KR20090098853A - 광학 시트, 면 광원 장치 및 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휘도의 저하를 최대한 억제한 상태에서, 흐릿한 정도를 향상시켜서 간섭 무늬 등에 의한 휘도 불균일화를 억제할 수 있는 광학 시트를 제공하고, 이 광학 시트를 가지는 면 광원 장치와 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명에 따르면, 투광성 기재(12)와, 투광성 기재(12)의 한쪽 면(S1)에 설치된, 단위 프리즘(14) 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소(16)와, 한쪽 면(S1)와 광학 요소(16) 사이에 및/또는 투광성 기재(12)의 다른 쪽 면(S2) 상에 설치된 광 확산층을 가지고, 이 광 확산층 중 적어도 한쪽 광 확산층(18)이 광 확산 요소로서의 공극부(22)를 가지도록 구성하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 공극부(22)가 평면에서 볼 때 1축 방향으로 배향된, 대략 타원형인 것이 바람직하다.

Description

광학 시트, 면 광원 장치 및 표시 장치{OPTICAL SHEET, PLANAR LIGHT SOURCE DEVICE, AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 광학 시트, 면 광원 장치 및 표시 장치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 액정 표시 장치나 광고판 등과 같이, 투광성의 표시체를 배면으로부터 조명하는 백라이트용 면 광원 장치에 바람직하게 사용되는 광학 시트, 이 광학 시트를 가지는 면 광원 장치, 및 이 면 광원 장치를 가지는 표시 장치에 관한 것이다.

최근의 액정 표시 장치에 있어서는, 저소비 전력화, 박형화 및 경량화의 필요에 따라, 액정 표시 장치를 배면으로부터 조명하기 위한 면 광원 장치도 박형화 및 경량화가 요구되고, 또한 광원으로부터의 광을 유효하게 이용하여 광원에서의 저소비 전력화가 도모되고 있다. 이러한 액정 표시 장치에 사용하는 면 광원 장치로서는, 에지 라이트(edge light)형 면 광원 장치와, 직하형(直下型) 면 광원 장치가 알려져 있다.

에지 라이트형 면 광원 장치는, 통상, 투명한 아크릴 수지 등의 판형의 도광체의 일측단면으로부터 광원 광을 입사시키고, 이 도광체의 한쪽 면인 출광면으로부터 액정 패널 등의 배면에 광을 출사하도록 하고 있다. 이 면 광원 장치에서는, 도광체의 출광면과는 반대 측의 면에 광 반사판이나 광 반사막을 설치하여 광 이용 효율을 향상시키고 있다. 또한, 도광체의 출광면 측에 광 확산 시트를 설치하여 출사광의 균일화를 도모하고 있다. 한편, 직하형 면 광원 장치는, 광원을 끼운 태양으로 액정 패널과 반사판을 배치하여 이루어지는 것이며, 통상, 광원 광을 반사판에 의해 액정 패널의 배면에 반사시키고, 액정 패널의 바로 앞에 배치된 광 확산 시트로 광을 확산시켜서 출사광의 균일화를 도모하고 있다.

이러한 에지 라이트형이나 직하형 면 광원 장치에서, 도광체의 출광면에는, 단위 프리즘을 복수 배열하여 이루어지는 광학 시트가 배치되고, 이 광학 시트는, 면 광원 장치로부터의 광을 액정 패널 등의 표시체의 측면에 굴절 투과시키고 있다. 그러나, 이러한 광학 시트는, 면 광원 장치로부터의 광에 기인한,

등후 간섭(interference of equal thickness) 무늬나 광원 상의 시인(視認)에 의한 휘도 불균일 또는 명암의 반복 모양 등의 휘도 불균일성을 생기게 하는 경우가 있고, 이 광학 시트를 구비한 액정 표시 장치는, 그 휘도 불균일성에 의해 화상이 어지럽게 보이는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위해,하기 특허 문헌 1에서는, 복수의 단위 프리즘면과는 반대 측의 평활면에 미소 요철을 가지는 광학 시트가 제안되어 있지만, 이 광학 시트는, 면 광원 장치로부터의 광을 출광면의 법선 방향으로 집광하여 휘도를 향상시키는 광학 시트 본래의 기능이 저하되는 문제점이 있다. 그래서,하기 특허 문헌 2 및 3에서는, 출광면 측의 휘도의 저하를 수반하지 않고, 간섭 무늬의 발생을 억제할 수 있도록 한 광학 시트, 면 광원 장치 및 투과형 표시 장치가 제안되어 있다. 이 광학 시트는, 투광성 기재(基材)의 표면에 단위 프리즘을 복수 개 배열 하고, 배면을 투광성 재료로 이루어지는 코팅층에 의해 덮은 것이며, 특허 문헌 2에서는, 이 코팅층의 투광성 기재와 반대 측의 표면에 다수의 미소 구형(丘形) 돌기를 설치하고, 또한 특허 문헌 3에서는, 코팅층에 구형 비즈를 함유시켜서 미소 돌기 형상을 형성하며, 어느 경우에도 간섭 무늬의 발생 등에 기인하는 휘도의 불균일화를 억제하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허출원 공개번호 1995-151909호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허출원 공개번호 1998-300908호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허출원 공개번호 1999-133214호 공보

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 최근의 고품위 액정 표시 장치의 개발 경쟁이 격화되고 있는 현황에서는, 상기 특허 문헌 2 및 3의 어느 광학 시트를 사용한 경우에도, 휘도의 저하를 수반하지 않고 "흐릿함(blurring)"의 정도를 향상시켜서 간섭 무늬 등의 발생 등에 기인하는 휘도의 불균일화를 억제하는 과제에 대해서는 반드시 충분하다고 볼 수 없으며, 새로운 개선이 요구되고 있다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은, 휘도의 저하를 최대한 억제한 상태에서, "흐릿함"의 정도를 향상시켜서 간섭 무늬 등의 발생에 기인하는 휘도의 불균일화를 억제할 수 있는 광학 시트를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 이러한 광학 시트를 가지는 면 광원 장치 및 이 면 광원 장치를 구비한 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 광학 시트는, 투광성 기재와, 상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소와, 상기 한쪽 면과 상기 광학 요소 사이에 및/또는 상기 투광성 기재의 다른 쪽 면 상에 설치된 광 확산층을 가지고, 상기 광 확산층 중 적어도 한쪽 면에 설치된 광 확산층이, 광 확산 요소로서의 공극부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 투광성 기재의 한쪽 면과 광학 요소 사이에 및/또는 투광성 기재의 다른 쪽 면 상에 설치된 광 확산층 중 적어도 한쪽 면에 설치된 광 확산층이 광 확산 요소로서의 공극부를 가지므로, 상기 광 확산층에 입사한 광은 광 확산 요소로서 작용하는 공극부의 계면에서 굴절 또는 반사한다. 상기 공극부의 굴절률은 실질적으로 1이므로, 상기 공극부의 계면에서의 굴절 또는 반사에 의해 광의 확산이 효과적으로 생기고, 전체적으로 "흐릿함"의 정도를 높일 수 있고, 예를 들면, 면 광원 장치로부터의 광에 기인한 등후 간섭 무늬나 광원 상의 시인에 의한 휘도 불균일 또는 명암의 반복 모양 등의 "휘도의 불균일화"를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 광학 시트는, 어느 한쪽의 표면 근방에 또는 한쪽 면으로부터 다른쪽 면에 이를 때까지 광 확산 요소로서의 공극부가 형성된 투광성 기재와, 상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소를 가지도록 구성된 광학 시트일 수도 있다.

본 발명의 광학 시트의 바람직한 태양으로서, 상기 공극부를 가지는 광 확산층이 미세 입자를 분산시킨 투명 수지층이 1축 또는 2축으로 연신되어 형성되어 이루어지고, 상기 공극부가 단면에서 볼때 상기 광학 시트의 법선에 직교하는 방향으로 연장된 평탄한 형상이 되도록 구성한다.

본 발명에 의하면, 공극부가 단면에서 볼 때 광학 시트의 법선에 직교하는 방향으로 연장된 평탄한 형상으로 되어 있지만, 이러한 형상은, 미세 입자를 분산시킨 투명 수지층을 1축 또는 2축으로 연신함으로써 얻을 수 있다. 또한, 공극부는 광학 시트의 법선에 직교하는 방향으로 연장된 눌러져서 찌부러진 평탄한 형상이므로, 예를 들면, 눌러져서 찌부러진 구 형상에 비하여, 공극부의 단부의 곡률 반경(R)이 작은 형태가 되어 있다. 이러한 단부의 계면에서는, 광 확산층에 입사한 광을 크게 확산시킬 수 있다. 그 결과, 확산성이 높은 광학 시트로 된다.

그리고, 이 때의 미세 입자가 투광성 입자이면, 이 미세 입자의 주위에 형성되는 공극부도 투명한 공기로 이루어지므로, 그 광 확산층에 입사한 광은 이 미세 입자 및 그 주위의 공극부에 흡수되지 않고 투과한다. 그 결과, 광학 시트로의 입사광을 감쇠시키지 않고 광학 요소 측으로 투과시킬 수 있고, 상기 광학 요소에서 관찰자 측으로 편향시키므로, 휘도의 저하를 최대한 억제할 수 있다.

본 발명의 광학 시트의 바람직한 태양으로서, 상기 공극부가 평면에서 볼 때 1축 방향으로 배향된 대략 타원형이도록 구성해도 되고, 상기 공극부가 평면에서 볼 때 대략 원형이도록 구성해도 된다.

본 발명에 의하면, 어느 형태로 이루어지는 공극부도, 전술한 바와 마찬가지로, 공극부(특히 공극부의 단부)에서의 광의 확산성을 높일 수 있어서, 확산성이 높은 광학 시트가 된다.

