KR20080064975A - 액정 디스플레이용 광 확산판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 JIS K7209에 준거하여 구해지는 24 시간의 흡수율이 0.2％ 이하인 저흡습성 수지층 (A)의 적어도 한쪽 면에, 스티렌계 수지를 50％ 이상 포함하고 이 수지 100 질량부에 대하여 3.5 내지 5 질량부의 자외선 흡수제가 배합되어 이루어지는 스티렌계 수지층 (B)가 적층되고, (B)층 표면의 JIS B0601에 준거하여 구해지는 산술 평균 조도(Ra)가 5 ㎛ 내지 30 ㎛인 액정 디스플레이용 광 확산판이다. 본 발명에 따르면, 흡습 휘어짐을 막을 수 있는 저흡습성 수지제이면서, 표면의 흠집이 적고, 내광성이 대폭 개량된 액정 디스플레이용 광 확산판을 제공할 수 있다.

광 확산판, 저흡습성 수지, 자외선 흡수제

Description

액정 디스플레이용 광 확산판{LIGHT DIFFUSION PLATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정 디스플레이의 직하형 백 라이트 장치에 탑재되는 광 확산판에 관한 것이다.

최근 수년간의 액정 디스플레이의 기술 혁신은 괄목할 만하다. 노트북 컴퓨터의 화면, 모니터 화면, 그리고 텔레비젼으로 그 시장은 빠르게 계속 확대되고 있다.

액정 디스플레이는, 액정 분자의 비틀림을 이용하여, 디스플레이 중에 빛을 투과시키거나 차단함으로써 화상을 표시한다. 기본적으로 액정 자체는 자발광 재료는 아니기 때문에, 외부의 빛이 없으면 화상을 볼 수 없다. 그 점에서 액정 디스플레이는 자발광의 브라운관이나 플라즈마 디스플레이와는 전혀 다르며, 통상적으로 백 라이트라 불리는 배면 광원 장치와 조합하여 이용하는 것이 필요하다. 백 라이트란, 그 이름과 같이, 액정 패널의 배면으로부터 빛을 내는 평면형의 광원 장치를 말하며, 통상적으로 액정 디스플레이를 보는 사람으로부터는 액정 패널의 맞은 편, 즉 디스플레이 케이스 내에 배치되는 광원 장치이다.

이 백 라이트에는 현재 크게 나누어 엣지 라이트형 백 라이트라 불리는 것과 직하형 백 라이트라 불리는 것의 2종이 있다. 엣지 라이트형 백 라이트는 액정을 얇고 가볍게 할 수 있기 때문에, 노트북 컴퓨터나 모니터 화면의 분야에서 널리 이용되고 있다. 그러나, 최근 대화면화되고 있는 액정 텔레비젼 화면에 이용하면, 휘도의 불균일이 커지는 등의 문제가 있었다.

이에, 엣지 라이트형 백 라이트를 대신하여 특히 액정 텔레비젼용으로서 최근 주목받고 있는 광원 장치가 직하형 백 라이트이다. 이 직하형 백 라이트의 구조는 매우 심플하며, 도 1과 같은 액정 텔레비젼의 경우, 액정 패널 (1)을 떼어낸 구성을 말한다. 직하형 백 라이트는 냉음극관 (4)를 액정 패널 (1) 뒤에 배치된 반사 필름 (5) 상에 배열하고, 액정 패널 (1)과 냉음극관 (4) 사이에 빛을 산란시키기 위한 유백색의 광 확산판 (3), 휘도를 향상시키기 위한 광학 필름 (2)를 둔 구조를 하고 있고, 가정의 천장 조명이나, 역이나 도로에 설치되는 전식 간판과 같은 조명 장치와 동일한 구조이다.

이 광원 장치이면, 냉음극관의 개수를 늘림으로써 화면의 밝기를 자유롭게 설계할 수 있을 뿐만 아니라, 화면의 크기도 쉽게 변경할 수 있다.

본원 발명은 이 직하형 백 라이트에 탑재되는 광 확산판에 관한 것이다.

광 확산판의 제1의 기능은 광 확산 기능으로서, 액정의 배면에 배치되는 냉음극관의 비쳐 보임을 방지하고, 휘도 불균일이 없는 균일한 면 발광을 얻는 것이다.

이에 더하여 최근 특히 중요성이 증가한 것이 흡습에 대한 치수 안정성이다. 광 확산판을 액정 텔레비젼에 사용했을 경우, 광 확산판의 변형에 의해 액정 텔레 비젼 화상이 흐트러지는 문제가 시장에서 들려 왔다. 변형의 원인을 상세히 해석한 결과, 액정 텔레비젼 재고중 또는 시장 수송중에 광 확산판이 흡습하여 휘어버렸기 때문인 것으로 밝혀졌다. 종래 광 확산판에는 광학 특성이 뛰어난 아크릴계 수지가 많이 사용되어 왔다. 아크릴계 수지는 포화 흡수율이 약 2％나 되기 때문에, 고온 다습하에서의 재고중 또는 시장 수송중에 광 확산판이 흡습하여 휘어버린 것으로 생각된다.

이 광 확산판의 흡습 휘어짐의 문제를 해결하기 위해, 소재의 연구가 각처에서 이루어지고 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 제2004-9524호 공보(하기 특허 문헌 1), 일본 특허 공개 제2004-50607호 공보(하기 특허 문헌 2), 및 일본 특허 공개 제2005-112971호 공보(하기 특허 문헌 3)에는, 아크릴-스티렌계 공중합체(이하 MS 수지라 부르는 경우가 있음)나 스티렌계 수지를 소재로 한 광 확산판이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 (평)10-17761호 공보(하기 특허 문헌 4)에는, 폴리카르보네이트 수지를 사용한 광 확산판이 개시되어 있다. 그러나, 이들 광 확산판에는 추가적인 문제로서 내광성과 내흠집성이 떨어지는 점이 있었다.

통상 액정 텔레비젼의 백 라이트에 이용되는 냉음극관은 3파장관이라 불리고, 특정 파장, 적색 R 녹색 G 청색 B의 3파장의 빛만을 선택적으로 방사하도록 설계되어 있다. 그러나, 냉음극관으로부터는 극히 미약하기는 하나 3파장 이외의 빛도 나오고 있다. 그 불필요광 중에서 광학 부재의 내구성에 문제를 제공하고 있는 것이 자외선의 빛이다. 자외선에 의해 광 확산판이나 반사판, 광학 필름의 재료 열화가 문제가 된다. 최근의 액정 텔레비젼의 고휘도화, 대화면화에 따라, 광원인 냉음극관은 점점 더 장척화, 고출력화되고 있어, 이 자외선의 출광량도 증대하고 있는 것이다.

