어서 광 확산층(57)의 표면에 연속적인 흠집이 발생하여 제품 수율의 저하를 초래할 우려가 있다. 이러한 광 확산 시트(53)의 제품 수율의 저하는 상기 LCD의 저가격화의 요청에 반하는 결과가 된다.
본 발명은 이들 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 표면의 높은 흠집 방지성에 의한 양호한 저비용성을 가지며, 이에 더하여 양호한 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성 및 박막성을 갖는 광 확산 시트 및 휘도 등의 성능이나 저가격화 및 박형 경량화가 촉진되는 백라이트 유닛의 제공을 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 발명은, 투명한 기재층과 이 기재층의 표면 측에 적층되는 광 확산층을 구비하며, 이 광 확산층이 수지제의 비즈와 수지제의 바인더를 갖는 광 확산 시트로서, 상기 광 확산층의 표면에 부분 구체상의 볼록부를 산재적으로 가지고 있는 것을 특징으로 한다.
해당 광 확산 시트는, 광 확산층의 표면에 부분 구체상의 볼록부를 산재적으로 가지고 있기 때문에, 표면에의 흠집이 저감되고, 비록 표면에 흠집이 생겼다고 해도 연속적인 흠집이 되는 것이 방지된다(이하, 이 작용을 "흠집 방지성"이라고 한다). 따라서, 해당 광 확산 시트는 제조 과정이나 LCD의 조립 공정에 있어서 표면에의 연속적인 흠집의 발생이 저감되어 제품 수율의 저하를 방지할 수 있다.
상기 볼록부의 평균 높이로는 1μm 이상 10μm 이하, 상기 볼록부의 평균 직경으로는 4μm 이상 18μm 이하, 상기 볼록부의 평균 점유율로는 2% 이상 20% 이하, 및 표면에 산재적으로 볼록부를 가짐에 따른 상기 광 확산층의 표면 거칠기(Ra)로는 1.5μm 이상 10μm 이하가 바람직하다. 이와 같이 볼록부의 평균 높이, 볼록부의 평균 직경, 볼록부의 평균 점유율 및 광 확산층의 표면 거칠기(Ra)를 상기 범위로 함으로써 광 확산층이 발현하는 광 확산성 등의 광학적 기능을 저해하지 않고 전술한 광 확산 시트 표면의 흠집 방지성을 촉진할 수 있다.
상기 비즈로서, 주성분인 소직경 단분산 비즈와 이 소직경 단분산 비즈보다 평균 입자 직경이 큰 부성분인 대직경 비즈를 함유하면 좋다. 이와 같이 비즈의 주성분으로서 소직경 단분산 비즈를 사용함으로써 해당 광 확산 시트의 양호한 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성 등의 광학적 기능을 가지며, 경제성, 박막성, 도공 용이성 등이 촉진된다. 또한 비즈의 부성분으로서 소직경 단분산 비즈보다 평균 입자 직경이 큰 대직경 비즈를 함유함으로써 해당 광 확산 시트의 광 확산층 표면에 부분 구체상의 볼록부를 산재적으로 형성할 수 있고, 전술한 흠집 방지성을 효과적으로 발현할 수 있다.
상기 소직경 단분산 비즈의 평균 입자 직경으로는 1.5μm 이상 5μm 이하, 비즈의 바인더에 대한 질량비로는 2.5 이상 3 이하, 및 광 확산층의 적층량으로는 3g/m2 이상 10g/m2 이하가 바람직하다. 이와 같이 소직경 단분산 비즈의 평균 입자 직경을 상기 범위와 같이 비교적 작게 하고, 바인더에 대한 비즈의 질량비를 비교 적 크게 하고, 광 확산층의 적층량을 비교적 작게 함으로써 입자 직경이 고른 주성분인 소직경 단분산 비즈를 기재층 표면에 비교적 치밀하고 균일하게 부설할 수 있고, 그 결과 해당 광 확산 시트의 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성 등의 광학적 기능이 향상되고, 경제성, 박막성 및 도공 용이성이 촉진된다.
상기 대직경 비즈의 평균 입자 직경으로는 3μm 이상 15μm 이하, 및 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비로는 6/4 이상 9/1 이하가 바람직하다. 이와 같이 대직경 비즈의 평균 입자 직경 및 대직경 비즈에 대한 소직경 단분산 비즈의 질량비를 상기 범위로 함으로써 볼록부의 평균 높이, 볼록부의 평균 직경, 볼록부의 평균 점유율 및 광 확산층의 표면 거칠기(Ra)가 상기 범위가 되도록 제어할 수 있고, 전술한 광 확산 시트의 흠집 방지성을 촉진할 수 있다.
상기 대직경 비즈로서 단분산 비즈를 사용할 수 있다. 이와 같이 대직경 비즈로서 단분산 비즈를 사용함으로써 광 확산층 표면의 볼록부를 형성하기 위한 대직경 비즈의 양을 저감할 수 있고, 광 확산층이 발휘하는 광 확산성 등의 광학적 기능에 끼치는 요인을 최대한 저감할 수 있다.
상기 단분산 비즈의 입자 직경 분포의 변동 계수로는 0.2 이하가 바람직하다. 이와 같이 소직경 단분산 비즈로서 입자 직경 분포의 변동 계수가 0.2 이하인 단분산 비즈를 사용함으로써 전술한 광 확산층이 발휘하는 방향성 광 확산 기능 및 광선 투과성을 효과적으로 촉진하고, 전술한 바와 같이 비즈의 질량비가 크고 적층량이 작은 광 확산층의 형성 용이성을 효과적으로 촉진할 수 있다. 또한 대직경 비즈로서 입자 직경 분포의 변동 계수가 0.2 이하인 단분산 비즈를 사용함으로써 해당 광 확산 시트의 흠집 방지성을 효과적으로 발현할 수 있다.
상기 비즈 및 바인더의 기재 폴리머로는 아크릴계 수지를 사용하면 좋다. 이와 같이 비즈 및 바인더의 주재료를 아크릴계 수지로 함으로써 전술한 방향성 광 확산 기능 및 광선 투과성을 더욱 촉진할 수 있다.
상기 기재층의 뒷면 측에 적층되는 스티킹 방지층을 더 구비하며, 이 스티킹방지층이 바인더 내에 분산되는 비즈를 가지면 좋다. 이와 같이 뒷면에 스티킹 방지층을 구비함으로써 해당 광 확산 시트와 그 뒷면 측에 배열 설치되는 도광판, 프리즘 시트 등과의 스티킹으로 인한 간섭 무늬의 발생을 방지할 수 있다.
따라서, 램프로부터 발생되는 광선을 분산시켜 표면 측으로 유도하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛에 있어서, 해당 광 확산 시트를 구비하면, 전술한 바와 같이 해당 광 확산 시트가 뛰어난 흠집 방지성, 경제성 및 박막성을 가지기 때문에, 오늘날 사회적으로 요청되고 있는 저비용화 및 박형 경량화를 촉진할 수 있다. 또한 해당 백라이트 유닛은 전술한 바와 같이 해당 광 확산 시트가 뛰어난 방향성 확산 기능 및 광선 투과성을 갖기 때문에 휘도 불균일을 저감하고, 정면 휘도를 높게 할 수 있다.