본 발명의 광학 시트의 바람직한 다른 태양으로서, 상기 광학 요소를 제외한 광학 시트에 대하여 상기 광학 시트의 법선과 평행하게 직선 광을 입사하고, 상기 직선 광이 상기 광학 시트를 투과한 투과광의 광 확산성을 측정한 경우에, 상기 광학 시트의 법선에 직교하는 복수의 가상선 상에서 측정한 광 확산성이 비 등방적이 되도록 구성한다.

본 발명에 의하면, 광학 시트의 법선에 직교하는 복수의 가상선 상에서 측정한 광 확산성이 비 등방적이므로, 이 광학 시트를 임의의 광원과 조합시키는 경우에, 이 비 등방적인 확산 특성을 활용하여 종래의 휘도의 불균일화의 문제점을 해결할 수 있게 된다.

상기 다른 태양에 있어서는, 상기 비 등방적인 광학 시트의 광 확산성이 휘도와 확산 각으로 나타낸 광 확산 곡선으로 나타내어지는 경우에, 상기 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대의 반값폭을 나타내는 가상선이 연장되는 방향이, 평면에서 볼 때 1축 방향으로 배향한 대략 타원형으로 이루어지는 공극부의 장축 방향으로 직교하는 방향이 되어 있다.

본 발명에 의하면, 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대의 반값폭을 나타내는 가상선이 연장되는 방향(즉 최대의 확산 특성을 발휘하는 방향)이, 평면에서 볼 때 1축 방향으로 배향한 대략 타원형으로 이루어지는 공극부의 장축 방향으로 직교하는 방향으로 되어 있지만, 이러한 방향의 일치 또는 실질적인 일치는, 대략 타원형으로 이루어지는 공극부의 형상에 기인한다. 상세하게는, 대략 타원형의 공극부는 곡률 반경(R)이 작은 단부가 높은 확산성을 실현하지만, 그 단부의 비율은, 1축 방향으로 배향된 대략 타원형으로 이루어지는 공극부(22)의 장축 방향과 평행한 경우에 비해, 직교하는 편이 커지는 것에 기인하고 있다.

또한, 상기 다른 태양에 있어서, 상기 비 등방적인 광학 시트의 광 확산성이 휘도와 확산 각으로 나타낸 광 확산 곡선에 의해 나타내어지는 경우에, 상기 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대의 반값폭을 나타내는 가상선이 연장되는 방향과, 상기 광학 요소를 구성하는 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 능선 방향이, 직교하거나 또는 실질적으로 직교하도록 구성하는 것이 바람직하다.

광학 시트의 배면에 복수의 냉음극관 등을 배치하여 직하형 백라이트 유닛을 구성하는 경우, 통상 냉음극관 등의 길이 방향과 광학 요소가 구비하는 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 능선 방향이 평행하게 되거나 또는 실질적으로 평행하게 되도록 배치되지만, 본 발명에 의하면, 광 확산층이 최대의 확산 특성을 발휘하는 방향(최대의 반값폭을 나타내는 가상선의 연장되는 방향)과 상기 능선 방향이 직교하도록 또는 실질적으로 직교하도록 구성하므로, 전술한 직하형 백라이트 유닛에 유래한 스트라이프형의 휘도 불균일이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 본 태양은, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 능선 방향과, 1축 방향으로 배향된 대략 타원형으로 이루어지는 공극부의 장축 방향이 평행하게 되거나 또는 실질적으로 평행하게 되는 태양이다.

또한, 상기 다른 태양에 있어서, 상기 비 등방적인 광학 시트의 광 확산성이 휘도와 확산 각으로 나타낸 광 확산 곡선에 의해 나타내어지는 경우에, 상기 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대의 반값폭을 나타내는 가상선의 연장되는 방향과, 상기 광학 요소를 구성하는 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 능선 방향이, 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 구성하는 것이 바람직하다.

상기 태양과는 달리, 광학 시트의 배면에 도광체를 배치하고 상기 도광체의 측 단면에 선형 광원을 설치한 에지 라이트형 백라이트 유닛을 구성하는 경우, 통상 선형 광원의 길이 방향과 광학 요소가 구비하는 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 능선 방향이 평행하게 되도록 또는 실질적으로 평행하게 되도록 배치되지만, 본 발명에 의하면, 광 확산층이 최대의 확산 특성을 발휘하는 방향(최대의 반값폭을 나타내는 가상선이 연장되는 방향)과 상기 능선 방향이 평행하도록 또는 실질적으로 평행하도록 구성하므로, 전술한 에지 라이트형 백라이트 유닛에 유래한 선형 광원의 폭 방향의 휘도 불균일이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 본 태양은, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 능선 방향과, 1축 방향으로 배향된 대략 타원형으로 이루어지는 공극부의 장축 방향이 직교하거나 또는 실질적으로 직교하는 태양이다.

본 발명의 광학 시트의 바람직한 또 다른 태양으로서, 상기 광학 요소를 제외한 광학 시트에 대하여 상기 광학 시트의 법선과 평행하게 직선 광을 입사하고, 상기 직선 광이 상기 광학 시트를 투과한 투과광의 광 확산성을 측정한 경우, 상기 광학 시트의 법선에 직교하는 복수의 가상선 상에서 측정한 광 확산성이 등방적이 되도록 구성한다.

본 발명에 의하면, 광학 시트의 법선에 직교하는 복수의 가상선 상에서 측정한 광 확산성이 등방적이므로, 이 광학 시트를 임의의 광원과 조합시키는 경우, 이 등방적인 확산 특성을 활용하여 종래의 휘도의 불균일화의 문제점을 해결할 수 있게 된다.

본 발명의 광학 시트에 있어서, 상기 광학 요소를 제외한 광학 시트의 JIS K7374로 규정된 방법으로 측정한 상 선명도의 값이 슬릿 피치 0.5mm에서 15 이하이며, JISK 7361-1로 규정된 방법으로 측정한 헤이즈값(Haze Value)이 20% 이상 95% 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 광 확산 요소로서의 공극부를 가지는 광 확산층을 가지므로, 상기 광학 요소를 제외한 태양에서의 광학 시트(즉, 투광성 기재 상에, 공극부를 가지는 광 확산층이 형성된 것)의 상 선명도의 값이 슬릿 피치 0.5mm에서 15 이하이며, 또한 광 확산 요소를 제외한 태양에서의 광학 시트의 헤이즈값이 20% 이상 95% 이하가 되도록 구성할 수 있다. 이러한 광학 시트는, 휘도의 저하를 최대한 억제한 상태에서 전술한 휘도의 불균일화를 억제할 수 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 태양에 따른 면 광원 장치는, 투광성 재료로 이루어지고, 하나 이상의 측 단면으로부터 도입된 광을 한쪽 면인 광 방출면으로부터 출사하는 도광체와, 상기 도광체 중 적어도 1개의 측 단면으로부터 내부에 광을 입사시키는 광원과, 상기 도광체의 광 방출면에 설치되고, 상기 광 방출면으로부터 출사하는 광을 투과시키는 광학 시트를 가지는 면 광원 장치로서, 상기 광학 시트가, 투광성 기재와 상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소와, 상기 한쪽 면과 상기 광학 요소 사이에 및/또는 상기 투광성 기재의 다른 의 면 상에 설치된 광 확산층을 가지고, 상기 광 확산층 중 적어도 한쪽 면에 설치된 광 확산층이 광 확산 요소로서의 공극부를 가지는 것을 특징으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제2 태양에 따른 면 광원 장치는, 투광성 기재와, 상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소와, 상기 한쪽 면과 상기 광학 요소 사이에 및/또는 상기 투광성 기재의 다른 쪽 면 상에 설치된 광 확산층을 가지고, 상기 광 확산층 중 적어도 한쪽 면에 설치된 광 확산층이, 광 확산 요소로서의 공극부를 가지는 광학 시트와, 상기 광학 시트의 배면 측으로부터 광을 조사하는 광원과, 상기 광원의 상기 광학 시트와는 반대 측에 배치되고, 상기 광원으로부터의 광을 상기 광학 시트 방향으로 반사하는 반사체를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 태양의 발명에 의하면, 광학 시트를 구성하는 투광성 기재의 한쪽 면과 광학 요소 사이에 및/또는 투광성 기재의 다른 쪽 면 상에, 광 확산 요소로서의 공극부를 가지는 광 확산층이 형성되어 있으므로, 광원으로부터의 광이 도광체의 광 방출면으로부터 광학 시트에 입사하고, 이 광 확산층 내의 공극부의 계면에서 굴절 또는 반사한다. 이 공극부의 굴절률은 실질적으로 1이므로, 이 공극부의 계면에서 굴절 또는 반사한 광이 효과적으로 확산되고, 전체적으로 "흐릿함"의 정도가 향상되어 전술한 휘도의 불균일화를 억제할 수 있다.

그리고, 광 확산층이 가지는 공극부의 형성에 미세 입자를 이용한 경우, 이 미세 입자가 투광성 입자이면, 광 확산층에 입사한 광은 이 미세 입자에 흡수되지 않고 투과하므로, 광학 시트로의 입사광을 감쇠시키지 않고 광학 요소 측으로 투과시킬 수 있다. 그 결과, 투과된 광은 광학 요소에서 관찰자 측으로 편향되므로, 휘도의 저하를 극력 억제할 수 있다.

본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 면 광원 장치에 있어서, 상기 광학 시트를 구성하는 광학 요소가, 상기 광원으로부터의 광의 출사측에 설치되어 있도록 구성해도 되고, 상기 광원으로부터의 광의 입사 측에 설치되어 있도록 구성해도 된다.