지금까지의 광 확산판은 광학 특성이 우수하고, 게다가 자외선 열화가 가장 작은 수지로서 옥외에서의 사용에도 견딜 수 있는 아크릴계 수지를 사용했었기 때문에 문제가 되지는 않았다. 그러나, 상술한 바와 같이 수지에 대하여 저흡습성이 요구되게 됨으로써, 광 확산판의 소재로서 아크릴계 수지로부터 MS계 수지, 스티렌계 수지, 폴리카르보네이트 수지가 이용되게 되어, 이 내광성 문제가 크게 거론되게 되었다. 일반적으로 스티렌계 수지, 폴리카르보네이트 수지는 자외선에 의한 황변이나 열화가 심한 것으로 알려져 있다.

그 때문에, 이들 스티렌계 수지나 폴리카르보네이트 수지를 광 확산판으로 사용하기 위해서는 소재의 내광성 개량 처방이 필수적이다. 예를 들면, 상기 특허 문헌 1이나 일본 특허 공개 제2006-116957호 공보(하기 특허 문헌 5)에서는 광 확산판을 적층 구조체로 하여 피막층에 자외선 흡수제를 최대 3 질량부 넣음으로써 자외선으로부터 보호하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 유감스럽게도 이 양으로는 최근 요구가 엄격해지고 있는 액정 텔레비젼의 내광성 사양에 대해서는 대책이 불충분하다.

이에, 추가로 자외선 흡수제를 배합하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 문헌 1 및 5에도 기재되어 있는 바와 같이, 자외선 흡수제가 수지로부터 심하게 블리드 아웃되어 외관을 오염시킬 뿐만 아니라, 내광성을 악화시킬 수 있다. 그 결과, 액정 디스플레이로서의 휘도를 크게 저하시키는 등의 문제가 있었다. 광 확산판의 외관을 향상시키기 위해, 광 확산판 표면의 요철에 대하여 검토된 기술이 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 (평)10-67038호 공보(하기 특허 문헌 6)에서는, 감촉을 개량하기 위해서는 표면의 십점 평균 조도(이하 Rz로 표시하는 경우가 있음) 0.2 내지 0.5 ㎛가 바람직하다고 기재되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2002-196117호 공보(하기 특허 문헌 7)에는, 번쩍임 방지, 눈부심 방지를 위해 중심선 평균 표면 조도(이하 Ra로 표시하는 경우가 있음) 0.25 ㎛ 이하가 바람직하다고 기재되어 있고, 광 확산판 표면에는 미세한 요철을 설치하는 것이 바람직하다고 되어 있다.

한편, 액정 텔레비젼의 대화면화에 따라서 광 확산판도 대면적화되고 있다. 광 확산판은 수지판이기 때문에, 유리로 된 액정 패널보다 강성이 낮아 구부러짐이나 휘어짐이 발생하기 쉽다. 그 때문에, 예를 들면 일본 특허 공개 제2004-327449호 공보(하기 특허 문헌 8)에 개시되어 있는 바와 같이, 직하형 백 라이트 장치의 내부에 돌기(이하 휘어짐 방지 핀이라 칭함)를 세워 광 확산판의 휘어짐을 방지하는 것이 행해지고 있다.

이 휘어짐 방지 핀은 그 목적상 광 확산판에 근접한 상태로 설치되기 때문에, 액정 텔레비젼의 설치 상태(예를 들면 기울기)나 수송시의 진동에 의해 종종 광 확산판과 접촉하여 광 확산판 표면에 흠집을 생기게 하는 문제가 발생하고 있다.

통상적으로 이 휘어짐 방지 핀의 소재는 스티렌계 수지나 폴리카르보네이트계 수지, 올레핀계 수지로 제조되고 있다. 광 확산판이 아크릴계 수지인 경우에는 아크릴계 수지 쪽이 경도가 높기 때문에 광 확산판 표면에 흠집이 생기는 것은 생 각할 수 없었다. 그러나, 광 확산판의 소재가 수지로서 부드러운 수지인 스티렌계 수지나 폴리카르보네이트계 수지가 되고 있는 현재, 이 내흠집성이 요구되고 있는 것이다.

내흠집성을 높이기 위해 표면 경화 코팅 처리를 행하고 있는 수지판도 있지만, 각 부재의 철저한 비용 절감이 요구되는 대형 액정 텔레비젼에서는 광학 부재의 비용이 높아지기 때문에 바람직하지 않다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-9524호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-50607호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2005-112971호 공보

[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 (평)10-17761호 공보

[특허 문헌 5] 일본 특허 공개 제2006-116957호 공보

[특허 문헌 6] 일본 특허 공개 (평)10-67038호 공보

[특허 문헌 7] 일본 특허 공개 제2002-196117호 공보

[특허 문헌 8] 일본 특허 공개 제2004-327449호 공보

<발명의 개시>

<발명이 해결하고자 하는 과제>

본 발명의 과제는 흡습 휘어짐을 막을 수 있는 저흡습성 수지를 포함하는 광 확산판이면서, 표면의 흠집이 적고, 내광성이 대폭 개량된 액정 디스플레이용 광 확산판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해, 종래 그의 감촉 때문에 미세한 편이 좋다고 여겨져 온 광 확산판 표면의 요철에 대하여 재검토하였다. 그 결과, 종래와는 전혀 반대로 광 확산판 표면에 큰 요철 형상을 설치함으로써, 놀랍게도 표면의 흠집 및 내광성을 훨씬 개선할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 이하와 같다.

1. 흡수율이 0.2％ 이하인 저흡습성 수지층 (A)의 적어도 한쪽 면에, 스티렌계 수지를 50％ 이상 포함하고 이 수지 100 질량부에 대하여 3.5 내지 5 질량부의 자외선 흡수제가 배합되어 이루어지는 스티렌계 수지층 (B)가 적층되고, (B)층 표면의 산술 평균 조도(Ra)가 5 ㎛ 내지 30 ㎛인 액정 디스플레이용 광 확산판.

2. 저흡습성 수지가 스티렌계 수지 또는 폴리카르보네이트계 수지인 상술한 액정 디스플레이용 광 확산판.

<발명의 효과>

본 발명의 액정 디스플레이용 광 확산판은 흡습 휘어짐이나 표면의 흠집이 적고, 동시에 내광성을 대폭 향상시키는 복수의 효과를 동시에 갖는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 광 확산판을 장비한 액정 텔레비젼의 구성의 일례를 나타내는 모식 설명도이다.

부호의 설명

1: 액정 패널

2: 광학 필름

3: 광 확산판

4: 냉음극관

5: 반사 필름

6: 휘어짐 방지 핀

7: 케이스

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명에 대하여 이하에 구체적으로 설명한다.