여기서, "부분 구체상"이란 구체의 일부분과 같은 형상을 의미한다. 그 구체는 예컨대 회전 타원체, 다면체 등을 포함하며, 완전한 구체로는 한정되지 않는 개념이다. "볼록부의 평균 높이"란 광 확산층 표면 중 볼록부가 존재하지 않는 영역의 평균적 높이면을 기준면으로 하는 볼록부의 평균 높이를 의미한다. "볼록부의 평균 직경"이란 볼록부의 표면 형상의 폭을 특정한 직교 두 방향에서 측정한 값 의 평균값을 의미한다. "볼록부의 평균 점유율"이란 광 확산층 표면에 있어서 볼록부가 점유하는 면적비의 평균값을 의미한다. "평균 입자 직경" 및 "변동 계수"는 부피 기준의 수치이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 광 확산 시트는 표면의 높은 흠집 방지성에 의한 양호한 저비용성을 가지며, 이에 더하여 양호한 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성 및 박막성을 가지고 있다. 또한 본 발명의 백라이트 유닛은 저가격화 및 박형 경량화를 촉진할 수 있고, 또한 휘도, 휘도의 균일성 등의 광학적 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 적당히 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다.
도 1의 광 확산 시트(1)는 기재층(2)과 이 기재층(2)의 표면에 적층된 광 확산층(3)을 구비하고 있다.
기재층(2)은 광선을 투과시킬 필요가 있으므로 투명, 특히 무색 투명한 합성 수지로 형성되어 있다. 이러한 기재층(2)에 사용되는 합성 수지로는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀룰로오스아세테이트, 내후성 염화 비닐 등을 들 수 있다. 그 중에서도 특히 투명성이 뛰어나고 강도가 높은 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하며, 휨 성능이 개선된 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다.
기재층(2)의 두께(평균 두께)는 특별히 한정되지 않으며, 바람직하게는 10μm 이상 250μm 이하, 특히 바람직하게는 20μm 이상 188μm 이하이다. 기재층(2) 의 두께가 상기 범위 미만이면 광 확산층(3)을 형성하기 위한 폴리머 조성물을 도공하였을 때 컬(curl)이 발생하기 쉬워지게 되고 취급이 곤란해지는 등의 문제가 발생한다. 반대로, 기재층(2)의 두께가 상기 범위를 초과하면 액정 표시 장치의 휘도가 저하될 수 있고, 또 백라이트 유닛의 두께가 두꺼워져 액정 표시 장치의 박형 경량화의 요구에도 반하게 된다.
광 확산층(3)은 기재층(2) 표면에 대략 균일하고 치밀하게 부설되는 비즈(4)와 그 비즈(4)를 고정하는 바인더(5)를 구비하고 있다. 이러한 비즈(4)는 바인더(5)로 피복되어 있다. 이와 같이 광 확산층(3) 내에 함유하는 비즈(4)에 의해 광 확산층(3)을 뒷쪽에서 앞쪽으로 투과하는 광선을 균일하게 확산시킬 수 있다. 또한 비즈(4)에 의해 광 확산층(3)의 표면에 미세한 볼록부가 대략 균일하고 치밀하게 형성되어 있다. 이와 같이 광 확산 시트(1) 표면에 형성되는 미세한 요철의 렌즈적 굴절 작용에 의해 광선을 보다 양호하게 확산시킬 수 있다.
비즈(4)는 광선을 확산시키는 성질을 갖는 대략 구형의 투명 수지제 입자이다. 이 비즈(4)의 형성 재료로는, 예컨대 아크릴계 수지, 아크릴로니트릴 수지, 우레탄계 수지, 염화 비닐계 수지, 스티렌계 수지, 폴리아미드 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 특히 투명성이 높은 아크릴계 수지가 바람직하며, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)가 특히 바람직하다.
비즈(4)로는, 비교적 입자 직경이 작은 주성분인 소직경 단분산 비즈(4a)와 이 소직경 단분산 비즈(4a)보다 평균 입자 직경이 큰 부성분인 대직경 비즈(4b)를 함유하고 있다. 이 단분산 비즈란 입자 직경의 균제도가 높은 비즈를 의미한다. 이와 같이 비즈(4)의 주성분으로서 소직경 단분산 비즈(4a)를 사용함으로써 후술하는 바와 같이 비즈(4)의 바인더(5)에 대한 질량비가 크고 적층량이 작은 광 확산층(3)의 형성이 도공 등의 수단으로 가능해지고, 또한 해당 광 확산 시트(1)의 박형 경량화가 촉진된다. 또한 비즈(4)의 부성분으로서 대직경 비즈(4b)를 함유함으로써 광 확산층(3)의 표면에 부분 구체상의 볼록부(6)를 산재적으로 형성할 수 있다.
볼록부(6)의 평균 높이(H)의 하한으로는 1μm, 특히 2μm, 더욱 특히 3μm가 바람직하다. 한편, 볼록부(6)의 평균 높이(H)의 상한으로는 10μm, 특히 7μm, 더욱 특히 5μm가 바람직하다. 볼록부(6)의 평균 높이(H)가 상기 하한 미만이면, 해당 광 확산 시트(1)의 표면에 산재적으로 형성되는 복수의 볼록부(6)에 의한 해당 광 확산 시트(1)의 흠집 방지성을 효과적으로 발휘할 수 없을 우려가 있다. 한편, 볼록부(6)의 평균 높이(H)가 상기 상한을 초과하면, 소직경 단분산 비즈(4a)가 발휘하는 광 확산성 등의 광학적 기능을 저해하여 휘도 저하나 휘도 불균일을 초래할 우려가 있다.
볼록부(6)의 평균 직경(D)의 하한으로는 4μm, 특히 8μm, 더욱 특히 10μm가 바람직하다. 한편, 볼록부(6)의 평균 직경(D)의 상한으로는 18μm, 특히 15μm, 더욱 특히 12μm가 바람직하다. 볼록부(6)의 평균 직경(D)이 상기 하한 미만이면 볼록부(6)에 의한 해당 광 확산 시트(1) 표면의 흠집 방지성을 효과적으로 발휘할 수 없을 우려가 있다. 한편, 볼록부(6)의 평균 직경(D)이 상기 상한을 초과하면 소직경 단분산 비즈(4a)가 발휘하는 광 확산성 등의 광학적 기능을 저해하여 휘 도 저하나 휘도 불균일을 초래할 우려가 있다.
볼록부(6)의 평균 점유율의 하한으로는 2%, 특히 2.5%, 더욱 특히 3.5%가 바람직하다. 한편, 볼록부(6)의 평균 점유율의 상한으로는 20%, 특히 11%, 더욱 특히 7%가 바람직하다. 볼록부(6)의 평균 점유율이 상기 하한 미만이면 볼록부(6)에 의한 해당 광 확산 시트(1)의 흠집 방지성을 효과적으로 발휘할 수 없을 우려가 있다. 한편, 볼록부(6)의 평균 점유율이 상기 상한을 초과하면 소직경 단분산 비즈(4a)가 발휘하는 광 확산성 등의 광학적 기능을 저해하여 휘도 저하나 휘도 불균일을 초래할 우려가 있다.