본 발명에 따른 면 광원 장치는, 상기 제1 및 제2 태양에 따른 광학 시트 대신, 어느 한쪽의 표면 근방에 또는 한쪽 면으로부터 다른쪽 면에 이를 때까지 광 확산 요소로서의 공극부가 형성된 투광성 기재와, 상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소를 가지는 광학 시트를 사용하도록 구성될 수도 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 표시 장치는, 평면형의 투광성 표시체와, 상기 투광성 표시체의 배면에 배치되고, 상기 투광성 표시체를 배면으로부터 광 조사하는 본 발명에 따른 면 광원 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 표시 장치의 광원으로서 본 발명에 따른 면 광원 장치를 사용하였으므로, 광원 상이나 간섭 무늬가 시인되거나, 광원이나 도광체로부터의 출광 불균일이 시인되는 등에 기인하는 표시 면에서의 휘도 분포의 불균일화를 억제할 수 있고, 또한 균일성이 높은 고휘도 조명광을 표시 패널 측에 공급할 수 있다. 그 결과, 휘도의 저하를 수반하지 않고 화상 품질의 정도를 향상시킨 표시 장치, 특히 최근의 고품위 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.

[발명의 효과]

본 발명의 광학 시트에 의하면, 광 확산층이 가지는 광 확산 요소로서의 공극부의 존재에 의해, 광의 확산을 효과적으로 생기게 할 수 있으므로, 광학 시트의 "흐릿함"의 정도를 전체적으로 향상시킬 수 있고, 예를 들면 면 광원 장치로부터의 광에 기인한 등후 간섭 무늬나 광원 상의 시인에 의한 휘도 불균일 또는 명암의 반복 모양 등의 "휘도의 불균일화"를 억제할 수 있다.

본 발명의 면 광원 장치에 의하면, 전술한 효과를 얻을 수 있는 광학 시트를 가지므로, 특히 최근의 고품위 액정 표시 장치용의 면 광원 장치로서 바람직하고, 휘도의 저하를 수반하지 않고 전술한 휘도의 불균일화를 억제하는 면 광원 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 표시 장치에 의하면, 상기 효과를 얻을 수 있는 면 광원 장치를 가지므로, 광원 상이나 간섭 무늬가 시인되거나, 광원이나 도광체로부터의 출광 불균일이 시인되는 등에 기인하는 표시면에서의 휘도 분포의 불균일화를 억제할 수 있고, 또한 균일성이 높은 고휘도 조명광을 표시 패널 측에 공급할 수 있으므로, 휘도의 저하를 수반하지 않고 화상 품질의 정도를 향상시킨 표시 장치, 특히 최근의 고품위 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 광학 시트의 일례를 모식적으로 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명의 광학 시트의 다른 일례를 모식적으로 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명의 광학 시트의 다른 일례를 모식적으로 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 1에 나타낸 광학 시트의 확대 단면도이다.

도 5는 광 확산층의 확대 단면도이다.

도 6은 광 확산층의 확대 평면도이다.

도 7은 광 확산층에 포함되는 공극부에서의 광 확산성을 구형의 공극부를 예로 들어 설명하는 모식도이다.

도 8은 광 확산층에 포함되는 미세 입자에서의 광 확산성을 구형의 미세 입자를 예로 들어 설명하는 모식도이다.

도 9는 연신 처리한 후에 실제로 나타나는 공극부의 평면에서 볼 때의 형상에 대한 모식도이다.

도 10은 도 9의 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.

도 11은 도 9의 B-B선을 따라 절단한 단면도이다

도 12는 광학 요소의 다른 형태예를 나타낸 모식적인 사시도이다.

도 13은 본 발명의 광학 시트가 구비하는 광학 요소 및 광 확산층과, 본 발명의 광학 시트에 조합시키는 광원과의 관계를 설명하는 구성도이다.

도 14는 본 발명의 광학 시트가 구비하는 광학 요소 및 광 확산층과, 본 발명의 광학 시트에 조합시키는 다른 광원과의 관계를 설명하는 구성도이다.

도 15는 본 발명의 제1 태양에 따른 면 광원 장치의 일례를 나타낸 사시도이다.

도 16은 본 발명의 제2 태양에 따른 면 광원 장치의 일례를 나타낸 사시도이다.

도 17은 본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 면 광원 장치의 다른 일례를 나타낸 투시 단면도이다.

도 18은 본 발명의 표시 장치로서의 액정 표시 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 19는 본 발명의 표시 장치로서의 액정 표시 장치의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 20은 기재 시트 상에 광학 요소를 형성하기 위한 제조 장치의 일례를 나타낸 모식적인 구성도이다.

도 21은 기재 시트의 수직 방향의 확산 특성의 측정 결과이다.

도 22는 기재 시트의 수평 방향의 확산 특성의 측정 결과이다.

[부호의 설명]

10, 10A, 10B, 10C: 광학 시트 12: 투광성 시트

13, 71: 기재 시트 14: 단위 프리즘

14A, 14B: 단위 렌즈 16, 16B, 16C: 광학 요소

18: 광 확산층 19: 수지 재료

20: 미세 입자 22: 공극부

30, 30', 40, 40': 면 광원 장치 32: 도광체

32A: 측단면 32B: 광 방출면

34: 광원 36, 44: 광 반사판

50, 60: 액정 표시 장치 52, 62: 액정 패널

S1: 투광성 기재의 한쪽 면 S2: 투광성 기재의 다른 쪽 면

X: 광학 시트의 법선에 직교하는 방향 Y: 광학 시트의 법선

a: 공극부를 평면에서 볼 경우의 장축 방향의 길이

b: 공극부를 평면에서 볼 경우의 단축 방향의 길이

F: 최대 반값폭을 나타내는 가상선이 연장되는 방향

G: 프리즘 또는 단위 렌즈의 능선 방향

H: 선형 광원의 폭 방향(길이 방향)

J: 단위 프리즘의 배열 방향

이하, 본 발명의 광학 시트, 면 광원 장치 및 표시 장치의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 설명 및 도면으로 한정되는 것이 아니라, 그 요지의 범위 내에서 여러 가지로 변형되어 실시할 수 있다.

[광학 시트]

먼저, 광학 시트에 대하여 설명한다. 도 1∼도 3은, 본 발명의 광학 시트의 예를 모식적으로 나타낸 사시도이다. 본 발명의 광학 시트(10)(10A, 10B, 10C)는, 도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 투광성 기재(12)와, 투광성 기재(12)의 한쪽 면(S1)에 설치된, 단위 프리즘(14) 또는 단위 렌즈[도 12의 인용 부호 16A 및 16B를 참조]를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소(16)와, 한쪽 면(S1)과 광학 요소(16) 사이에 및/또는 투광성 기재(12)의 다른 쪽 면(S2) 상에 설치된 광 확산 층(18)을 가지고 있다. 그리고, 광 확산층(18) 중 적어도 한쪽 면(S1 또는 S2)에 설치된 광 확산층(18)이, 광 확산 요소로서의 공극부(22)를 다수 가지고 있다. 이하, 본 발명의 광학 시트(10)의 구성 요소에 대하여 상세하게 설명한다.

(투광성 기재)

투광성 기재(12)는, 광학 시트(10)의 주요한 구성 부재이며, 후술하는 광학 요소(16)의 기재로서 작용하고, 광원으로부터의 많은 광을 광학 요소(16) 측에 투과하도록 작용한다. 투광성 기재(12)는, 수지, 유리, 세라믹스 등의 재료로 이루어지는 광 투과성의 기재이면 되고, 특히 기재 유닛에서의 투과율이 85% 이상의 것이 바람직하게 사용된다. 그리고, 여기서 언급하는 투과율은, 예를 들면, 가부시키가이샤 무라카미 색채 기술 연구소 제품인 광선 투과율계(형식: HM-150) 등에 의해 측정한 값이다. 투광성 기재(12)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상 50㎛∼ 500㎛의 범위 내이다.

수지 재료로 이루어지는 투광성 기재(12)로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 포리메틸펜텐 수지 등의 열가소성 수지, 폴리에스테르아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등의 올리고머 및/또는 아크릴레이트계의 모노머 등으로 이루어지는 전리 방사선 경화성 수지를 자외선 또는 전자선 등의 전자 방사선으로 경화시킨 수지 등으로 구성된 투명성 기재를 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 유리로 이루어지는 투광성 기재(12)로서는, 소다 유리, 붕규산 유리 등이 사용된다.

투광성 기재(12)는, 후술하는 광 확산층(18)과 함께 압출됨으로써 제작된 것 이라도 되고, 그 외의 방법으로 제작된 것이라도 된다. 함께 압출하여 제작된 투광성 기재(12) 또는 그 외의 방법으로 제작된 투광성 기재(12)는, 광 확산층(18)을 가진 상태로 연신 처리된다. 연신 처리는, 2축 연신 처리라도 되고 1축 연신 처리라도 된다. 광 확산층(18)을 가진 투광성 기재(12)를 연신 처리함으로써, 본 발명의 특징적인 구성인 공극부(22)를 형성할 수 있지만, 상세한 것은 후술한다.