본 발명의 액정 디스플레이용 광 확산판은 적층체 구조이며, 저흡습성 수지층 (A)의 적어도 한쪽 면에 스티렌계 수지층 (B)를 갖는다.

본 발명에서 사용되는 저흡습성 수지는 JIS K7209에 준거하여 구한 24 시간의 흡수율이 0.2％ 이하인 수지이다. 시장에서 문제가 되고 있는 흡습 휘어짐을 개선하기 위해서는, 적어도 흡수율은 0.2％ 이하인 것이 필요하다. 바람직하게는 0.18％ 이하, 보다 바람직하게는 0.15％ 이하이고, 실용성을 고려하면 0.03％ 이상이 바람직하다.

이 방법으로 측정하면, 예를 들면 소위 아크릴계 수지의 흡수율은 0.3％, 폴리카르보네이트 수지는 0.2％, 스티렌계 수지는 0.1％이다. 메타크릴산메틸과 스티렌을 공중합시킨 단량체 단위로서 포함될 수 있는 아크릴-스티렌계 공중합체(소위 MS계 수지)는, 그의 공중합 비율에 따라 0.1％ 내지 0.3％의 범위에 있다. 메 타크릴산메틸이 많을수록 흡수율은 높아진다. 메타크릴산메틸 단위와 스티렌 단위의 공중합 비율이 60:40인 경우 흡수율은 0.22％, 공중합 비율이 80:20이면 흡수율은 0.26％, 공중합 비율이 50:50이면 흡수율 0.2％가 된다. 공중합 비율이 20:80으로 스티렌 비율이 많아지면 흡수율 0.14％가 된다. 폴리에틸렌계 수지 등의 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지의 흡수율은 0.01％ 이하, PET 수지의 흡수율은 0.6％이다.

따라서, 본 발명에 사용할 수 있는 수지로서는, 폴리카르보네이트 수지, 스티렌계 수지, 스티렌계 단량체를 50％ 이상 포함하는 MS계 수지, 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 스티렌계 단위를 50 중량％ 이상 포함하는 스티렌계 수지 또는 스티렌계 단위를 50 중량％ 이상 포함하는 MS계 수지, 폴리카르보네이트 수지가 바람직하고, 보다 바람직하게는 폴리스티렌 수지 또는 폴리카르보네이트 수지이다. 이들 수지를 2종 이상 혼합하여도 상관없다. 가장 바람직한 것은 폴리스티렌이 100％를 차지하는 경우이다.

본 발명에서 말하는 스티렌계 수지란, 실질적으로 스티렌 단독의 중합체, 또는 라디칼 중합 가능한 이중 결합을 1 분자 내에 1개 갖는 스티렌계 단량체 50 중량％ 이상과 이와 공중합 가능한 불포화 단량체 50 중량％ 미만을 포함하는 공중합체 수지이다(이하, 라디칼 중합 가능한 이중 결합을 1 분자 내에 1개 갖는 단량체를 단관능 단량체라 하고, 라디칼 중합 가능한 이중 결합을 1 분자 내에 적어도 2개 갖는 단량체를 다관능 단량체라 하는 경우가 있음).

예를 들면, 스티렌계 단관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 중합체; 스티렌계 단관능 단량체와 다른 단관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 공중합체; 스티렌계 단관능 단량체와 다관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 가교 중합체; 스티렌계 단관능 단량체와 다른 단관능 단량체와 다관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 가교 중합체 등이 이용된다. 이들 스티렌계 중합체를 얻기 위한 중합 방법으로서는, 통상 현탁 중합법, 마이크로 현탁 중합법, 유화 중합법, 분산 중합법 등이 채용된다.

스티렌계 수지에서의 스티렌계 단관능 단량체로서는, 스티렌 외에도 클로로스티렌, 브로모스티렌과 같은 할로겐화 스티렌이나, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, t-부틸스티렌 등과 같은 알킬스티렌 등을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다.

스티렌계 수지에서의 스티렌계 단관능 단량체 이외의 단관능 단량체로서는, 예를 들면 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 2-히드록시에틸과 같은 메타크릴산 에스테르류; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산 2-히드록시에틸과 같은 아크릴산 에스테르류; 아크릴로니트릴 등을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다. 그 중에서도 메타크릴산메틸과 같은 메타크릴산 에스테르류가 바람직하다.

스티렌계 수지에서의 다관능 단량체로서는, 예를 들면 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리 콜디메타크릴레이트, 테트라프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트와 같은 다가 알코올류의 2가 또는 이를 초과하는 메타크릴레이트류; 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 테트라프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트와 같은 다가 알코올류의 2가 또는 이를 초과하는 아크릴레이트류; 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트와 같은 방향족 다관능 단량체 등을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다.

스티렌계 단량체를 50％ 이상 포함하는 MS계 수지로서는, 예를 들면 아크릴계 단관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 고분자량 중합체; 아크릴계 단관능 단량체와 다른 단관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 고분자량 중합체; 아크릴계 단관능 단량체와 다관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 가교 중합체; 아크릴계 단관능 단량체와 다른 단관능 단량체와 다관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 가교 중합체 등이 이용된다. MS계 수지를 얻기 위한 중합 방법으로서는, 통상 현탁 중합법, 마이크로 현탁 중합법, 유화 중합법, 분산 중합법 등이 채용된다.

상술한 아크릴계 단관능 단량체로서는, 예를 들면 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 2-히드록시에틸과 같은 메타크릴산 에스테르류; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산페 닐, 아크릴산벤질, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산 2-히드록시에틸과 같은 아크릴산 에스테르류; 메타크릴산, 아크릴산 등을 들 수 있고, 필요에 따라서 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다.

상기 아크릴계 단관능 단량체 이외의 단관능 단량체로서는, 상기 스티렌계 중합체에서의 스티렌계 단관능 단량체에서 예시한 단량체나 아크릴로니트릴 등을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다. 또한, 아크릴계 중합체에서의 다관능 단량체로서는, 상기 스티렌계 수지에서 예시한 다관능 단량체와 동일한 것을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다.

상기 흡습성 수지층 (A)의 적어도 일면, 바람직하게는 양 표면에는 스티렌계 수지를 50％ 이상 포함하고 이 수지 100 질량부에 대하여 3.5 내지 5 질량부의 자외선 흡수제가 배합되어 이루어지는 스티렌계 수지층 (B)가 적층된다.

여기서 이용되는 스티렌계 수지로서는, 상술한 스티렌계 단량체의 공중합 비율이 50％ 이상인 스티렌계 수지를 들 수 있다. 스티렌계 수지는, 흡습성 수지층 (A)로서 이용한 스티렌계 수지와 동일한 수지일 수 있고, 공중합 비율이 다른 스티렌계 수지를 이용하여도 상관없다. 그 중에서도 스티렌계 단량체의 공중합 비율이 80％ 이상인 수지가 바람직하고, 폴리스티렌이 가장 바람직하다.