광 확산층(3)의 표면 거칠기(Ra)의 하한으로는 1.5μm, 특히 3μm, 더욱 특히 6μm가 바람직하다. 한편, 광 확산층(3)의 표면 거칠기(Ra)의 상한으로는 10μm가 바람직하다. 광 확산층(3)의 표면 거칠기(Ra)가 상기 하한 미만이면 볼록부(6)에 의한 해당 광 확산 시트(1) 표면의 흠집 방지성을 효과적으로 발휘할 수 없을 우려가 있다. 한편, 광 확산층(3)의 표면 거칠기(Ra)가 상기 상한을 초과하면 소직경 단분산 비즈(4a)가 발휘하는 광 확산성 등의 광학적 기능을 저해하여 휘도 저하나 휘도 불균일을 초래할 우려가 있다.
소직경 단분산 비즈(4a)의 평균 입자 직경의 하한으로는 1.5μm가 바람직하고, 1.8μm가 특히 바람직하다. 한편, 소직경 단분산 비즈(4a)의 평균 입자 직경의 상한으로는 5μm가 바람직하고, 4μm가 특히 바람직하다. 소직경 단분산 비즈(4a)의 평균 입자 직경이 상기 하한 미만이면 비즈(4)의 주성분(소직경 단분산 비즈(4a))에 의해 형성되는 광 확산층(3) 표면의 요철이 작아져, 광 확산 시트로서 필요한 광 확산성을 만족하지 않을 우려가 있다. 반대로, 소직경 단분산 비즈(4a)의 평균 입자 직경이 상기 상한을 초과하면 비즈(4)의 바인더(5)에 대한 질량비가 크고 적층량이 작은 광 확산층(3)의 형성이 곤란해져, 코팅 결함 등의 발생의 우려가 있다.
소직경 단분산 비즈(4a)의 입자 직경 분포의 변동 계수로는 0.2 이하가 바람직하고, 0.1 이하가 특히 바람직하다. 이와 같이 소직경 단분산 비즈(4a)의 입자 직경 분포의 변동 계수를 상기 범위로 함으로써 비즈(4)의 바인더(5)에 대한 질량비가 크고 적층량이 작은 광 확산층(3)의 형성 용이성이 촉진되어, 해당 광 확산 시트(1)의 방향성 광 확산 기능이 촉진된다.
대직경 비즈(4b)의 평균 입자 직경의 하한으로는 3μm, 특히 5μm, 더욱 특히 7μm가 바람직하다. 한편, 대직경 비즈(4b)의 평균 입자 직경의 상한으로는 15μm, 특히 12μm, 더욱 특히 10μm가 바람직하다. 대직경 비즈(4b)의 평균 입자 직경이 상기 하한 미만이면 해당 광 확산 시트(1) 표면에 형성되는 볼록부(6)가 작아져 해당 광 확산 시트(1) 표면의 흠집 방지성을 효과적으로 발휘할 수 없을 우려가 있다. 한편, 대직경 비즈(4b)의 평균 입자 직경이 상기 상한을 초과하면 소직경 단분산 비즈(4a)가 발휘하는 광 확산성 등의 광학적 기능을 저해하여 휘도 저하나 휘도 불균일을 초래할 우려가 있다.
소직경 단분산 비즈(4a)의 대직경 비즈(4b)에 대한 질량비의 하한으로는 6/4가 바람직하고, 8/2가 특히 바람직하다. 한편, 소직경 단분산 비즈(4a)의 대직경 비즈(4b)에 대한 질량비의 상한으로는 9/1이 바람직하다. 소직경 단분산 비즈(4a) 의 대직경 비즈(4b)에 대한 질량비가 상기 하한 미만이면, 소직경 단분산 비즈(4a)가 발휘하는 광 확산성 등의 광학적 기능을 저해하여 휘도 저하나 휘도 불균일을 초래할 우려가 있다. 한편, 소직경 단분산 비즈(4a)의 대직경 비즈(4b)에 대한 질량비가 상기 상한을 초과하면 해당 광 확산 시트(1) 표면의 흠집 방지성을 효과적으로 발휘할 수 없을 우려가 있다.
대직경 비즈(4b)로는 단분산 비즈 및 / 또는 다분산 비즈가 사용된다. 대직경 비즈(4b)로서 단분산 비즈를 사용하면, 광 확산층(3) 표면의 볼록부(6)를 형성하기 위한 대직경 비즈(4b)의 양을 저감할 수 있고, 소직경 단분산 비즈(4a)가 발휘하는 광 확산성 등의 광학적 기능에 끼치는 요인을 최대한 저감할 수 있다. 한편, 대직경 비즈(4b)로서 다분산 비즈를 사용하면, 입도 분포 폭이 넓어 보다 흠집의 연속성이 잘 보이지 않게 된다.
한편, 대직경 비즈(4b)로서 단분산 비즈를 사용하는 경우, 그 입자 직경 분포의 변동 계수로는 상기 소직경 단분산 비즈(4a)와 동일한 변동 계수가 바람직하다. 한편, 대직경 비즈(4b)로서 다분산 비즈를 사용하는 경우, 입자 직경 분포의 변동 계수로는 25 이상 45 이하, 특히 30 이상 40 이하가 바람직하며, 입자 직경 분포 폭으로는 1μm 이상 30μm 이하, 특히 3μm 이상 25μm 이하가 바람직하다.
비즈(4)의 바인더(5)에 대한 질량비(바인더(5)의 기재 폴리머에 대한 비즈(4)의 고형분 환산에 따른 질량비)로는 2.5 이상 3 이하가 바람직하다. 비즈(4)의 바인더(5)에 대한 질량비가 상기 범위 미만이면, 후술하는 바와 같이 광 확산층(3)의 적층량이 작기 때문에 광 확산성이 불충분해질 우려가 있다. 한편, 비 즈(4)의 바인더(5)에 대한 질량비가 상기 범위를 초과하면 비즈(4)를 고정하는 효과가 저하하여 코팅 결함 등이 발생할 우려가 있다.
바인더(5)는 기재 폴리머를 포함하는 폴리머 조성물을 가교 경화시킴으로써 형성된다. 이 바인더(5)에 의해 기재층(2) 표면에 비즈(4)가 대략 등밀도로 배치 고정된다. 한편 이 바인더(5)를 형성하기 위한 폴리머 조성물은, 기재 폴리머 이외에 예컨대 미소 무기 충전제, 경화제, 가소제, 분산제, 각종 레벨링제, 자외선 흡수제, 항산화제, 점성 개질제, 윤활제, 광 안정화제 등이 적당히 배합되어도 좋다.
상기 기재 폴리머로는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지, 폴리아미드이미드, 에폭시계 수지, 자외선 경화형 수지 등을 들 수 있고, 이들 폴리머를 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 특히 상기 기재 폴리머로는, 가공성이 높고 도공 등의 수단으로 용이하게 광 확산층(3)을 형성할 수 있는 폴리올이 바람직하다. 또한 바인더(5)에 사용되는 기재 폴리머 자체는 광선의 투과성을 향상시키는 관점에서 투명한 것이 바람직하며, 무색 투명한 것이 특히 바람직하다.