(광 확산층)

도 4는 도 1에 나타낸 광학 시트의 확대 단면도이다. 또한, 도 5는 광 확산층의 확대 단면도이며, 도 6은 광 확산층의 확대 평면도이다. 광 확산층(18)은, 본 발명의 특징적인 구성이며, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 광 확산 요소로서의 공극부(22)를 다수 가지는 층이다. 이러한 광 확산층(18)은, 도 1에 나타낸 광학 시트(10A)와 같이, 투광성 기재(12)의 한쪽 면(S1)과 광학 요소(16)와의 사이에 설치되어 있어도 되고, 도 2에 나타낸 광학 시트(10B)와 같이, 투광성 기재(12)의 다른 쪽 면(S2)에 설치되어 있어도 되고, 도 3에 나타낸 광학 시트(10C)와 같이, 투광성 기재(12)의 한쪽 면(S1)과 광학 요소(16)와의 사이 및 투광성 기재(12)의 다른 쪽 면(S2)의 양쪽에 설치되어 있어도 된다. 그리고, 도 6의 (A)는 광 확산층(18)이 가지는 공극부(22)를 평면에서 볼 때의 형상이 대략 타원형인 경우의 예이며, (B)는 광 확산층(18)이 가지는 공극부(22)를 평면에서 볼 때의 형상이 대략 원형인 경우의 예이다.

광 확산층(18)을 구성하는 수지 재료(19)로서는, 투광성 기재(12)와 동일한 투명한 수지 재료를 바람직하게 예로 들 수 있다. 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 에틸렌-테레프탈레이트-이소프탈레이트 공중합체, 에틸렌 글리콜-1,4-시클로헥산디메탄올-테레프탈레이트산 공중합체 등의 폴리에스테르 수지, 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리부틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트-부틸(메타)아크릴레이트 공중합체, 메틸(메타)아크릴레이트-스티렌 공중합체 등의 아크릴 수지[그리고, 여기서, "(메타)아크릴레이트"는, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미함], 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리메틸펜텐 수지, 열가소성 우레탄 수지 등의 열가소성 수지, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트 등의 올리고머 및/또는 트리메티롤 프로판트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트계의 모노머 등으로 이루어지는 전리 방사선 경화성 수지를 자외선 또는 전자선 등의 전자 방사선으로 경화시킨 수지 등을 들 수 있다. 특히, 전술한 투광성 기재(12)와 함께 압출 가능한 수지 재료를 이용하면, 제조하기에 편리하다. 이 광 확산층(18)을 구성하는 수지 재료(19)의 굴절률은, 통상 1.45∼1.60 정도이다.

도 5 및 도 6에 예시한 광 확산층(18)은, 수지 재료(19) 중에, 미세 입자(20)와, 미세 입자(20)의 주위에 존재하는 공극부(22)를 가지도록 구성되어 있다. 이러한 형태의 광 확산층(18)은, 예를 들면 미세 입자(20)를 분산시킨 투명 수지를, 투광성 기재(12)를 형성하는 수지 재료와 함께 압출한 후, 또는 투광성 기 재(12) 상에 도포 형성한 후, 이들을 1축 또는 2축으로 연장하여 형성할 수 있다. 다수의 공극부(22)는, 평면에서 볼 경우의 단위 면적당 밀도로 형성하는 정도를 나타낼 수 있고, 후술하는 실시예의 결과에 따르면, 예를 들면, 평면에서 볼 때 1cm²당 10개∼3OOO개가 바람직하다고 할 수 있다.

연신 처리에 의해 다수의 공극부(22)를 형성하는 경우, 미세 입자(20)는, 광 확산층(18)을 구성하는 수지 재료 중에 실질적으로 균일하게 분산되도록 배합되어 있다. 미세 입자(20)는, 일반적으로 광학 시트에 사용되는 광투과성의 미립자이면 되고, 예를 들면 스티렌 수지 미립자, 실리콘 수지 미립자, 아크릴 수지 미립자, MS수지(메타크릴-스티렌 공중합 수지) 미립자 등의 유기계 미립자, 유리 미립자, 유리 비즈 등의 무기계 미립자 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 수지 중에 함유시킬 수 있다.

이 미세 입자(20)는, 그 굴절률이 광 확산층(18)을 구성하는 수지 재료(19)의 굴절률 이하인 것이 바람직하다. 미세 입자(20)의 재질을 선택하면 그 굴절률을 임의의 값으로 할 수 있지만, 미세 입자(20)의 굴절률을 광 확산층(18)을 구성하는 수지 재료(19)의 굴절률 이하로 하여 광 확산층(18)을 형성함으로써, 광 확산층(18)에 입사된 광이 미세 입자(20)를 투과할 때의 광의 확산을 효과적으로 생기게 할 수 있다. 그리고, 미세 입자(20)의 굴절률은, 광 확산층(18)을 구성하는 수지 재료(19)와 동일한 1.45∼ 1.60정도 또는 그 이하이면 된다.

미세 입자(20)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로는, 구형, 회전 타원체, 또는 각이 둥그스름한 다면체 등의 실질적으로 구형의 것이 입수하기 유리하다. 미세 입자(20)의 평균 입경으로서는, 3㎛∼20㎛의 범위 내의 것이 바람직하게 사용된다. 이 때의 평균 입경은, 광 확산층(18)의 단면을 현미경으로 관찰하여 구한 것으로서, 측정 시료수(50) 이상의 평균값으로 나타낸 것이다.

그리고, 본 발명에서는, 미세 입자(20)의 표면이, 광 확산층(18)을 구성하는 수지 재료와 서로 용해되지 않는 처리가 행해져 있는 것이 바람직하다. 이러한 처리를 미세 입자(20)의 표면에 행함으로써, 투광성 기재(12)와 광 확산층(18)을 함께 압출하여 형성한 후의 연신 처리에 의해, 미세 입자(20)와 광 확산층(18)을 구성하는 수지 재료와의 계면에서 박리가 생기고, 공극부(22)가 용이하게 형성되는 것으로 여겨진다. 그 결과, 광 확산층(18) 내에 소정 형상의 공극부(22)를 용이하게 형성할 수 있다.

다음으로, 공극부(22)의 형상에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

공극부(22)의 평면에서 볼 때 형상은, 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이, 1축 방향으로 배향된 대략 타원형이라도 되고, 도 6의 (B)에 나타낸 바와 같이, 특정한 방향으로 배향되지 않는 대략 원형이라도 되지만, 공극부(22)의 단면시 형상은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 1축 연신과 2축 연신 중 어느 것이라도, 광학 시트(10)의 법선(Y)에 직교하는 방향(X)으로 연장된 눌러져서 찌부러진 평탄한 형상으로 되어 있다. 여기서, "단면에서 볼 때의 형상"은, 평면에서 볼 때의 형상을 관찰하는 광학 시트의 법선 방향과는 직교하는 방향으로부터 본 광학 시트의 단면 형상이다. 또한, "평면에서 볼 때의 형상"은, 입체 형상을 시선 방향에 직교하는 평면에 투영 한 평면 형상을 일컫는다.

도 5 및 도 6에 나타낸 공극부(22)는 미세 입자(20)의 주위에 존재한다. 공극부(22)는, 미세 입자(20)의 주위 전체에 존재하고 있어도 되고, 미세 입자(20)의 주위의 일부에 존재하고 있어도 되지만, 주위의 일부에 존재하고 있는 경우에는, 가능한 넓은 부분에서 공극부(22)가 존재하고 있는 것이 바람직하다. 공극부(22)는 공기층으로서 작용하므로, 그 굴절률은 실질적으로 1이 된다. 그러므로, 광 확산층(18)에 입사된 광이, 광 확산층(18)을 구성하는 수지 재료(19)와 공극부(22)와의 계면에서 굴절 또는 반사되기 용이하여, 광 확산이 효과적으로 일어난다. 따라서, 이 공극부(22)는, 결과적으로 광학 시트(10)가 전체적으로 "흐릿한 상태"가 되도록 작용하고, 흐릿한 정도를 향상시켜, 예를 들면, 면 광원 장치로부터의 광에 기인한 등후 간섭 무늬나 광원 상의 시인에 의한 휘도 불균일 또는 명암의 반복 모양 등의 "휘도의 불균일화"를 억제할 수 있는 효과를 유도한다.

공극부(22)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 투광성 기재(12)와 광 확산층(18)을 함께 압출한 후의 연신 처리에 의해 형성한 경우에는, 공극부(22)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 그 윤곽 형상이 평면에서 볼 때의 형상으로서 대략 타원형[도 6의 (A) 참조] 또는 대략 원형[도 6의 (B) 참조]이 되어 있다. 도 6의 (A)에 나타낸 대략 타원형의 공극부(22)는, 평면에서 볼 때 1축 방향으로 배향되어 있고, 이른바 비 등방성(이방성)을 가진 형태로 되어 있다. 한편, 도 6의 (B)에 나타낸 대략 원형의 공극부(22)는, 평면에서 볼 때 특정한 방향으로 배향되어 있지 않고, 이른바 등방성을 가진 형태로 되어 있다. 그리고, 연신 처리는 시트의 세로 방향 과 가로 방향으로 행해지지만, 통상 어느 한 방향으로의 연신이 더 크므로, 공극부(22)의 윤곽은 전술한 바와 같이 통상, 평면에서 볼 때 형상이 대략 타원형[도 6의 (A) 참조)이 되는 경우가 많다.

도 7은, 광 확산층에 포함되는 공극부에서의 광 확산성을 구형의 공극부를 예로 들어 설명하는 모식도이며, 도 8은, 광 확산층에 포함되는 미세 입자에서의 광 확산성을 구형의 미세 입자를 예로 들어 설명하는 모식도이다. 광 확산층(18)에 투광성 기재의 법선 방향(도 7 및 도 8에서는, 아래쪽으로부터 위쪽으로 향하는 방향에 해당함)으로부터 입사된 광은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 굴절률이 약 1.56정도의 수지 재료(19)와 굴절률이 약 1.0의 공극부(22)와의 계면에서 많이 굴절된다. 한편, 공극부(22)를 갖지 않는 광 확산층에서는, 수지 재료(19)의 굴절률이 약 1.56 정도이며, 미세 입자(20)의 굴절률이 약 1.49 정도이므로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 많이 굴절되지는 않는다. 따라서, 본 발명의 광학 시트(10)가 구비하는 공극부(22)는, 광 확산층(18)에 법선 방향으로부터 입사한 광을 효과적으로 확산시킬 수 있다.