스티렌계 수지 이외에 포함되는 수지로서는 JIS K7209에 준거하여 구해지는 24 시간의 흡수율이 0.2％ 이하인 저흡습성 수지를 생각할 수 있고, 폴리카르보네이트 수지, 스티렌계 단량체를 50％ 이상 포함하는 MS계 수지, 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지 등이 있다.

바람직하게는, 스티렌계 수지의 함유량이 80％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이상, 가장 바람직하게는 폴리스티렌이 수지의 100％를 차지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 광 확산판에는, 광 확산 기능을 부여하기 위해 상기 저흡습성 수지층 (A)에 광 확산제가 배합될 수 있다. 또한, 광 확산제는 스티렌계 수지층 (B)에도 배합할 수 있다.

광 확산판의 광학 특성은, 조립되는 직하형 백 라이트의 구조, 냉음극관의 수, 광학 필름의 종류 및 휘도 사양에 맞춰 투과율 50 내지 80％, 광 확산율 30 내지 90％가 되도록 각각 설계된다. 이 범위로 하기 위해서는, 광 확산제의 입경과 배합량을 적절히 조정하면 좋다.

배합되는 광 확산제는 대략 평균 입경 0.1 내지 50 ㎛가 바람직하고, 저흡습성 수지 100 질량부에 대하여 0.1 내지 30 질량부 배합하면 좋다. 후술하는 바와 같이 광 확산제가 갖는 입도를 이용하여 광 확산판에 요철을 부여하는 것도 목적으로 하는 경우에는 입경은 큰 편이 바람직하다.

광 확산제로는 크게 나누어 무기계 및 유기계의 2종이 있다.

무기계의 광 확산제로서는, 예를 들면 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 탈크, 마이커, 화이트 카본, 산화마그네슘, 산화아연 등을 들 수 있다. 이들은 지방산 등으로 표면 처리가 실시된 것일 수 있다.

유기계의 광 확산제로서는, 예를 들면 스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 실록산계 중합체 입자 등을 들 수 있다. 중량 평균 분자량이 50만 내지 500만인 고분자량 중합체 입자나, 아세톤에 용해시켰을 때의 겔 분율이 10％ 이상인 가교 중합체 입자가 바람직하게 이용된다.

스티렌계 중합체 입자로서는, 라디칼 중합 가능한 이중 결합을 1 분자 내에 1개 갖는 스티렌계 단량체를 50 중량％ 이상 포함하는 중합체 입자가 바람직하게 이용된다(이하, 라디칼 중합 가능한 이중 결합을 1 분자 내에 1개 갖는 단량체를 단관능 단량체라 하고, 라디칼 중합 가능한 이중 결합을 1 분자 내에 적어도 2개 갖는 단량체를 다관능 단량체라 하는 경우가 있음). 예를 들면, 스티렌계 단관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 고분자량 중합체 입자; 스티렌계 단관능 단량체와 다른 단관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 고분자량 중합체 입자; 스티렌계 단관능 단량체와 다관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 가교 중합체 입자; 스티렌계 단관능 단량체와 다른 단관능 단량체와 다관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 가교 중합체 입자 등이 이용된다. 이들 스티렌계 중합체 입자를 얻기 위한 중합 방법으로서는, 통상 현탁 중합법, 마이크로 현탁 중합법, 유화 중합법, 분산 중합법 등이 채용된다.

스티렌계 중합체 입자에서의 스티렌계 단관능 단량체로서는, 스티렌 외에도 클로로스티렌, 브로모스티렌과 같은 할로겐화 스티렌이나, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌과 같은 알킬스티렌 등을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 이용할 수도 있다.

스티렌계 중합체 입자에서의 스티렌계 단관능 단량체 이외의 단관능 단량체로서는, 예를 들면 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산 시클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 2-히드록시에틸과 같은 메타크릴산 에스테르류; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산 2-히드록시에틸과 같은 아크릴산 에스테르류; 아크릴로니트릴 등을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다. 그 중에서도 메타크릴산메틸과 같은 메타크릴산 에스테르류가 바람직하다.

스티렌계 중합체 입자에서의 다관능 단량체로서는, 예를 들면 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트와 같은 다가 알코올류의 2가 또는 이를 초과하는 메타크릴레이트류; 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 테트라프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트와 같은 다가 알코올류의 2가 또는 이를 초과하는 아크릴레이트류; 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트와 같은 방향족 다관능 단량체 등을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다.

스티렌계 중합체 입자의 굴절률은 그의 구성 성분에 따라 달라지지만, 통상 1.53 내지 1.61 정도이다. 일반적으로, 페닐기를 많이 가질수록, 또한 할로게노기 를 많이 가질수록 굴절률이 상승하는 경향이 있다.

아크릴계 중합체 입자로서는, 그의 단량체 단위로서 아크릴계 단관능 단량체를 50 중량％ 이상 포함하는 중합체 입자가 바람직하게 이용된다. 예를 들면, 아크릴계 단관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 고분자량 중합체 입자; 아크릴계 단관능 단량체와 다른 단관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 고분자량 중합체 입자; 아크릴계 단관능 단량체와 다관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 가교 중합체 입자; 아크릴계 단관능 단량체와 다른 단관능 단량체와 다관능 단량체를 중합시켜 얻어지는 가교 중합체 입자 등이 이용된다. 이들 아크릴계 중합체 입자를 얻기 위한 중합 방법으로서는, 통상 현탁 중합법, 마이크로 현탁 중합법, 유화 중합법, 분산 중합법 등이 채용된다.

아크릴계 중합체 입자에서의 아크릴계 단관능 단량체로서는, 예를 들면 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산부틸, 메타크릴산시클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 2-히드록시에틸과 같은 메타크릴산 에스테르류; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산시클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산 2-히드록시에틸과 같은 아크릴산 에스테르류; 메타크릴산, 아크릴산 등을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다.

아크릴계 중합체 입자에서의 아크릴계 단관능 단량체 이외의 단관능 단량체로서는, 상기 스티렌계 중합체 입자에서의 스티렌계 단관능 단량체와 동일한 것이나 아크릴로니트릴 등을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다. 그 중에서도 스티렌이 바람직하다. 또한, 아크릴계 중합체 입자에서의 다관능 단량체로서는, 상기 스티렌계 중합체 입자에서의 다관능 단량체와 동일한 것을 들 수 있고, 필요에 따라 이들의 2종 이상을 사용할 수도 있다.