상기 폴리올로는, 예컨대 수산기 함유 불포화 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어지는 폴리올이나 수산기 과잉의 조건에서 얻어지는 폴리에스테르폴리올 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
수산기 함유 불포화 단량체로는, (a) 예컨대 아크릴산 2-하이드록시에틸, 아 크릴산 2-하이드록시프로필, 메타크릴산 2-하이드록시에틸, 메타크릴산 2-하이드록시프로필, 아릴알코올, 호모아릴알코올, 계피알코올, 크로토닐알코올 등의 수산기 함유 불포화 단량체, (b) 예컨대 에틸렌글리콜, 에틸렌옥사이드, 프로필렌글리콜, 프로필렌옥사이드, 부틸렌글리콜, 부틸렌옥사이드, 1,4-비스(하이드록시메틸)사이클로헥산, 페닐글리시딜에테르, 글리시딜데카노에이트, 프락셀 FM-1(DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 제조) 등의 2가 알코올 또는 에폭시 화합물과, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산 등의 불포화 카르복실산과의 반응으로 얻어지는 수산기 함유 불포화 단량체 등을 들 수 있다. 이들 수산기 함유 불포화 단량체로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 중합하여 폴리올을 제조할 수 있다.
또한 상기 폴리올은 아크릴산 에틸, 아크릴산 n-프로필, 아크릴산 이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 tert-부틸, 아크릴산 에틸헥실, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 n-프로필, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 tert-부틸, 메타크릴산 에틸헥실, 메타크릴산 글리시딜, 메타크릴산 사이클로헥실, 스티렌, 비닐톨루엔, 1-메틸스티렌, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴로니트릴, 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 스테아르산 비닐, 아세트산 아릴, 아디프산 디아릴, 이타콘산 디아릴, 말레산 디에틸, 염화 비닐, 염화 비닐리덴, 아크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드, N-부톡시메틸아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 에틸렌성 불포화 단량체와 상기 (a) 및 (b)로부터 선택되는 수산기 함유 불포화 단량체를 중합함으로써 제조할 수도 있다.
수산기 함유 불포화 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어지는 폴리올의 수 평균 분자량은 1000 이상 500000 이하이며, 바람직하게는 5000 이상 100000 이하이다. 또한 그 수산기가는 5 이상 300 이하, 바람직하게는 10 이상 200 이하, 더욱 바람직하게는 20 이상 150 이하이다.
수산기 과잉의 조건에서 얻어지는 폴리에스테르폴리올은, (c) 예컨대 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 데카메틸렌글리콜, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 트리메틸올프로판, 헥산트리올, 글리세린, 펜타에리스리톨, 사이클로헥산디올, 수소 첨가된 비스페놀 A, 비스(하이드록시메틸)사이클로헥산, 하이드로퀴논비스(하이드록시에틸에테르), 트리스(하이드록시에틸)이소시아누레이트, 자일렌글리콜 등의 다가 알코올과, (d) 예컨대 말레산, 푸마르산, 숙신산, 아디프산, 세바틴산, 아젤라인산, 트리메트산, 텔레프탈산, 프탈산, 이소프탈산 등의 다염기산을 프로판디올, 헥산디올, 폴리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등의 다가 알코올 내의 수산기 수가 상기 다염기산의 카르복실산기 수보다 많은 조건에서 반응시켜 제조할 수 있다.
이러한 수산기 과잉의 조건에서 얻어지는 폴리에스테르폴리올의 수 평균 분자량은 500 이상 300000 이하이며, 바람직하게는 2000 이상 100000 이하이다. 또한 그 수산기가는 5 이상 300 이하, 바람직하게는 10 이상 200 이하, 더욱 바람직하게는 20 이상 150 이하이다.
해당 폴리머 조성물의 기재 폴리머로서 사용되는 폴리올로는 상기 폴리에스테르폴리올 및 상기 수산기 함유 불포화 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어지며, (메타)아크릴 단위 등을 갖는 아크릴폴리올이 바람직하다. 이러한 폴리에스테르폴리올 또는 아크릴폴리올을 기재 폴리머로 하는 바인더(5)는 투명성 및 내후성이 높아 광 확산층(3)의 황변 등을 억제할 수 있다. 특히 기재 폴리머로서 아크릴폴리머를 사용하고, 아크릴계 수지제의 비즈(4)를 사용함으로써 비즈(4)의 계면에서의 불필요한 굴절, 반사 등이 저감되고, 해당 광 확산 시트(1)의 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성 등의 광학적 기능을 향상시킬 수 있다. 한편 이 폴리에스테르폴리올과 아크릴폴리올 중 어느 하나를 사용하여도 좋고, 둘 다 사용하여도 좋다.
한편, 상기 폴리에스테르폴리올 및 아크릴폴리올 내의 수산기의 개수는 하나의 분자당 2개 이상이면 특별히 한정되지 않으며, 고형분 내의 수산기가가 10 이하이면 가교점 수가 감소하고, 내용제성, 내수성, 내열성, 표면 경도 등의 피막 물성이 저하되는 경향이 있다.
광 확산층(3)의 적층량의 하한으로는 3g/m2가 바람직하며, 5g/m2가 특히 바람직하다. 한편, 광 확산층(3)의 적층량의 상한으로는 10g/m2가 바람직하며, 8g/m2가 특히 바람직하다. 이와 같이 광 확산층(3)의 적층량을 상기 범위로 함으로써 전술한 바와 같이 비즈(4)의 주성분으로서 비교적 입자 직경이 작은 소직경 단분산 비즈(4a)를 사용하여, 비즈(4)의 바인더(5)에 대한 질량비를 비교적 크게 한 것과 서로 어울러져 비즈(4)를 기재층(2)의 표면에 비교적 치밀하고 균일하게 부설하고, 광 확산층(3)의 표면에 미세한 볼록부를 비교적 치밀하고 균일하게 형성할 수 있다. 그 결과, 해당 광 확산 시트(1)의 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성 등의 광학적 기능을 향상시킬 수 있다.
해당 광 확산 시트(1)는 전술한 바와 같이 비즈(4)의 주성분으로서 평균 입자 직경이 작은 소직경 단분산 비즈(4a)를 사용하여, 비즈(4)의 바인더(5)에 대한 질량비를 비교적 크게 하고, 광 확산층(3)의 적층량을 비교적 작게 함으로써 입자 직경이 고른 소직경 단분산 비즈(4a)를 기재층(2) 표면에 비교적 치밀하고 균일하게 부설하고, 표면에 미세하면서도 높이가 고른 볼록부를 비교적 치밀하고 균일하게 형성할 수 있다. 이러한 광 확산층(3) 표면의 미세 요철에서의 굴절 작용 등에 의해 해당 광 확산 시트(1)는 양호한 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성 등을 가지며, 경제성 및 박막성을 촉진할 수 있다. 또한, 해당 광 확산 시트(1)는 비즈(4)의 부성분으로서 대직경 비즈(4b)를 함유함으로써 광 확산층(3)의 표면에 부분 구체상의 볼록부(6)를 산재적으로 가지고 있기 때문에, 표면에의 흠집이 저감되고, 비록 표면에 흠집이 생겼다고 해도 연속적인 흠집이 되는 것이 방지된다. 따라서, 해당 광 확산 시트(1)는 제조 과정이나 LCD의 조립 공정에 있어서 표면에의 연속적인 흠집의 발생이 저감되어 제품 수율의 저하를 방지할 수 있다.