도 9는, 연신 처리한 후에 실제로 나타나는 공극부의 평면에서 볼 때의 형상에 대한 모식도이다. 또한, 도 10은 도 9의 A-A선을 따라 절단한 단면도이며, 도 11은 도 9의 B-B선을 따라 절단한 단면도이다. 연신 처리한 후에 나타나는 공극부(22)는, 통상 투광성 기재(12)의 연신 방향으로 연장되어, 도 5에 나타낸 바와 같이 그 단면이 평탄하게 되며, 도 6에 나타낸 바와 같이 그 평면에서 볼 때의 형상은 대략 타원 형상 또는 대략 원형상으로 되어 있다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 공극부(22)를 평면에서 볼 경우의 장축 방향의 길이를 "a"라고 하고, 단축 방향의 길이를 "b"라고 한 경우, 공극부(22)의 "a/b"로 이루어지는 형상은, 연신 처리의 조건에 따라 임의로 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 공극부(22)를 1축 연신에 의해 형성하는 경우에는, 소정 배율로 세로 연신 또는 가로 연신만을 행함으로써, 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이 대략 타원 형상이 1축 방향으로 연장되어 강한 이방성(비 등방성)을 가지는 공극부(22)를 형성할 수 있다. 그리고, 1축 연신 시의 연신 배율은 1배보다 크게 10배 정도로 행하는 것이 바람직하다. 한편, 공극부(22)를 2축 연신에 의해 형성하는 경우에는, 소정 배율로, 세로 연신과 가로 연신을 세로와 가로의 순서로, 가로 연신과 세로 연신을 가로와 세로의 순서로, 또는 세로 연신과 가로 연신을 동시에 행함으로써, 도 6의 (B)에 나타낸 바와 같이 등방적인 대략 원형상의 공극부(22)를 형성할 수 있다. 2축 연신에서는, 세로 방향의 연신 배율과 가로 방향의 연신 배율을 조정함으로써, 공극부(22)의 형상을 조정할 수 있고, 원형상으로부터 대략 원형상의 넓은 범위로 조정할 수 있다. 그리고, 2축 연신 시의 연신 배율은 1배보다 크게 10배 정도로 행하는 것이 바람직하다.

그 중에서도, 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같은 비 등방적이며 이방성이 있는 대략 타원 형상으로 이루어지는 공극부(22)를 광 확산층(18) 내에 형성함으로써, 광 확산층(18)의 광 확산성에 이방성을 갖게 할 수 있다. 장축 방향으로부터 본 대략 타원 형상의 공극부(22)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 그 상하면[투광성 기재의 법선 방향(Y)의 면]의 중앙부가 비교적 평탄한 것에 가까운 형태로 되어 있다. 그러므로, 그 법선 방향으로부터 입사하여 공극부(22)의 계면에서 굴절 투과 하는 광의 대부분은, 비교적 평탄하고 긴 중앙부의 상면 및 하면에서 약간 굴절하여 광학 요소(16) 측으로 빠지게 된다. 한편, 대략 타원 형상의 공극부(22)의 양 단부에서는, 광학 시트의 법선 방향 y에 가까운 각도의 계면에 입사된 광의 굴절이 크며, 도 10에 나타낸 바와 같이, 강한 확산광이 되어 좌우에 출광한다. 즉, 그 양 단부는, 공극부(22)의 단부를 포함하고 있고, 곡률 반경(R)이 작은 형태로 되어 있으므로, 입사한 광을 많이 굴절시켜서 확산시킨다. 따라서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 공극부(22)의 장축 방향에서는, 그 대부분을 차지하는 중앙부에서의 광의 확산은 강하지 않으므로, 많은 광을 많이 확산시키지는 않고 투과시킬 수 있으므로, 일정한 휘도를 확보할 수 있는 특징이 있다.

한편, 단축 방향으로부터 본 대략 타원 형상의 공극부(22)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 그 상하면[투광성 기재의 법선 방향(Y)의 면]의 중앙부가 짧고, 도 10의 경우에 비해 평탄하지 않다. 그리고, 광학 시트의 법선 방향(y)에 가까운 각도의 계면에 입사된 광의 굴절이 커지는 양 단부가 차지하는 비율이 상대적으로 커진다. 그러므로, 도 11에 나타낸 바와 같이, 법선 방향으로부터 입사하여 공극부(22)를 굴절 혹은 투과하는 광은, 단부에서 많이 굴절하고, 강한 확산광으로 되어 좌우에 출광하는 비율이 커진다. 따라서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 공극부(22)의 단축 방향에서는, 비교적 강한 광 확산이 생기는 특징이 있다.

이러한 특징을 정리하면, 도 10에 나타낸 바와 같이, 평탄하면서 타원 형상의 공극부(22)의 장축 방향 단면에 광이 입사한 경우, 그 양 단부에서는 공극부(22)의 장축 방향으로의 광의 굴절에 기여하지만, 1개의 공극부(22)에서 기여하 는 양 단부의 길이는 짧은 축의 길이에 실질적으로 비례한다고 할 수 있다. 마찬가지로, 도 11에 나타낸 바와 같이, 평탄하면서 타원 형상의 공극부(22)의 단축 방향 단면에 광이 입사한 경우, 그 양 단부에서는 공극부(22)의 단축 방향으로의 광의 굴절에 기여하지만, 1개의 공극부(22)에서 기여하는 양 단부의 길이는 장축의 길이에 실질적으로 비례한다고 할 수 있다. 이에 따라, 공극부(22)의 형상이 타원 형상인 경우, 투과광의 단축 방향의 성분이 보다 강하게 확산됨으로써, 광 확산성을 비 등방적으로 할 수 있고, 바꾸어 말하면, 광 확산성에 이방성을 갖게 할 수 있다. 이 광 확산성의 이방성은, 타원 형상으로 이루어지는 공극부(22)의 긴 직경(a)과 짧은 직경 b의 비율(a/b)을 제어함으로써 확산성의 이방성을 제어할 수 있다. 이 비율(a/b)을 크게 할수록, 확산성의 이방성을 크게 할 수 있다.

공극부(22)의 개수, 형상, 크기, 용량 등은 특별히 한정되지 않지만, 원하는 법선 휘도, 상 선명도의 값, 헤이즈값 등을 고려하여 임의로 조정할 수 있다. 예를 들면, 상 선명도의 값을 작게 하여 흐릿한 정도를 크게 한 경우에는, 공극부(22)의 수, 형상, 크기, 용량 등을 증가시켜서 광 확산을 많이 하도록 조정할 수 있고, 반대로, 상 선명도의 값을 크게 하여 흐릿한 정도를 작게 한 경우에는, 공극부(22)의 수, 형상, 크기, 용량 등을 줄여서 광 확산을 작게 하도록 조정할 수 있다. 공극부(22)의 수는, 광 확산층(18)에 함유시키는 미세 입자(20)의 수로 조정할 수 있고, 공극부(22)의 형상과 크기는, 예를 들면 연신 처리에 의해 공극부(22)를 형성하는 경우에는, 연신 처리를 1축으로 행할 것인지 2축으로 행할 것인지에 따라, 또한 연신의 정도(연신 배율, 연신도)를 조정하여 설정할 수 있다. 공극 부(22)의 용량은, 미세 입자(20)의 크기와 연신의 정도(연신도)로 조정할 수 있다.

이러한 구성으로 이루어지는 광 확산층(18)의 두께는, 특별히 한정되지는 않지만, 통상 5㎛∼30㎛의 범위 내이다.

광 확산층(18)은 각종 방법으로 제작할 수 있고, 바람직하게는, 전술한 바와 같이, 미세 입자(20)를 분산시킨 수지 재료를 준비하고, 이 수지 재료를 투광성 기재(12)의 압출 재료와 함께 압출하거나 또는 도포하고, 얻어진 시트를 1축 연신 또는 2축 연신 등의 연신 처리를 행함으로써 제작할 수 있다. 이 연신 처리에 의해, 미세 입자(20)와 광 확산층(18)의 구성 수지와의 계면이 박리하여 공극부(22)가 형성된다.

(광학 요소)

광학 요소(16)는, 투광성 기재(12)의 한쪽 면(S1)에 설치되고, 단위 프리즘(14) 또는 단위 렌즈(후술하는 도 12의 부호 16A 및 16B를 참조)를 복수 개 배열하여 이루어진다. 광학 요소(16)는, 도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 삼각기둥 형상을 이루는 단위 프리즘(14)을 그 능선이 평행하게 되도록 배열시켜서 이루어지는 프리즘군이라도 되고, 도 12의 (A)에 나타낸 바와 같이, 단면이 실질적으로 반구면의 실린드리컬 형상으로 이루어지는 단위 렌즈(14A)를 다수 배열시켜서 이루어지는 렌즈군이라도 되며, 도 12의 (B)에 나타낸 바와 같이, 실질적으로 반구형 돌기로 이루어지는 단위 렌즈(14B)가 2차원적으로 다수 배열시켜서 이루어지는 파리눈 렌즈(16B)라도 된다. 이들 단위 프리즘(14) 또는 단위 렌즈(14A, 14B)의 단면 형상으로서는, 원, 타원, 카디오이드(하트형), 란킨의 계란형, 사이클로이드, 또는 인 볼류트 곡선 등의 연속적으로 스무드한 곡선, 또는 3각형, 4각형, 5각형 또는 6각형 등의 다각형의 일부분 또는 전체를 사용한 것을 들 수 있다. 그리고, 단위 렌즈(14A, 14B)는, 도 12에 나타낸 바와 같은 볼록 렌즈도 되고, 오목 렌즈(도시하지 않음)도 된다.