아크릴계 중합체 입자의 굴절률은 그의 구성 성분에 따라 달라지지만, 통상 1.46 내지 1.55 정도이다. 이것도 스티렌계 중합체 입자와 마찬가지로, 일반적으로 페닐기를 많이 가질수록, 또한 할로게노기를 많이 가질수록 굴절률이 상승하는 경향이 있다.

실록산계 중합체 입자는 일반적으로 실리콘 고무로 호칭되는 것이나 실리콘 레진으로 호칭되는 것으로서, 상온에서 고체상인 것이 바람직하게 이용된다. 실록산계 중합체는 디메틸디클로로실란, 디페닐디클로로실란, 페닐메틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란, 페닐트리클로로실란과 같은 클로로실란류를 가수분해 및 축합함으로써 바람직하게 제조할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 중합체는, 추가로 과산화벤조일, 과산화-2,4-디클로로벤조일, 과산화-p-클로로벤조일, 과산화디쿠밀, 과산화디-t-부틸, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산과 같은 과산화물을 작용시킴으로써 가교시킬 수도 있고, 또한 말단에 실라놀기를 갖는 것이면, 알콕시실란류와 축합 가교시킬 수도 있다. 상기 중합체로서는, 규소 원자 1개당 유기기가 2 내지 3개 결합된 가교 중합체가 바람직하다.

실록산계 중합체 입자는, 예를 들면 실록산계 중합체를 기계적으로 미분쇄함으로써 얻을 수 있다. 또한, 그의 제조시, 일본 특허 공개 (소)59-68333호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 선형 오르가노실록산 블록을 갖는 경화성 중합체 또는 그의 조성물을 분무 상태로 경화시킴으로써 구형 입자로서 얻을 수도 있고, 일본 특허 공개 (소)60-13813호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 알킬트리알콕시실란 또는 그의 부분 가수분해 축합물을 암모니아 또는 아민류의 수용액 중에서 가수분해 및 축합시킴으로써 구형 입자로서 얻을 수도 있다.

실록산계 중합체 입자의 굴절률은 그의 구성 성분에 따라 달라지지만, 통상 1.40 내지 1.47 정도이다. 일반적으로, 페닐기를 많이 가질수록, 또한 규소 원자에 직접 결합한 유기기를 많이 가질수록 굴절률이 상승하는 경향이 있다.

이들 무기계 또는 유기계의 광 확산제는 단독으로 사용할 수도 있고, 광학 특성의 요구에 따라 2종 이상을 병용하여도 상관없다.

광 확산제의 종류와 입경과 배합량에 따라서 광 확산판으로서의 기본적인 광학 특성, 소위 투과율이나 광 확산율은 거의 결정된다.

광 확산판으로서의 전체적인 판 두께는 액정 디스플레이용 직하형 백 라이트의 구조 설계에 따라서도 달라지지만, 대략 1 mm 내지 5 mm이고, 적층되는 스티렌계 수지층 (B)의 적층 두께는 10 ㎛ 내지 300 ㎛이고 면 전체가 ±50 ㎛ 이내의 균일한 적층 두께에 있는 것이 바람직하다. 적층 두께의 불균일을 보다 작게 하는 것이 광학 특성의 불균일을 작게 하고, 액정 디스플레이 화면 상의 휘도 불균일이나 색 불균일도 작게 하기 때문에 바람직한 것이다.

본 발명의 과제인 광 확산판 표면의 내흠집성 개량의 목적은, 상술한 바와 같이 직하형 백 라이트 내부에 설치된 휘어짐 방지 핀과의 접촉에 의한 스크래치, 찰상 대책으로서, 광 확산판 표면 그 자체에 흠집이 생기고 그 흠집이 액정 디스플 레이 화면에 검은 흠집으로 보이는 문제를 해결하기 위함이다.

종래 광 확산판이 아크릴계 수지제였을 때에는 아크릴계 수지의 표면이 휘어짐 방지 핀의 소재 수지보다 단단한 수지이기 때문에 광 확산판 표면에 흠집이 생기는 것은 생각할 수 없었고, 오히려 휘어짐 방지 핀의 선단이 흠집이 생기고 깎였었다.

그런데, 상술한 바와 같이 흡습 휘어짐의 문제가 있어 광 확산판의 소재로서 아크릴계 수지 대신에 MS계 수지나 스티렌계 수지, 폴리카르보네이트계 수지 또는 올레핀계 수지가 이용되게 되면, 이들 수지는 분명히 종래의 아크릴계 수지와 비교하여 표면 경도가 떨어지기 때문에 광 확산판 표면의 흠집이 문제가 되었던 것이다.

종래 광 확산판 표면은 상술한 바와 같이 미세한 요철로 되어 있는 것이 선호되어 왔다.

예를 들면, 특허 문헌 7에는 감촉을 좋게 하기 위해 표면의 엠보싱 패턴은 십점 평균 조도(Rz로 표시함)로 0.2 내지 0.5 ㎛가 바람직하다고 기재되어 있고, 특허 문헌 8에는 번쩍임 방지, 눈부심 방지를 위해 중심선 평균 표면 조도(Ra로 나타냄) 0.25 ㎛ 이하가 바람직하다고 기재되어 있다. 이와 같이 종래 광 확산판 표면은 미세한 요철이 바람직한 것으로 여겨져 왔고, 품질상으로도 아무런 문제가 없다고 생각되어 왔다.

본 발명의 특징은 종래 광 확산판에 선호되어 온 미세한 요철과는 전혀 반대로, 광 확산판 표면을 큰 요철로 하는 것이 관건이다. 광 확산판 표면을 큰 요철 로 함으로써 휘어짐 방지 핀과의 접촉 면적이 작아지면서 접촉 저항, 마찰 저항이 작아져, 휘어짐 방지 핀의 선단이 광 확산판 표면에서 미끄러지기 때문에 흠집이 나기 어려운 것이다. 놀랍게도, 이와 같이 종래보다 큰 요철은 내광성에도 큰 효과가 있음을 본 발명자들은 발견하였다.

본 발명에서는 광 확산판 표면의 요철은 JIS B0601의 방법으로 정의되는 표면의 산술 평균 조도(Ra로 표시함)로 표시되고, 5 내지 30 ㎛일 필요가 있다. 산술 평균 조도(Ra)가 5 ㎛ 이상인 큰 요철이면, 소재가 스티렌계 수지나 폴리카르보네이트계 수지이더라도 휘어짐 방지 핀과의 접촉에 의한 표면의 흠집을 방지할 수 있다. 또한, 산술 평균 조도(Ra)를 30 ㎛ 이하로 함으로써, 요철에 의한 빛의 난반사에 의한 광 손실을 막아 액정 디스플레이에서의 고휘도를 유지할 수 있는 것이다. 바람직하게는 5 ㎛ 내지 20 ㎛, 보다 바람직하게는 7 ㎛ 내지 18 ㎛이다.