해당 광 확산 시트(1)에 있어서, 상기 비즈(4) 및 바인더(5)의 기재 폴리머로서 아크릴계 수지를 사용하고, 소직경 단분산 비즈(4a)의 평균 입자 직경이 3μ m, 비즈(4)의 바인더(5)에 대한 질량비가 2.7, 광 확산층(3)의 적층량이 6g/m2인 경우가 가장 적합하며, 해당 광 확산 시트(1)의 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성, 경제성, 박막성 등을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
바인더(5)를 형성하는 폴리머 조성물 내에 미소 무기 충전제를 함유하면 좋다. 이와 같이 바인더(5) 내에 미소 무기 충전제를 함유함으로써 광 확산층(3), 나아가서는 광 확산 시트(1)의 내열성이 향상된다. 이 미소 무기 충전제를 구성하는 무기물로는 특별히 한정되지 않으며, 무기 산화물이 바람직하다. 이 무기 산화물은 금속 원소가 주로 산소 원자와의 결합을 통하여 3차원의 네트워크를 구성한 다양한 산소 함유 금속 화합물로 정의된다. 무기 산화물을 구성하는 금속 원소로는, 예컨대 원소 주기율표 제2족∼제6족으로부터 선택되는 원소가 바람직하며, 원소 주기율표 제3족∼제5족으로부터 선택되는 원소가 더욱 바람직하다. 특히, Si, Al, Ti 및 Zr로부터 선택되는 원소가 바람직하며, 금속 원소가 Si인 콜로이달 실리카가 내열성 향상 효과 및 균일 분산성이라는 면에서 미소 무기 충전제로서 가장 바람직하다. 또한 미소 무기 충전제의 형상은, 구형, 침상, 판상, 비늘 조각상, 파쇄상 등의 임의의 입자 형상이면 되며, 특별히 한정되지 않는다.
미소 무기 충전제의 평균 입자 직경의 하한으로는 5nm가 바람직하며, 10nm가 특히 바람직하다. 한편, 미소 무기 충전제의 평균 입자 직경의 상한으로는 50nm가 바람직하며, 25nm가 특히 바람직하다. 이는 미소 무기 충전제의 평균 입자 직경이 상기 범위 미만에서는 미소 무기 충전제의 표면 에너지가 높아져 응집 등이 일어나 기 쉬워지기 때문이며, 반대로 평균 입자 직경이 상기 범위를 초과하면 단파장의 영향으로 백탁이 일어나 광 확산 시트(1)의 투명성을 완전히 유지할 수 없게 되기 때문이다.
미소 무기 충전제의 질량비(바인더(5)의 기재 폴리머 100부에 대한 무기물 성분만의 질량비)의 하한으로는 고형분 환산으로 5부가 바람직하며, 50부가 특히 바람직하다. 한편, 미소 무기 충전제의 상기 질량비의 상한으로는 500부가 바람직하고, 200부가 보다 바람직하며, 100부가 특히 바람직하다. 이는 미소 무기 충전제의 질량비가 상기 범위 미만이면 광 확산 시트(1)의 내열성을 충분히 발현시킬 수 없게 될 우려가 있고, 반대로 질량비가 상기 범위를 초과하면 폴리머 조성물 내로의 배합이 곤란해져 광 확산층(3)의 광선 투과율이 저하될 우려가 있기 때문이다.
상기 미소 무기 충전제로는 그 표면에 유기 폴리머가 고정된 것을 사용하면 좋다. 이와 같이 유기 폴리머 고정 미소 무기 충전제를 사용함으로써 바인더(5) 내에서의 분산성이나 바인더(5)와의 친화성의 향상이 도모된다. 이러한 유기 폴리머에 대해서는 그 분자량, 형상, 조성, 작용기의 유무 등에 관하여 특별히 한정이 없으며, 임의의 유기 폴리머를 사용할 수 있다. 또한 유기 폴리머의 형상에 대해서는 직쇄상, 분지상, 가교 구조 등의 임의의 형상인 것을 사용할 수 있다.
상기 유기 폴리머를 구성하는 구체적인 수지로는, 예컨대 (메타)아크릴 수지, 폴리스티렌, 폴리아세트산 비닐, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리 염화 비닐, 폴리 염화 비닐리덴, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에 스테르 및 이들의 공중합체나 아미노기, 에폭시기, 하이드록실기, 카르복실기 등의 작용기로 일부 변성한 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도 특히 (메타)아크릴계 수지, (메타)아크릴-스티렌계 수지, (메타)아크릴-폴리에스테르계 수지 등의 (메타)아크릴 단위를 포함하는 유기 폴리머를 필수 성분으로 하는 것이 피막 형성능을 가지므로 적합하다. 다른 한편으로, 상기 폴리머 조성물의 기재 폴리머와 상용성을 갖는 수지가 바람직하며, 따라서 폴리머 조성물에 포함되는 기재 폴리머와 동일한 조성인 것이 가장 바람직하다.
한편, 미소 무기 충전제는 미립자 내에 유기 폴리머를 포함하고 있어도 좋다. 이에 따라, 미소 무기 충전제의 코어인 무기물에 적당한 연도(softness) 및 인성을 부여할 수 있다.
상기 유기 폴리머에는 알콕시기를 함유하는 것을 사용하면 좋으며, 그 함유량으로는 유기 폴리머를 고정한 미소 무기 충전제 1g 당 0.01 mmol 이상 50 mmol 이하가 바람직하다. 이러한 알콕시기에 의해 바인더(5)를 구성하는 매트릭스 수지와의 친화성이나 바인더(5) 내에서의 분산성을 향상시킬 수 있다.
상기 알콕시기는 미립자 골격을 형성하는 금속 원소에 결합한 RO기를 나타낸다. 이 R은 치환되어 있어도 좋은 알킬기이며, 미립자 내의 RO기는 동일하여도 좋고 서로 달라도 좋다. R의 구체적인 예로는, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸 등을 들 수 있다. 미소 무기 충전제를 구성하는 금속과 동일한 금속 알콕시기를 사용하는 것이 바람직하며, 미소 무기 충전제가 콜로이달 실리카인 경우에는 실리콘을 금속으로 하는 알콕시기를 사용하는 것이 바람직하다.
유기 폴리머를 고정한 미소 무기 충전제 내의 유기 폴리머의 함유율에 대해서는 특별히 제한되지 않으나, 미소 무기 충전제를 기준으로 0.5 질량% 이상 50 질량% 이하가 바람직하다.
미소 무기 충전제에 고정하는 상기 유기 폴리머로서 수산기를 갖는 것을 사용하고, 바인더(5)를 구성하는 폴리머 조성물 내에 수산기와 반응하는 작용기를 2개 이상 갖는 다작용 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물 및 아미노플래스트(aminoplast) 수지로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 함유하면 좋다. 이에 따라, 미소 무기 충전제와 바인더(5)의 매트릭스 수지가 가교 구조로 결합되어 보존 안정성, 내오염성, 가요성, 내후성 등이 양호해지고, 나아가 얻어지는 피막이 광택을 갖게 된다.
상기 바인더(5)의 기재 폴리머로는 사이클로알킬기를 갖는 폴리올이 바람직하다. 이와 같이 바인더(5)를 구성하는 기재 폴리머인 폴리올 내에 사이클로알킬기를 도입함으로써 바인더(5)의 발수성, 내수성 등의 소수성이 높아지고, 고온 고습도 조건 하에서의 상기 광 확산 시트(1)의 내휨성, 치수 안정성 등이 개선된다. 또한 광 확산층(3)의 내후성, 경도, 볼륨감, 내용제성 등의 도막 기본 성능이 향상된다. 나아가, 표면에 유기 폴리머가 고정된 미소 무기 충전제와의 친화성 및 미소 무기 충전제의 균일 분산성이 더욱 양호해진다.