광학 요소(16)를 가지는 광학 시트(10)는, 1장 구성으로 사용할 수도 있지만, 기둥형 렌즈를 사용하여 2방향(상하 방향, 좌우 방향)의 광 확산각을 제어하기 위해서는, 광학 요소(16)를 가지는 2개의 광학 시트(10)를 그 능선이 직교하도록 적층해도 된다. 이 경우 렌즈면의 방향은, 2장 모두 같은 방향으로 하는 것이, 광의 투과성이 높고 가장 양호하지만, 광학 요소(16) 측이 대향하여 마주보도록 구성해도 된다.

광학 요소(16)의 구성 재료로서는, 폴리(메타)아크릴산 메틸, 폴리(메타)아크릴산 부틸 등의 (메타)아크릴산 에스테르의 단독 중합체, 또는 (메타)아크릴산 메틸-(메타)아크릴산 부틸 공중합체 등의 (메타)아크릴산 에스테르의 공중합체[그리고, 여기서, "(메타)아크릴산"은, 아크릴산 또는 메타크릴산을 의미함], 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 포리메틸펜텐 등 열가소성 수지, 또는 자외선 또는 전자선으로 가교한, 다관능성의 우레탄(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트, 불포화 폴리에스텔 등 투명한 수지, 투명한 유리 등, 투명한 세라믹스 등이 사용된다. 그리고, 광학 요소(16)의 렌즈 정상부로부터 평면부까지의 두께는, 통상 2O㎛∼10OO㎛정도이다.

광학 요소(16)의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 공지의 열프레스법(일본 특허출원 공개번호 소 56-157310호 공보), 자외선 경화성의 열가소성 수지 필름에 롤 엠보스판에 의해 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 형상을 엠보싱 가공한 후에 자외선을 조사하여 그 필름을 경화시키는 방법(일본 특허출원 공개번호 소61-156273호 공보), 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 형상을 각설(刻設)한, 회전하는 롤 오목판 상에 자외선 또는 전자선 경화성 수지액을 도포하여 오목부에 충전한 후, 수지액을 통하여 롤 오목판 상에 필름형의 투광성 기재를 피복한 채 자외선 또는 전자선을 조사하여 경화시키고, 그 후 이들을 롤 오목판으로부터 이형하여, 롤 오목판의 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 형상을 필름형의 투광성 기재 상에 형성하는 방법(일본 특허출원 공개번호 1991-223883호, 미국 특허 제4576850호 등) 등을 들 수 있다.

이 광학 요소(16)에 요구되는 투광성은, 각 용도의 사용에 지장이 없는 정도 이면 되고, 무색 투명이 바람직하지만, 용도에 따라서는 착색 투명 또는 광택제거 반투명이라도 된다. 여기서, 광택제거 투명은, 투과광을 반입체각 내의 모든 방향으로 실질적으로 균일 등방적으로 확산 투과시키는 성질을 말하여, 광 등방 확산성과 동의어로서 사용된다.

이러한 구성 요소로 이루어지는 본 발명의 광학 시트(10)에 의하면, 투광성 기재(12)의 한쪽 면(S1)과 광학 요소(16) 사이에 및/또는 투광성 기재(12)의 다른 쪽 면(S2) 상에, 광 확산 요소로서의 공극부(22)를 가지는 광 확산층(18)이 형성되어 있으므로, 광 확산층(18)에 입사된 광은 공극부(22)의 계면에서 굴절 또는 반사 된다. 그리고, 그 공극부(22)의 굴절률은 실질적으로 1이므로, 공극부(22)의 존재에 의해 광의 확산이 효과적으로 일어나, 전체적으로 "흐릿한 상태"가 되어 간섭 무늬 등에 의한 휘도 불균일화를 억제할 수 있다.

그리고, 광 확산층(18)에 투광성의 미세 입자(20)가 포함되어 있는 경우에는, 광 확산층(18)에 입사한 광은 미세 입자(20)에 흡수되지 않고 투과한다. 그 결과, 입사광을 최대한 감쇠시키지 않고 광학 요소(16) 측으로 투과시킬 수 있으므로, 휘도의 저하를 최대한 억제할 수 있다.

(광 확산층의 광 확산성과 광학 요소의 관계)

본 발명의 광학 시트는, 도 6의 (A)에 나타낸 형태의 공극부(22)를 형성하여 광 확산성을 비 등방적인 것으로 할 수도 있고, 도 6의 (B)에 나타낸 형태의 공극부(22)를 형성하여 광 확산성을 등방적인 것으로 할 수도 있다.

여기서, "비 등방적인 광 확산성"은, 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이, 공극부(22)의 평면에서 볼 때의 형상이 1축 방향으로 배향한 대략 타원 형상인 광 확산층(18)을 설치한 경우에 나타나는 특성이다. 이 비 등방적인 광 확산성은, 광학 요소(16)를 제외한 광학 시트(10)를 측정함으로써 확인할 수 있다. 상세하게는, 본 발명의 광학 시트(10)를 구성하는 광학 요소(16)를 제거하여 광학 요소(16)의 기능을 없애고, 또는 광학 요소(16)와 동일한 재료 또는 동일한 굴절률의 투명 재료를 광학 요소(16) 상에 도포 등을 행하여 광학 요소(16)의 기능을 없앤 후의 광학 시트(이하, 이러한 광학 시트를 "기재 시트"라고 함)를 형성하고, 상기 기재 시트의 법선과 평행하게 직선 광을 입사하고, 상기 직선 광이 기재 시트를 투과한 투 과광의 광 확산성을 측정함으로써, 광 확산성을 확인할 수 있다. 이 경우에, 공극부(22)의 평면에서 볼 때의 형상이 1축 방향으로 배향한 대략 타원 형상인 광 확산층(18)을 가지는 기재 시트는, 그 법선에 직교하는 복수의 가상선 상에서 측정한 광 확산성이 특정한 방향으로 높아져 있고, 비 등방적으로 되어 있다.

이 때의 광 확산성을 휘도와 확산 각으로 나타낸 광 확산 곡선으로 나타내면, 그 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대 반값폭을 나타내는 가상선의 연장되는 방향(즉, 최대의 확산 특성을 발휘하는 방향)이, 평면에서 볼 때 1축 방향으로 배향한 대략 타원형으로 이루어지는 공극부(22)의 장축 방향에 직교하는 방향으로 일치하거나 또는 실질적으로 일치한다. 이러한 방향의 일치 또는 실질적인 일치는, 대략 타원형으로 이루어지는 공극부(22)의 형상에 기인하는 것이며, 상세하게는 전술한 바와 같이, 대략 타원형의 공극부(22)는 곡률 반경(R)이 작은 단부(윤곽 부분)가 높은 확산성을 실현하지만, 그 단부의 비율은, 1축 방향으로 배향한 대략 타원형으로 이루어지는 공극부(22)의 장축 방향과 평행한 경우에 비해, 직교하는 편이 커져 있는 것에 기인하고 있다.

한편, "등방적인 광 확산성"은, 도 6의 (B)에 나타낸 바와 같이, 공극부(22)의 평면에서 볼 때의 형상이 특정한 방향으로 현저하게 연장되어 있지 않고, 대략 원형상인 광 확산층(18)을 설치한 경우에 나타나는 특성이다. 이 등방적인 광 확산성은, 광학 요소(16)를 제외한 광학 시트(10)를 측정함으로써 확인할 수 있다. 상세하게는, 전술한 바와 마찬가지로, 본 발명의 광학 시트(10)를 구성하는 광학 요소(16)를 제거하여 광학 요소(16)의 기능을 없애거나, 또는 광학 요소(16)와 동 일한 재료 또는 동일한 굴절률의 투명 재료를 광학 요소(16) 상에 도포 등을 행하여 광학 요소(16)의 기능을 없앤 후의 기재 시트를 형성하고, 상기 기재 시트의 법선과 평행하게 직선 광을 입사하고, 상기 직선 광이 기재 시트를 투과한 투과광의 광 확산성을 측정함으로써, 광 확산성을 확인할 수 있다. 이 경우에, 공극부(22)의 평면에서 볼 때의 형상이 대략 원형상인 광 확산층(18)을 가지는 기재 시트는, 그 법선에 직교하는 복수의 가상선 상에서 측정한 광 확산성과 큰 차이가 없고, 등방적으로 되어 있다.

이 때의 광 확산성을 전술한 바와 마찬가지로, 휘도와 확산 각으로 나타내는 광 확산 곡선으로 나타내면, 이 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭은 각 가상선에 있어서 큰 차이는 없다. 이는, 대략 원형으로 이루어지는 공극부(22)의 형상에 기인하는 것이며, 상세하게는, 대략 원형의 공극부(22)에서도 곡률 반경(R)이 작은 단부(윤곽 부분)가 높은 확산성을 실현하지만, 그 단부의 비율이 등방적인 것에 기인하고 있다.