본 발명의 광 확산판은 스티렌계 수지층 (B)의 스티렌계 수지 100 질량부에 대하여 3.5 질량부 내지 5 질량부의 자외선 흡수제를 배합할 필요가 있다. 자외선 흡수제를 3 질량부 이상 배합하는 것은 광 확산판 표면의 외관이 나빠지기 때문에 지금까지 일반적으로는 생각되지 않았다.

그런데, 본 발명의 광 확산판 표면에는 상술한 산술 평균 조도를 가짐으로써 자외선 흡수제의 블리드 아웃을 적게 하는 효과가 있어, 내광성을 대폭 개량하고 미려한 외관을 유지할 수 있는 것이다. 액정 패널의 황변 방지를 위해서는 자외선 흡수제 배합량은 스티렌계 수지 100 질량부에 대하여 3.5 질량부 이상이 필요하다. 한편, 다량으로 자외선 흡수제를 배합하면 각 층의 수지를 가소화하여 표면 경도가 저하되거나 휘도가 저하되는 등의 문제가 발생하기 때문에, 흠집 방지 효과를 최대한 유지하고 액정 디스플레이의 휘도 사양을 만족시키기 위해서는, 5 질량부 이하로 할 필요가 있다. 바람직하게는 3.5 질량부 내지 4.5 질량부, 보다 바람직하게는 3.5 질량부 내지 4 질량부이다.

자외선 흡수제의 종류는 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 트리아진계 자외선 흡수제, 살리실레이트계 자외선 흡수제, 말론산 에스테르계 자외선 흡수제 등 특별히 제한은 없고, 어떠한 시판 자외선 흡수제이든 좋다. 이들 자외선 흡수제는 단독 또는 복수 종류를 병용하여 사용할 수 있다.

한편, 이 자외선 흡수제는 저흡습성 수지층 (A)에도 배합할 수 있다. 이 경우의 배합량은 색조 유지를 위해 1 질량부 이하로 하는 것이 바람직하다.

광 확산판은 통상, 압출 성형이나 사출 성형 또는 압축 성형에 의해 판형으로 성형된다.

압출 성형법은 압출 성형기 내에서 수지를 용융하고, 압출기 선단에 부착한 구금, 소위 시트용 다이로부터 토출하여 판형으로 성형하는 방법이다. 시트용 다이로부터 토출된 용융 수지는, 통상 수개의 롤 금형 사이를 통과하여 냉각 고화되면서 상기 롤 금형 표면이 전사된 판형이 된다. 롤 금형의 간극을 조정함으로써 판 두께를 자유롭게 제어할 수 있다.

본 발명의 광 확산판은 적층 수지판이기 때문에 공압출법을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, (A)층용의 수지와 (B)층용의 수지를 각각 별도의 압출기에 의해 압출하여 시트용 다이 내에서 합류시켜 적층한다.

광 확산판 표면에 요철, 즉 본 발명에서 규정하는 산술 평균 조도를 부여하는 방법으로서는, 예를 들면 다음의 방법을 들 수 있다. (1) 수지에 배합되는 상기한 광 확산제가 갖는 입경을 이용하여, 요철을 광 확산판 표면에 도드라지게 하는 방법, (2) 광 확산판을 제조할 때에 사용하는 금형에 요철을 새겨 넣고, 열 전사시키는 방법, (3) 압출 성형 도중에, 요철 가공된 롤 금형 표면을 전사하여 부형하는 방법, (4) 샌드블라스팅이나 에칭 등과 같이 광 확산판 표면을 직접 깎아서 요철을 새겨 넣는 방법 등 다양한 기술을 들 수 있고, 어느 방법으로 행하여도 좋다.

상기 (1)의 방법에서 배합하는 광 확산제로서는 상술한 바와 같은 무기계, 유기계의 광 확산제가 이용된다. 배합하는 광 확산제의 입경은 요철 부여도 겸하기 때문에, 10 내지 50 ㎛로 하는 것이 바람직하다. 통상, 스티렌계 수지나 폴리카르보네이트계 수지는 냉각시에 수축되기 때문에, 입경의 크기와 표면의 평균 조도는 동일해지지 않는다. 대략, 배합하는 광 확산제 입경의 약 반의 조도가 된다.

배합하는 양은, 배합하는 수지 100 질량부에 대하여 1 내지 30 질량부인 것이 바람직하다. 광 확산판 표면에 균질한 요철을 부여하기 위해서는 1 질량부 이상이 바람직하고, 응집에 의한 외관 이상을 발생시키지 않기 위해서는 30 질량부 이하가 바람직하다.

한편, 상기 (2)의 금형에 요철을 새겨 넣고 이것을 전사시키는 방법은 광 확산판 표면에 큰 요철을 부여하는 방법으로는 가장 간편하고 최적의 기술이다. 수지는 냉각시에 수축되기 때문에, 금형 표면에 얻고자 하는 요철보다 2할 정도 큰 요철을 새겨 두고 광 확산판 표면에 열 전사한다.

또한, 상기 (3)의 압출 성형시에 이용하는 롤 금형의 표면에 요철을 부여하는 방법도 있다.

롤 금형 표면은 통상적으로 경면 형상으로 연마되어 있고, 수지판 표면에 경면을 전사하고 있다. 본 발명에 있어서는, 이 롤 금형 표면에 큰 요철을 새겨 둠으로써, 롤과 접촉한 광 확산판의 표면에 요철을 전사 부형할 수 있다. 상기 롤 금형 표면에 큰 요철을 새겨 넣는 방법은 몇 가지 있지만, 에칭이나 전계 가공, 방전 가공, 전자빔 가공, 플라즈마 가공, 이온빔 가공, 샌드블라스팅 등 각종 가공법으로 설치할 수 있다.

상기에서 기술한 바와 같이, 수지는 냉각시에 수축되기 때문에, 광 확산판 표면에 전사 부형된 요철은 롤 금형 표면에 새겨 넣어진 요철보다 작아지기 쉽다. 따라서, 목표로 하는 표면 요철 형상의 2할 정도 큰 형상을 새겨 넣으면 좋다.

광 확산판은 물론 사출 성형이나 압축 성형으로도 만들 수 있다. 이 때, 역시 성형 금형의 표면에 목표로 하는 요철보다 2할 정도 큰 요철을 새겨 둠으로써, 마찬가지로 광 확산판 표면에 목표로 하는 요철을 전사 부형할 수 있다.