상기 사이클로알킬기로는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로헵틸기, 사이클로옥틸기, 사이클로노닐기, 사이클로데실기, 사이클로운데실기, 사이클로도데실기, 사이클로트리데실기, 사이클로테트라데실기, 사이클로펜타데실기, 사이클로헥사데실기, 사이클로헵타데실기, 사이클로옥타데실기 등을 들 수 있다.
상기 사이클로알킬기를 갖는 폴리올은 사이클로알킬기를 갖는 중합성 불포화 단량체를 공중합함으로써 얻어진다. 이 사이클로알킬기를 갖는 중합성 불포화 단량체란 사이클로알킬기를 분자 내에 적어도 하나 갖는 중합성 불포화 단량체이다. 이 중합성 불포화 단량체로는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 메틸사이클로헥실(메타)아크릴레이트, tert-부틸사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 사이클로도데실(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
또한 폴리머 조성물 내에는 경화제로서 이소시아네이트를 함유하면 좋다. 이와 같이 폴리머 조성물 내에 이소시아네이트 경화제를 함유함으로써 훨씬 견고한 가교 구조가 되고, 광 확산층(3)의 피막 물성이 더욱 향상된다. 이 이소시아네이트로는 상기 다작용 이소시아네이트 화합물과 동일한 물질이 사용된다. 그 중에서도 특히 피막의 황변색을 방지하는 지방족계 이소시아네이트가 바람직하다.
특히, 기재 폴리머로서 폴리올을 사용하는 경우, 폴리머 조성물 내에 배합하는 경화제로서 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소프론디이소시아네이트 및 자일렌디이소시아네이트 중 어느 하나 또는 2종 이상 혼합하여 사용하면 좋다. 이들 경화제를 사용하면 폴리머 조성물의 경화 반응 속도가 커지기 때문에 대전 방지제로서 미소 무기 충전제의 분산 안정성에 기여하는 양 이온계인 것을 사용하여도, 양 이온계 대전 방지제에 의한 경화 반응 속도의 저하를 충분히 보충할 수 있다. 또한 이러한 폴리머 조성물의 경화 반응 속도의 향상은 바인더 내로의 미소 무기 충 전제의 균일 분산성에 기여한다. 그 결과, 상기 광 확산 시트(1)는 열, 자외선 등에 의한 휨이나 황변을 현저하게 억제할 수 있다.
더욱이, 상기 폴리머 조성물 내에 대전 방지제를 함유하면 좋다. 이와 같이 대전 방지제가 혼련된 폴리머 조성물로 바인더(5)를 형성함으로써 해당 광 확산 시트(1)에 대전 방지 효과가 발현되어, 먼지를 끌어당기거나 프리즘 시트 등과의 중첩이 곤란해지는 등 정전기의 대전에 의해 발생하는 문제를 방지할 수 있다. 또한 대전 방지제를 표면에 코팅하면 표면의 끈적거림이나 오탁이 발생하게 되는데, 이와 같이 폴리머 조성물 내에 혼련함으로써 이러한 폐해는 저감된다. 이 대전 방지제로는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 알킬 황산염, 알킬 인산염 등의 음이온계 대전 방지제, 제4 암모늄염, 이미다졸린 화합물 등의 양 이온계 대전 방지제, 폴리에틸렌글리콜계, 폴리옥시에틸렌소비탄모노스테아르산 에스테르, 에탄올아미드류 등의 비 이온계 대전 방지제, 폴리아크릴산 등의 고분자계 대전 방지제 등이 사용된다. 그 중에서도 특히 대전 방지 효과가 비교적 큰 양 이온계 대전 방지제가 바람직하며, 소량의 첨가로 대전 방지 효과를 가져온다.
또한 상기 폴리머 조성물 내에 자외선 흡수제를 함유하면 좋다. 이와 같이 자외선 흡수제를 함유하는 폴리머 조성물로 바인더(5)를 형성함으로써 해당 광 확산 시트(1)에 자외선 차단 기능이 부여되고 백라이트 유닛의 램프로부터 발생하는 미량의 자외선을 차단하여 자외선으로 인한 액정층의 파괴를 방지할 수 있다.
이러한 자외선 흡수제로는 자외선을 흡수하여 효율적으로 열 에너지로 변환할 수 있는 것으로서, 또한 빛에 대하여 안정적인 화합물이면 특별히 한정되지 않 고 공지의 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 특히 자외선 흡수 기능이 높고, 상기 기재 폴리머와의 상용성이 양호하며, 기재 폴리머 내에 안정적으로 존재하는 살리실산계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 및 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제가 바람직하고, 이들 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것을 사용하면 좋다. 또한 자외선 흡수제로는 분자쇄에 자외선 흡수기를 갖는 폴리머(예컨대 NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.의 "유 더블 UV" 시리즈 등)도 적합하게 사용된다. 이러한 분자쇄에 자외선 흡수기를 갖는 폴리머를 사용함으로써 바인더(5)의 메인 폴리머와의 상용성이 높고, 자외선 흡수제의 블리드 아웃(bleed out) 등으로 인한 자외선 흡수 기능의 열화를 방지할 수 있다. 한편, 분자쇄에 자외선 흡수기를 갖는 폴리머를 바인더(5)의 기재 폴리머로 하는 것도 가능하다. 또한 이 자외선 흡수기가 결합된 폴리머를 바인더(5)의 기재 폴리머로 하고, 이 기재 폴리머 내에 자외선 흡수제를 더 함유하는 것도 가능하며, 자외선 흡수 기능을 보다 향상시킬 수 있다.
바인더(5)의 기재 폴리머에 대한 상기 자외선 흡수제의 함유량의 하한으로는 0.1 질량%, 특히 1 질량%, 나아가 3 질량%가 바람직하며, 자외선 흡수제의 상기 함유량의 상한으로는 10 질량%, 특히 8 질량%, 나아가 5 질량%가 바람직하다. 이는 기재 폴리머에 대하여 자외선 흡수제의 질량비가 상기 하한보다 작으면 광 확산 시트(1)의 자외선 흡수 기능을 효과적으로 가져올 수 없기 때문이고, 반대로 자외선 흡수제의 질량비가 상기 상한을 초과하면 기재 폴리머에 악영향을 미쳐 바인더(5)의 강도, 내구성 등의 저하를 초래하기 때문이다.
상기 자외선 흡수제 대신, 또는 자외선 흡수제와 함께 자외선 안정제(분자쇄에 자외선 안정기가 결합한 기재 폴리머를 포함함)를 사용하는 것도 가능하다. 이 자외선 안정제에 의해 자외선에서 발생하는 라디칼, 활성 산소 등이 비활성화되어 자외선 안정성, 내후성 등을 향상시킬 수 있다. 이 자외선 안정제로는 자외선에 대한 안정성이 높은 힌더드 아민(Hindered amine)계 자외선 안정제가 적합하게 사용된다. 한편, 자외선 흡수제와 자외선 안정제를 병용함으로써 자외선으로 인한 열화 방지 및 내후성이 현저하게 향상된다.