도 13 및 도 14는, 본 발명의 광학 시트가 구비하는 광학 요소 및 광 확산층과, 본 발명의 광학 시트에 조합시키는 광원과의 관계를 설명하는 구성도이다. 도 13은, 직하형 백라이트 유닛을 광원으로서 조합시키는 경우의 구성도이며, 도 14는, 에지 라이트형 백라이트 유닛을 광원으로서 조합시키는 경우의 구성도이다. 본 발명의 광학 시트(10)는, 광 확산성의 이방성(비 등방적인 광 확산성)을 가지도록 할 수 있으므로, 도 13이나 도 14에 나타낸 바와 같은 조합시키는 광원의 종류에 따라 임의로 적용할 수 있다. 예를 들면, 광원이 방향성이 있는 휘도 불균일이 있는 경우에, 본 발명의 광학 시트(10)를 적용하여 광원이 가지는 휘도 불균일 방향의 확산성을 강하게 부여함으로써, 휘도 불균일을 없애고, 이 휘도 불균일을 효율적으로 블러링할 수 있다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 광학 시트(10)의 배면에 복수의 냉음극관 등으로 이루어지는 광원(34)을 배치하여 직하형 백라이트 유닛을 구성하는 경우, 통상, 냉음극관 등의 길이 방향(H)과 광학 요소(16)가 구비하는 단위 프리즘(14)(또는 단위 렌즈)의 능선 방향(G)이 평행하게 되도록 또는 실질적으로 평행하게 되도록 배치된다. 이러한 경우에, 도 13에 나타낸 바와 같이, 비 등방적인 광 확산층(18)을 가지는 기재 시트(13)의 광 확산성을 휘도와 확산 각으로 나타낸 광 확산 곡선으로 나타낸 경우에, 상기 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대의 반값폭을 나타내는 가상선의 연장되는 방향(F)과, 광학 요소(16)를 구성하는 단위 프리즘(14)(또는 단위 렌즈)의 능선 방향(G)이 직교하도록 또는 실질적으로 직교하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하여 이루어지는 직하형 백라이트 유닛은, 광 확산층(18)이 최대의 확산 특성을 발휘하는 방향(F)(즉 최대의 반값폭을 나타내는 가상선의 연장되는 방향)과 단위 프리즘(14)의 능선 방향(G)이 직교하도록 또는 실질적으로 직교하도록 구성하였으므로, 직하형 백라이트 유닛을 구성하는 냉음극관 등으로 이루어지는 광원(34)에 유래한 스트라이프형의 휘도 불균일이 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 도 14에 나타낸 바와 같이, 광학 시트(10)의 배면에 도광체(32)를 배 치하고 도광체(32)의 측 단면(32A)에 선형 광원(34)을 설치한 에지 라이트형 백라이트 유닛을 구성하는 경우, 통상, 선형 광원(34)의 길이 방향(H)과 광학 요소(16)가 구비하는 단위 프리즘(14)(또는 단위 렌즈)의 능선 방향(G)이 평행하게 되도록 또는 실질적으로 평행하게 되도록 배치된다. 이러한 경우에, 도 14에 나타낸 바와 같이, 비 등방적인 광 확산층(18)을 가지는 기재 시트(13)의 광 확산성을 휘도와 확산 각으로 나타낸 광 확산 곡선으로 나타낸 경우에, 상기 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대의 반값폭을 나타내는 가상선의 연장되는 방향(F)과 광학 요소(16)를 구성하는 단위 프리즘(14)(또는 단위 렌즈)의 능선 방향(G)이 평행 또는 실질적으로 평행하게 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하여 이루어지는 에지 라이트형 백라이트 유닛은, 광 확산층(18)이 최대의 확산 특성을 발휘하는 방향(F)(즉 최대의 반값폭을 나타내는 가상선이 연장되는 방향)과 단위 프리즘(14)의 능선 방향(G)을 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 구성하였으므로, 에지 라이트형 백라이트 유닛의 광원 구조에 유래한 선형 광원(34)의 폭 방향[길이 방향(H)]에 생기는 휘도 불균일를 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 비 등방적인 광 확산성을 가지는 광 확산층(18)과 광학 요소(16)와의 위치 관계를, 사용하는 광원에 대응시켜 배치함으로써, 광원 구조에 유래하는 휘도의 불균일화의 문제점을 해결할 수 있게 된다.

그리고, 전술한 바에 있어서, 단위 프리즘(14)의 능선 방향(G)은, 단위 프리즘(14)의 배열 방향(J)에 직교하는 방향이다. 또한, 전술한 바에 있어서, 광 확산층(18)이 최대의 확산 특성을 발휘하는 방향(F)(즉 최대의 반값폭을 나타내는 가상 선이 연장되는 방향)은, 1축 방향으로 배향한 대략 타원형으로 이루어지는 공극부(22)의 장축 방향에 직교하는 방향이다. 또한, 전술한 바에 있어서는, 완성된 광학 시트(10)로부터 광학 요소(16)를 제외하고 광 확산성을 측정하고 있지만, 광학 시트(10)의 제조 단계에서는, 후술하는 실시예에 나타낸 바와 같이, 광학 요소(16)를 형성하기 전의 기재 시트(71)[연신 처리되어 공극부(22)도 형성되어 있는 시트]의 광 확산성을 측정하여, 광 확산성의 비 등방성이나 등방성을 확인할 수 있다.

(광학 시트의 특성)

전술한 구성 요소로 이루어지는 본 발명의 광학 시트(10)는, 광학 요소(16)를 제외한 광학 시트[즉, 투광성 기재(12) 상에, 공극부(22)를 가지는 광 확산층(18)이 형성된 "기재 시트(13)". 도 13 및 도 14 참조]의 JIS K 7374로 규정된 방법으로 측정한 상 선명도의 값이 슬릿 피치 0.5mm에서 15 이하, 바람직하게는 10 이하이며, JIS K 7361-1로 규정된 방법으로 측정한 헤이즈값이 20% 이상 95% 이하인 것이 바람직하다. 본 발명의 광학 시트(10) 및 광학 시트(10)를 구성하는 기재 시트(13)는, 광 확산 요소로서의 공극부(22)를 가지는 광 확산층(18)을 가지므로, 전술한 범위 내의 광학 특성을 가지도록 할 수 있고, 얻어진 광학 시트(10)는, 밝으면서 흐릿함도 충분한 광학 시트로 된다. 상 선명도의 값과 헤이즈값은, 주로, 광 확산층(18)을 구성하는 공극부(22)의 크기 등에 의해 조정할 수 있다. 또한, 법선 휘도에 대하여는, 후술하는 실시예에서 설명하지만, 종래의 광학 시트에 대한 상대값으로서 비교하여 구한 것이며, 바람직하게는, 종래의 광학 시트를 100%로 했 을 때, 96% 이상인 것이 바람직하다.

상 선명도의 값은, 얻어진 광학 시트(10)를 측정한 것이 아니라, 기재 시트[즉, 투광성 기재(12) 상에, 공극부(22)를 가지는 광 확산층(18)을 형성하여 이루어지는 기재 시트(13), 또는 광학 시트(10)로부터 광학 요소(16)를 제외한 후의 기재 시트(13)를 가리킴]를 JIS K 7374로 규정된 방법으로 측정한 것이며, 예를 들면, 0.125mm, 0.5mm, 1.0mm, 2.0mm 등의 임의의 폭의 슬릿이 형성된 슬릿판을 수광부의 앞에 배치하고, 광원으로부터 나온 광의 측정 대상물을 투과한 광 중, 슬릿판을 투과한 광의 비율을 측정한 결과이다. 상 선명도의 값이 작을수록 흐릿한 정도가 향상되어 간섭 무늬 등에 의한 휘도 불균일성의 발생을 억제할 수 있지만, 그 값이 클수록 흐릿한 정도가 저하되어 간섭 무늬 등에 의한 휘도 불균일성이 발생한다. 또한, 헤이즈값은, 기재 시트(13)의 중심부를 가로 60mm, 세로 60mm로 잘라낸 시험편에 대하여, 광선 투과율계(가부시키가이샤 무라카미 색채 연구소사 제품, 형식: HM-150)를 사용하고, JIS-K-7361-1에 따라 측정한 결과이다. 또한, 법선 휘도는, 광선 출사 각도마다 휘도를 측정하는 장치인 미소 편각 휘도계로 측정된 결과이며, 그 값이 클수록 밝게 보인다.

그리고, 전술한 바에 있어서, 광학 요소(16)를 제거한 광학 시트는, 광학 시트(10)를 구성하는 광학 요소(16)를 제거하여 광학 요소(16)의 기능을 없앤 후의 기재 시트(13), 또는 광학 요소(16)와 동일한 재료 또는 동일한 굴절률의 투명 재료를 광학 요소(16) 상에 도포 등을 행하여 광학 요소(16)의 기능을 없앤 후의 기재 시트(13)를 예시할 수 있다.

(그 외의 층)

광학 시트(10)에서, 광학 요소(16)와는 반대측 면[다른쪽 면(S2)일 수 있음]에는, 광 확산층(도시하지 않음)이 설치되어 있어도 된다. 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같은 광 확산층(18)이 광학 시트(10)의 양 면(S1, S2)에 형성되어 있는 경우에, 배면(S2) 측의 광 확산층(18) 대신 광 확산층을 형성하는 태양을 예시할 수 있다. 이러한 광 확산층은, 광을 확산시키는 작용이 있으면 되고, 일반적인 광 확산 시트에 형성되어 있다. 예를 들면, 입경이 1㎛∼30㎛인 광 확산 미립자가 수지 중에 분산한 층, 예를 들면, 상기 특허 문헌 2 및 3에서 제안된 것과 동일한 것을 적용할 수 있다.

광 확산층은, 광 확산 미립자를 투광성 바인더 수지에 분산시킨 도료를, 분사 도장, 롤 코트 등으로 도장하여 형성된다. 광 확산 미립자의 재료로서, 폴리 메타크릴산메틸(아크릴)계 비즈, 폴리메타크릴산 부틸계 비즈, 폴리카보네이트계 비즈, 폴리우레탄계 비즈, 탄산칼슘계 비즈, 실리카계 비즈 등이 사용된다. 투광성 바인더 수지로서는, 아크릴, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 비닐 중합체 등의 투명한 재료가 사용된다. 광 확산층의 두께는, 통상, 1㎛∼20㎛의 범위이다.