본 발명에 있어서 광 확산판은 그의 표면에 본 발명의 산술 평균 조도로 표시되는 요철이 있으면 기타 기능성 첨가제를 배합하여 더욱 고기능화할 수 있다. 표면에 본 발명의 요철이 부여되어 있으면 각종 기능성층을 갖는 복수의 기능층을 가지고 있어도 문제는 없다. 예를 들면, 광 안정제, 선택 파장 흡수제, 색재, 난연제, 윤활제, 대전 방지제 등이면 각각 0.001 중량％ 내지 5 중량％ 배합할 수 있 고, 층 두께 0.1 ㎛ 내지 100 ㎛의 대전 방지층, 전자파 차폐층, 가스 배리어층, 광 촉매층, 발수층, 표면 경화층, 방담층, 방오층, 발광층, 확산층, 클리어층 등을 적층할 수도 있다.

도 1에, 본 발명에 의해 얻어진 광 확산판을 액정 텔레비젼용 액정 디스플레이에 이용한 경우의 구조를 일례로서 나타낸다. 냉음극관 (4)를 액정 패널 (1) 뒤의 케이스 (7)에 수용된 반사 필름 (5) 상에 배열하고, 액정 패널 (1)과 냉음극관 (4) 사이에 본 발명의 광 확산판 (3), 휘도를 향상시키기 위한 광학 필름 (2)를 둔다. 또한, 반사 필름 (5)를 광 확산판 (3)에 휘어짐 방지 핀 (6)으로 고정한다.

본 발명을 실시예에 기초하여 설명한다.

실시예, 비교예에서 평가하는 광 확산판은 이하와 같이 공압출 성형에 의해 2층을 포함하는 적층 수지판을 얻음으로써 제조하였다.

압출기는 스크류 직경 100 mm(저흡습성 수지층 (A)용)와 60 mm(스티렌계 수지층 (B)용)의 단축 시트 압출기 2대를 이용하였다. 각 압출기로 표 1 및 표 2에 나타낸 수지를 용융 및 혼련하여, 폭 1000 mm의 시트용 다이에 도입하고, (A)층용 수지와 (B)층용 수지를 적층시킨 후 구금으로부터 토출하였다. 계속해서, 폭 1500 mm, 직경 300 mm의 종형 3축 롤에 통과시킴으로써 판 두께 2 mm, 폭 1000 mm, 길이 1000 mm의 광 확산판을 제조하였다. 한편, 스티렌계 수지층 (B)의 두께는 2대의 압출기의 압출량을 제어함으로써 두께 50 ㎛가 되도록 하고, 총 판 두께는 3축 롤의 간극을 조정함으로써 2 mm가 되도록 하였다.

상기 종형 3축 롤의 표면 전체 면을 방전 가공에 의해 표 1 및 2에 나타내는 산술 평균 조도(Ra)가 되도록 나중에 나타내는 크기의 요철을 새겨 넣고, 롤의 간극을 통과할 때에 광 확산판 표면에 요철이 열 전사에 의해 부형되도록 하였다. 또한, 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 확산판의 평가 방법은 이하와 같다.

(1) 표면 평균 조도: JIS B0601에 준거한 방법으로 표면 조도계(도쿄 세이미쯔 제조의 SURFCOM575A)를 이용하여, 대상물의 산술 평균 조도(Ra)를 측정하였다. 이 때의 컷오프값은 2.5 mm, 평가 길이는 20 mm에서 측정하였다.

(2) 흡습 휘어짐: 제조한 광 확산판을 60℃, 95％ RH의 환경 하에서 98 시간 흡수시키고, 거의 포화 흡수 상태에 있는 광 확산판을 시판되는 32인치의 직하형 냉음극관 백 라이트를 갖는 액정 텔레비젼 내에 탑재하고, 백 라이트를 점등시킨 채로 24 시간 방치하였다.

백 라이트가 조사됨으로써 광 확산판 표면으로부터 탈수·건조가 시작되고, 광 확산판이 휘어지게 되면, 액정 패널에 광 확산판이 접촉하기 때문에 접촉 자국이 하얀 주름이나 물결과 같이 보이는 것이 있었다. 평가는 화면에 생긴 이 접촉 자국의 유무로 판정하였다. 접촉 자국이 없으면 ○, 접촉 자국이 발생한 광 확산판은 ×로 판정하였다.

(3) 내흠집성(휘어짐 방지 핀 문지름): 제조한 광 확산판의 표면에, (2)에서 이용한 것과 동일한 시판되는 액정 텔레비젼의 직하형 백 라이트로부터 꺼낸 휘어짐 방지 핀(난연 폴리스티렌 수지제, 선단 R＝1 mm)을 대고 1000 g의 하중을 건 상태에서 20 왕복으로 서로 문질렀다.

그 후, 광 확산판 표면을 육안으로 관찰하여 스크래치나 찰상이 전혀 없으면 내흠집성은 ○, 흠집을 육안으로 확인할 수 있으면 ×로 판정하였다.

(4) 내광성: 제조한 광 확산판에 자외선 조사 장치(SEI MYUNG VACTRON사 제조의 SMDT51H)를 이용하여 150 mm의 거리에서 100 J/평방 cm의 자외선을 조사하였다. 강력한 자외선 조사에 의해 광 확산판 표면은 열화되어 황변된다. 이 광 확산판의 황색도를 JIS K7105에 준거하여 컬러 분석기(도쿄 덴쇼꾸사 제조의 TC1800)를 이용하여 측정하였다.

자외선 조사 전후의 광 확산판의 황색도 변화를 황변도로서 계산하였다. 황변도가 3 이하이면 ◎, 황변도가 3 내지 6인 경우에는 ○, 황변도 6 내지 9를 △, 황변도가 10 이상 되는 경우에는 ×로 표하였다. 한편, 액정 텔레비젼의 요구 사양은 액정 텔레비젼의 시장 내용 시간 60000 시간으로부터 구해진 황변도 6 이하여야만 한다.

(5) 외관: 제조된 광 확산판 표면을 육안으로 확인하여, 표면에 문제가 없이 미려한 경우에는 ○, 색 불균일, 얼룩, 부착물, 분취, 블리드 아웃, 변색, 변형 등 외관에 이상이 보이는 경우에는 모두 ×로 판정하였다.

(6) 휘도: 제조한 광 확산판을 (2)에서 이용한 것과 동일한 시판되는 32인치 액정 텔레비젼 내에 탑재하고, 백 라이트를 점등시켰다. 액정 화면은 비디오 컨트롤러에 의해 전면 백색 화면을 표시시켰다. 그 후, 휘도계(탑콘 제조의 BM-7)를 이용하여 화면으로부터 500 mm 떨어진 거리에서 화면 중앙의 휘도를 측정하였다.