다음, 해당 광 확산 시트(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 해당 광 확산 시트(1)의 제조 방법으로는, (a)바인더(5)를 구성하는 폴리머 조성물에 비즈(4)를 혼합함으로써 광 확산층용 폴리머 조성물을 제조하는 공정과, (b)이 광 확산층용 폴리머 조성물을 기재층(2)의 표면에 적층하고 경화시킴으로써 광 확산층(3)을 형성하는 공정을 갖는다.
이 광 확산층용 폴리머 조성물의 적층 수단으로는 특별히 한정되지 않으며, 다양한 공지의 방법이 채용된다. 구체적인 적층 수단으로는, 예컨대 그라비아 코팅법, 롤 코팅법, 바 코팅법, 블레이드 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 이용한 코팅 등이 채용된다. 그 중에서도 특히 비즈(4)의 질량비가 큰 폴리머 조성물을 얇고 균일하게 코팅할 수 있는 그라비아 코팅법이 가장 바람직하다. 이러한 그라비아 코팅법에서 광 확산층(3)의 형성 특성 등을 고려하면, 그라비아 선의 수는 70 이상 100 이하, 회전 수로는 80 이상 120 이하가 바람직하다.
도 2의 광 확산 시트(11)는 기재층(2)과, 이 기재층(2)의 표면에 적층된 광 확산층(3)과 기재층(2)의 뒷면에 적층되는 스티킹 방지층(12)을 구비하고 있다. 이 기재층(2) 및 광 확산층(3)은 상기 도 1의 광 확산 시트(1)와 동일하기 때문에 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략하기로 한다.
스티킹 방지층(12)은 기재층(2)의 뒷면에 배열 설치되는 비즈(13)와 이 비즈(13)를 고정하는 바인더(14)를 구비하고 있다. 이 바인더(14)도 상기 광 확산층(3)의 바인더(5)와 동일한 폴리머 조성물을 가교 경화시킴으로써 형성된다. 또한 비즈(13)의 재료로는 광 확산층(3)의 비즈(4)와 동일한 것이 사용된다. 한편, 이 스티킹 방지층(12)의 두께(비즈(13)가 존재하지 않는 부분에서 바인더(14) 부분의 두께)는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 1μm 이상 10μm 이하 정도로 되어 있다.
이 비즈(13)의 질량비는 비교적 소량이며, 비즈(13)는 서로 이간되어 바인더(14) 내에 분산되어 있다. 또한 비즈(13)의 대부분은 그 하단이 바인더(14)의 평균 계면으로부터 아주 약간 돌출되어 스티킹 방지층(12)의 뒷면에 볼록부를 형성하고 있다. 따라서, 이 광 확산 시트(11)를 도광판과 적층하면, 비즈(13)에 의한 볼록부가 도광판 등의 표면에 산재적으로 맞닿게 되며, 광 확산 시트(11)의 뒷면 전면이 도광판 등과 맞닿지는 않는다. 이에 따라, 광 확산 시트(11)와 도광판 등 간의 스티킹이 방지되고, 액정 표시 장치의 화면의 휘도 불균일이 억제된다.
다음, 광 확산 시트(11)의 제조 방법을 설명한다. 상기 광 확산 시트(11)의 제조 방법은, (a)바인더(5)를 구성하는 폴리머 조성물에 비즈(4)를 혼합함으로써 광 확산층용 폴리머 조성물을 제조하는 공정과, (b)이 광 확산층용 폴리머 조성물 을 기재층(2)의 표면에 적층하고 경화시킴으로써 광 확산층(3)을 형성하는 공정과, (c)바인더(14)를 구성하는 폴리머 조성물에 비즈(13)를 혼합함으로써 스티킹 방지층용 폴리머 조성물을 제조하는 공정, 및 (d)이 스티킹 방지층용 폴리머 조성물을 기재층(2)의 뒷면에 적층하고 경화시킴으로써 스티킹 방지층(12)을 적층하는 공정을 갖는다. 상기 광 확산층용 폴리머 조성물 및 스티킹 방지층용 폴리머 조성물을 기재층(2)에 적층하는 수단으로는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 바 코터, 블레이드 코터, 스핀 코터, 롤 코터, 그라비아 코터, 플로 코터, 스프레이 등을 이용한 코팅 등이 채용된다.
해당 광 확산 시트(11)는 상기 광 확산 시트(1)와 마찬가지로, 표면에 미세하면서 높이가 고른 볼록부를 비교적 치밀하고 균일하게 형성할 수 있고, 그 결과 양호한 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성 등을 가지며, 경제성 및 박막성을 촉진할 수 있다. 또한, 해당 광 확산 시트(11)는 상기 광 확산 시트(1)와 마찬가지로 광 확산층(3)의 표면에 부분 구체상의 볼록부(6)를 산재적으로 가지고 있기 때문에 표면에 흠집 방지성을 가져 제품 수율의 저하를 방지할 수 있다.
따라서, 램프, 도광판, 광 확산 시트, 프리즘 시트 등을 구비하며, 램프로부터 발생하는 광선을 분산시켜 표면 측으로 유도하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛에 있어서, 이 광 확산 시트로서 해당 광 확산 시트(1, 11)를 사용하면, 전술한 바와 같이 높은 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성, 박막성, 경제성 등을 갖는 해당 광 확산 시트(1, 11)에 의해, 정면 휘도, 휘도의 균일성 등의 품질을 향상시키고, 나아가 오늘날 사회적으로 요청되고 있는 저비용화 및 박형 경량화를 촉진할 수 있다. 또한, 해당 백라이트 유닛은 전술한 바와 같이 해당 광 확산 시트(1, 11)가 뛰어난 흠집 방지성, 저비용성 및 박막성을 갖기 때문에 오늘날 사회적으로 요청되고 있는 저비용화 및 박형 경량화를 촉진할 수 있다.
한편, 본 발명의 광 확산 시트는 상기 실시 형태에 한정되지 않는다. 예컨대 광 확산층의 표면에 부분 구체상의 볼록부를 산재적으로 갖는 다양한 형태가 채용된다. 구체적으로는, 비즈 이외의 충전제를 광 확산층 내에 함유함으로써 광 확산층 표면에 볼록부를 형성하는 수단, 볼록부를 시트틀 등을 이용한 전사에 의해 형성하는 수단 등이 채용된다. 또한 해당 광 확산 시트는 자외선 흡수제, 탑 코팅층 등 다른 층이 적층되어도 좋다.
자외선 흡수제에 관해서는, 광 확산층의 바인더 내에 함유하는 상기 수단 대신 또는 상기 수단과 함께 자외선 흡수제를 함유하는 자외선 흡수층을 적층하는 것도 가능하며, 스티킹 방지층의 바인더 또는 기재층 내에 자외선 흡수제를 함유하는 것도 가능하다. 이들 수단에 의해서도 마찬가지로 백라이트 유닛의 램프로부터 발생하는 자외선을 차단하여 자외선으로 인한 액정층의 파괴를 방지할 수 있다.
대전 방지제에 관해서는, 전술한 광 확산층(3)의 바인더(5) 내에 함유하는 수단 대신 또는 상기 수단과 함께 대전 방지제를 함유하는 대전 방지층을 적층하는 것도 가능하며, 스티킹 방지층의 바인더 또는 기재층 내에 대전 방지제를 함유하는 것도 가능하다. 이들 수단에 의해서도 해당 광 확산 시트에 대전 방지 효과가 발현되어, 먼지를 끌어당기거나 프리즘 시트 등과의 중첩 등이 곤란해지는 등의 정전기의 대전에 의해 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
이하, 실시예에 따라 본 발명을 상세하게 설명하나, 이 실시예의 기재에 의거하여 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다.
[비교예]
기재층으로는 두께 100μm의 투명 폴리에틸렌테레프탈레이트제 필름을 사용하였다. 광 확산층용 폴리머 조성물로는 아크릴 폴리올(기재 폴리머) 32부, 아크릴계 수지제의 비즈 86부, 이소시아네이트계 경화제 6부, 대전 방지제 3부 및 용제로 이루어지는 폴리머 조성물을 사용하였다. 각 조성의 배합량을 나타내는 부수는 고형분 환산의 질량비이다. 상기 비즈로는 평균 입자 직경 3μm 및 변동 계수 0.1의 소직경 단분산 비즈만을 사용하였다. 상기 기재층 표면에 광 확산층용 폴리머 조성물을 그라비아 코팅법에 의해 6g/m2(고형분 환산) 적층함으로써 비교예의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 1]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8.6μm, 변동 계수가 33.5, 입자 직경 분포 폭이 3.2μm 이상 23.8μm 이하인 다분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 95/5로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 1의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 2]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8.6μm, 변동 계수가 33.5, 입자 직경 분포 폭이 3.2μm 이상 23.8μm 이하인 다분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 9/1로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 2의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 3]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8.6μm, 변동 계수가 33.5, 입자 직경 분포 폭이 3.2μm 이상 23.8μm 이하인 다분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 8/2로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 3의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 4]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8.6μm, 변동 계수가 33.5, 입자 직경 분포 폭이 3.2μm 이상 23.8μm 이하인 다분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 7/3로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 4의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 5]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8.6μm, 변동 계수가 33.5, 입자 직경 분포 폭이 3.2μm 이상 23.8μm 이하인 다분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대 직경 비즈에 대한 질량비를 6/4로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 5의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 6]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8.6μm, 변동 계수가 33.5, 입자 직경 분포 폭이 3.2μm 이상 23.8μm 이하인 다분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 5/5로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 6의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 7]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8μm인 단분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 95/5로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 7의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 8]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8μm인 단분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 9/1로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 8의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 9]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8μm인 단분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 8/2로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 9의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 10]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8μm인 단분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 7/3로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 10의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 11]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8μm인 단분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 6/4로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 11의 광 확산 시트를 얻었다.
[실시예 12]
비즈로서 상기 소직경 단분산 비즈와 대직경 비즈를 혼합하여 사용하고, 이 대직경 비즈로서 평균 입자 직경이 8μm인 단분산 비즈를 사용하고, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비를 5/5로 한 것 이외에는 상기 비교예와 동일한 방법으로 실시예 12의 광 확산 시트를 얻었다.
[특성 평가]
상기 실시예 1∼12의 광 확산 시트 및 비교예의 광 확산 시트를 사용하여, 이들 광 확산 시트에 있어서의 볼록부의 평균 높이(H), 볼록부의 평균 직경(D), 볼록부의 평균 점유율 및 표면 거칠기(Ra)를 측정하였다. 또한 이들 광 확산 시트를 실제로 엣지 라이트형 및 직하형 백라이트 유닛에 내장해 넣고, 정면 휘도 상대값을 측정하였다. 나아가 이들 광 확산 시트 표면의 흠집 방지성을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
상기 흠집 방지성은 JIS-L-0849의 "마찰에 대한 염색 견뢰도 시험 방법"에 준한 시험을 행하여, 시인에 의해
(a)흠집이 명확한 경우를 ×
(b)흠집이 신경쓰이지 않는 정도인 경우를 △
(c)흠집이 거의 없는 경우를 ○
로 하여 평가하였다.
Figure 112006073665456-PAT00001
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1∼12의 광 확산 시트는 소직경 단분산 비즈만을 사용한 비교예의 광 확산 시트와 비교하여 양호한 흠집 방지성을 가지며, 같은 정도의 정면 휘도 상대값을 나타내고 있다. 또한 실시예 1∼12의 광 확산 시트를 대비하면, 소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비가 6/4 이상 9/1 이하인 실시예 2∼5 및 8∼11의 광 확산 시트가 정면 휘도 및 흠집 방지성 모두 양호하며, 특히 상기 질량비가 8/2 이상 9/1 이하인 실시예 2, 3, 8 및 9의 광 확산 시트가 높은 정면 휘도 및 흠집 방지성을 나타내고 있다.
또한 도 3(a)에 나타낸 실시예 3의 광 확산 시트 및 도 3(b)에 나타낸 비교예의 광 확산 시트의 전자 현미경에 의한 확대 사진을 대비하면, 비교예의 광 확산 시트는 표면에 볼록부가 존재하지 않지만, 실시예 3의 광 확산 시트는 표면에 볼록부가 산재적으로 존재해 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 광 확산 시트는 투명한 기재층과 이 기재층의 표면 측에 적층되는 광 확산층을 구비하고, 이 광 확산층이 수지제의 비즈와 수지제의 바인더를 갖는 광 확산 시트로서, 광 확산층의 표면에 부분 구체상의 볼록부를 산재적으로 갖는 것을 특징으로 하며, 이로써, 표면의 높은 흠집 방지성에 의한 양호한 저비용성을 가지며, 이에 더하여 양호한 방향성 광 확산 기능, 광선 투과성 및 박막성을 갖는 광 확산 시트 및 휘도 등의 성능이나 저가격화 및 박형 경량화가 촉진되는 백라이트 유닛을 제공한다.

Claims (13)

  1. 투명한 기재층과 이 기재층의 표면 측에 적층되는 광 확산층을 구비하며, 이 광 확산층이 수지제의 비즈와 수지제의 바인더를 갖는 광 확산 시트로서,
    상기 광 확산층의 표면에 부분 구체상의 볼록부를 산재적으로 가지고 있는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록부의 평균 높이가 1μm 이상 10μm 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록부의 평균 직경이 4μm 이상 18μm 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록부의 평균 점유율이 2% 이상 20% 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광 확산층의 표면 거칠기(Ra)가 1.5μm 이상 10μm 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 비즈로서, 주성분인 소직경 단분산 비즈와, 이 소직 경 단분산 비즈보다 평균 입자 직경이 큰 부성분인 대직경 비즈를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 소직경 단분산 비즈의 평균 입자 직경이 1.5μm 이상 5μm 이하,
    비즈의 바인더에 대한 질량비가 2.5 이상 3 이하, 및
    광 확산층의 적층량이 3g/m2 이상 10g/m2 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 대직경 비즈의 평균 입자 직경이 3μm 이상 15μm 이하, 및
    소직경 단분산 비즈의 대직경 비즈에 대한 질량비가 6/4 이상 9/1 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 대직경 비즈로서 단분산 비즈가 사용되어 있는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 단분산 비즈의 입자 직경 분포의 변동 계수가 0.2 이하인 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 비즈 및 바인더의 기재 폴리머로서 아크릴계 수지가 사용되어 있는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 기재층의 뒷면 측에 적층되는 스티킹 방지층을 더 구비하며, 이 스티킹 방지층이 바인더 내에 분산되는 비즈를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 광 확산 시트.
  13. 램프로부터 발생되는 광선을 분산시켜 표면 측으로 유도하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛에 있어서,
    청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 광 확산 시트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛.
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