500 cd 내지 519 cd를 ○, 520 cd 이상을 ◎로 하여 합격으로 판정하고, 480 cd 내지 499 cd를 △, 480 cd 미만을 ×로 하여 불합격으로 판정하였다.

시판되는 액정 텔레비젼의 경우에는 화면 중앙 휘도는 500 cd/평방 cm 이상인 것이 요구 사양으로 되어 있다.

실시예, 비교예에서 사용한 수지의 종류는 다음과 같다.

PS: 폴리스티렌 수지(PS 재팬사 제조의 G9504), 흡수율 0.1％

PC: 폴리카르보네이트 수지(치메이-아사히사 제조의 PC-110), 흡수율 0.2％

PMMA: 아크릴 수지(아사히 가세이사 제조의 LP-1), 흡수율 0.3％

MMAS: MS 수지(MMA:St=60:40, 신닛테쯔 가가꾸사 제조의 MS600), 흡수율 0.22％

SMMA: MS 수지(MMA:St=20:80, 신닛테쯔 가가꾸사 제조의 MS200), 흡수율 0.14％

[실시예 1]

흡수율 0.1％의 폴리스티렌 수지(PS 재팬 가부시끼가이샤 제조의 상품명 G9504) 100 질량부에, 유기계 광 확산제로서 실록산계 중합체 입자(도시바 GE 실리콘 가부시끼가이샤 제조의 상품명 토스펄 120, 평균 입경 2 ㎛) 2 질량부를 혼합하고, 저흡습성 수지층 (A)용 압출기에 투입하였다. 한편, 흡수율 0.1％의 폴리스티렌 수지(PS 재팬 가부시끼가이샤 제조의 상품명 G9504) 100 질량부에 자외선 흡수제(벤조트리아졸계 자외선 흡수제) 3.5 질량부, 무기계 광 확산제로서 탈크(니혼 탈크사 제조, 평균 입경 15 ㎛)를 5 질량부 혼합하고, 스티렌계 수지층 (B)용 압출기에 투입하여 용융 및 혼련하였다. 그 후, 상술한 방법으로 공압출에 의해 성형 하여 스티렌계 수지층 (B) 50 μ, 총 판 두께 2 mm의 광 확산판을 제조하였다. 이 때 종형 3축 롤에는 산술 평균 조도(Ra) 10 ㎛의 요철이 전체 면에 새겨져 있고, 이 요철 롤 표면 형상을 광 확산판 표면에 열 전사시킴으로써 광 확산판 표면에 큰 산술 평균 조도를 형성시켰다.

제조된 상기 광 확산판 표면의 산술 평균 조도를 표면 조도계로 실측한 결과, 산술 평균 조도(Ra)는 롤에 새겨 넣은 요철로부터 약간 작아져 8 ㎛였다.

이와 같이 하여 제조한 광 확산판에 대하여 상술한 방법으로 흡습 휘어짐, 내흠집성, 내광성, 외관, 휘도의 각 항목을 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다. 흡습에 의한 휘어짐은 없었고, 내흠집성, 내광성, 외관, 휘도 모두 우수하여 목표로 한 광 확산판임을 알 수 있었다.

[실시예 2 내지 5]

스티렌계 수지층 (B)에 배합하는 자외선 흡수제의 양을 변경하고, 롤 금형에 새겨 넣는 산술 평균 조도의 크기를 실시예 2에서는 6 ㎛, 실시예 4에서는 20 ㎛, 실시예 5에서는 30 ㎛로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 광 확산판을 제조하여 각 항목의 평가를 행하였다. 그 평가 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 어느 항목이든 요구 사양을 만족시켰다.

[비교예 1 내지 8]

스티렌계 수지층 (B)에 배합하는 자외선 흡수제의 양을 변경하고, 롤 금형에 새겨 넣은 산술 평균 조도를 비교예 6에서는 4 ㎛, 비교예 7에서는 6 ㎛, 비교예 8에서는 60 ㎛로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 광 확산판을 제조하여 각 항목의 평가를 행하였다. 그 평가 결과를 표 1에 나타내었다.

한편, 비교예 5와 6의 표면 평균 조도는 0.2 ㎛로 되어 있지만, 이 때 사용한 롤은 표면의 산술 평균 조도(Ra) 0.05 ㎛의 거의 경면인 롤이다. 배합하고 있는 무기계 광 확산제가 내부 매트화제와 같이 표면에 도드라짐으로써 광 확산판 표면의 산술 평균 조도(Ra)가 0.2 ㎛가 된 것이다.

표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 어느 광 확산판이든 액정 텔레비젼의 요구 사양을 전부 만족시키는 것은 아니다.

자외선 흡수제를 적게 하면 휘도는 높아지지만, 내광성을 만족시킬 수 있는 것은 아니다. 자외선 흡수제의 양이 많아지면 자외선 흡수제의 가소화 효과에 의해 내흠집 성능이 저하되고, 색 불균일에 의한 외관 불량, 휘도 저하도 생겨 요구 사양을 만족시킬 수 없는 광 확산판이 되었다.

한편, 광 확산판 표면의 산술 평균 조도가 작고 미세하면, 휘도는 양호하지만 내흠집성이 저하되었다. 또한, 내광성 개량도 불만족스러운 결과이다. 반대로 표면의 산술 평균 조도를 더욱 크게 하면, 표면에서의 빛의 난반사에 의한 광 손실에 의해 휘도 저하가 커졌다.

[실시예 6 내지 11, 비교예 9 내지 38]

저흡습성 수지층 (A) 또는 스티렌계 수지층 (B)에 이용한 수지의 종류, 스티렌계 수지층 (B)에 배합한 자외선 흡수제의 양, 표면의 산술 평균 조도를 표 2에 기재한 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산판을 제조하여 각 항목의 평가를 행하였다. 그 평가 결과를 표 2에 나타내었다.

본 발명의 광 확산판은 액정 디스플레이의 직하형 백 라이트 장치용 광학 부재로서 바람직하게 이용할 수 있다.

Claims (2)

1. JIS K7209에 준거하여 구해지는 24 시간의 흡수율이 0.2％ 이하인 저흡습성 수지층 (A)의 적어도 한쪽 면에, 스티렌계 수지를 50％ 이상 포함하고 이 수지 100 질량부에 대하여 3.5 내지 5 질량부의 자외선 흡수제가 배합되어 이루어지는 스티렌계 수지층 (B)가 적층되고, (B)층 표면의 JIS B0601에 준거하여 구해지는 산술 평균 조도(Ra)가 5 ㎛ 내지 30 ㎛인 액정 디스플레이용 광 확산판.
2. 제1항에 있어서, 저흡습성 수지가 스티렌계 수지 또는 폴리카르보네이트계 수지인 액정 디스플레이용 광 확산판.

Images