(광학 시트의 제조 방법)

광학 시트(10)는 각종 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 시트형 투광성 기재(12)를 준비한 후, 그 한쪽 면 또는 양 면에 광 확산층(18)을 형성하거나, 또는 이들을 동시에 2층 압출 등으로 형성하고, 그 후, 광학 요소(16)를 형성하여 얻을 수 있다. 투광성 기재(12)와 광 확산층(18)을 별개로 형성하는 경우는, 예를 들면 시트형 투광성 기재(12)를 압출 성형한 후에, 그 한쪽 면 또는 양 면에 광 확산층 형성용 수지액을 도포 건조시켜서 광 확산층(18)을 형성하고, 그 후에 연신 처리하여 미세 입자(20)의 주위에 공극부(22)를 가지는 광 확산층(18)으로 하고, 그 후, 광학 요소(16)를 형성하여 제조할 수 있다. 또한, 투광성 기재(12)와 광 확산층(18)을 동시에 형성하는 경우는, 예를 들면 시트형 투광성 기재(12)와 광 확산층(18)을 2층 압출하여 동시에 형성한 후, 연신 처리하여 미세 입자(20)의 주위에 공극부(22)를 가지는 광 확산층(18)으로 하고, 그 후, 광학 요소(16)를 형성하여 제조할 수 있다.

광학 요소(16)는, 예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 소 56-157310호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 열가소성 수지의 열프레스법이나, 사출 성형법, 또는 자외선이나 열에 의한 경화성 수지의 주형 성형법 등에 의해 제조할 수 있다. 또한, 다른 제조 방법으로서는, 예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 1993-169015호 공보에 개시되어 있는 바와 같은, 원하는 렌즈 배열로 이루어지는 광학 요소(16)의 부형 형을 가지는 부형 롤에 전리 방사선 경화성 수지액을 충전하고, 이에 연신 처리 후의 광 확산층(18)이 형성된 투광성 기재(12)를 중첩하여, 그대로 자외선이나 전자선 등의 전리 방사선을 투광성 기재(12) 측으로부터 조사하여, 전리 방사선 경화성 수지액을 경화시킨다. 그 후, 이들을 부형 롤로부터 박리함으로써, 경화된 전리 방사선 경화성 수지로 이루어지는 광학 요소(16)가 형성된 광학 시트(10)를 제조할 수 있다.

(광학 시트의 다른 태양)

이상의 설명에서는, 본 발명의 광학 시트(10)의 대표적인 형태로서, 도 1∼도 4에 나타낸 바와 같이, 투광성 기재(12)와 광 확산층(18)과는 명확하게 별개층으로 되어 있다. 또한, 제법적으로도 투광성 기재(12)와 광 확산층(18)을 용융 공압출법 등의 방법으로 별개층으로서 형성하는 예를 예시하고 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 형태로만 한정되지 않는다. 즉, 전술한 "투광성 기재의 한쪽 면 및/또는 다른쪽 면 상에 광 확산층을 설치"하는 것은, 최소한, 투광성 기재의 한쪽 면 및/또는 다른쪽 면 중 적어도 표면 근방이, 본 발명 특정한 광 확산층으로 되어도 됨을 의미하고 있다.

따라서, 원래 단층의 투광성 기재 내에서, 어느 한쪽의 표면 근방에 공극부를 함유해도 된다. 또한, 또한 원래 단층의 투광성 기재 내에서, 한쪽 면으로부터 다른쪽 면에 이를 때까지 연속적으로 공극부를 함유하고 있어도 된다. 이 경우는, 환언하면, 광 확산층 단층의 어느 한쪽 면 상에, 직접 광학 요소가 적층된 형태라고도 할 수 있다.

이상을 정리하면, 본 발명에 따른 광학 시트는, 어느 한쪽의 표면 근방에 또는 한쪽 면으로부터 다른쪽 면에 이를 때까지 광 확산 요소로서의 공극부가 형성된 투광성 기재와, 상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소를 가지도록 구성된 광학 시트일 수도 있다. 본 태양의 광학 시트에서도, 그 구성 요소는, 도 1∼도 4에서 기술한 광학 시트의 구성 요소와 동일하고, 그 광학 시트와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

[면 광원 장치]

도 15는, 본 발명의 제1 태양에 따른 면 광원 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 본 발명의 제1 태양에 따른 면 광원 장치(30)는, 이른바 에지 라이트형 면 광원 장치이며, 하나 이상의 측 단면(32A)으로부터 도입된 광을 한쪽 면인 광 방출면(32B)으로부터 출사하는 도광체(32)와, 도광체(32) 중 적어도 1개의 측 단면(32A)으로부터 내부에 광을 입사시키는 광원(34)과, 도광체(32)의 광 방출면(32B)에 설치되고, 광 방출면(32B)으로부터 출사하는 광을 투과하는 본 발명에 따른 광학 시트(10)를 가지고 있다.

도광체(32)는, 투광성 재료로 이루어지는 판형체로서, 도 15에서 좌측의 측 단면(32A)으로부터 도입된 광을, 위쪽의 광 방출면(32B)으로부터 출사하도록 구성되어 있다. 도광체(32)는, 광학 시트(10)의 재료와 동일한 투광성 재료로 형성되며, 통상 아크릴 또는 폴리카보네이트 수지로 형성된다. 도광체(32)의 두께는, 통상 1㎛∼10mm 정도이며, 이 두께는 전체 범위에서 일정해도 되고, 도 15에 나타낸 바와 같이, 광원(34) 측의 측 단면(32A)의 위치에서 가장 두껍고, 반대 방향으로 서서히 얇아지는 테이퍼 형상이라도 된다.

도광체(32)는, 광을 넓은 면[광 방출면(32B)]으로부터 출사시키기 위해, 그 내부 또는 표면에 광 산란 기능이 부가되어 있는 것이 바람직하다.

광원(34)은, 도광체(32) 중 하나 이상의 측 단면(32A)으로부터 내부에 광을 입사시키며, 도광체(32)의 측 단면(32A)을 따라 배치되어 있다. 광원(34)으로서는, 도 15에 나타낸 바와 같은 선형의 광원으로 한정되지 않고, 백열 전구, LED(발광 다이오드) 등의 점 광원을 측 단면(32A)을 따라 라인형으로 배치해도 된다. 또 한, 소형 평면 형광 램프를 측 단면(32A)을 따라 복수 개 배치해도 된다.

도광체(32)의 광 방출면(32B)에는, 전술한 본 발명에 따른 광학 시트(10)가 설치된다. 통상적으로는, 광 방출면(32B)에 광학 시트(10)를 탑재하도록 설치되지만, 그 형태는 특별히 한정되지 않는다. 광학 시트(10)는, 광학 요소(16)의 반대면이 도광체(32)의 광 방출면(32B)이 되도록 설치된다. 그리고, 광학 시트(10)에 대해서는 이미 상세하게 설명하였으므로 여기서는 생략한다.

광 반사판(36)은, 도광체(32)의 광 방출면(32B)과는 반대측 면에 설치되며, 좌측의 측 단면(32A) 이 외의 측 단면에 설치되고, 이들의 면으로부터 출사되는 광을 반사하여 도광체(32) 내에 되돌리기 위한 것이다. 광 반사판(36)은, 얇은 금속판에 알루미늄 등을 증착한 것, 또는 백색의 발포 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등이 사용된다.

도 16은, 본 발명의 제2 태양에 따른 면 광원 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 본 발명의 제2 태양에 따른 면 광원 장치(40)는, 직하형 면 광원 장치로서, 본 발명에 따른 광학 시트(10)와, 광학 시트(10)의 광학 요소(16) 측의 반대 면으로부터 광을 조사하는 광원(34)과, 광원(34)으로부터 보아서 광학 시트의 반대 측에 배치되고, 광원(34)으로부터의 광을 광학 시트(10) 방향으로 반사하는 오목면형의 반사체(44)를 가지고 있다. 그리고, 광학 시트(10)에 대해서는 이미 설명하였으므로 여기서는 설명을 생략한다.

광원(34)으로부터의 광은, 광학 시트(10) 측의 광 방출면(42)을 향해 광학 시트(10)를 투과하는 것과, 반사체(44)에서 반사된 후에 광 방출면(42)을 향해 광 학 시트(10)를 투과하는 것이 있다.

광 반사판(44)은, 상기 제1 태양의 면 광원 장치와 마찬가지로, 얇은 금속판에 알루미늄 등을 증착한 것, 또는 백색의 발포 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등이 사용된다. 광 반사판(44)의 형상은, 광원(34)으로부터의 광을 평행 광선으로서 균일하게 반사할 수 있으면 되고, 오목원호형, 포물면 기둥형, 쌍곡선 기둥형, 타원 기둥형 등의 형상이 선택된다.

도 17은, 본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 면 광원 장치의 다른 일례를 나타낸 투시 단면도이며, (A)는 제1 태양에 따른 면 광원 장치의 다른 일례를 나타내고, (B)는 제2 태양에 따른 면 광원 장치의 다른 일례를 나타낸다. 도 17의 (A)에 나타낸 면 광원 장치(30')는, 도 15의 면 광원 장치(30)와는 광학 시트(10)를 구성하는 광학 요소(16)의 방향이 상이하며, 광학 요소(16)가, 광원(34)으로부터 광학 시트(10)를 향해 광이 출사하는 측, 즉 도광체(32)의 광 방출면(32B) 측에 설치되어 있는 태양이라도 된다. 또한, 도 17의 (B)에 나타낸 면 광원 장치(40')는, 도 16의 면 광원 장치(40)와는 광학 시트(10)를 구성하는 광학 요소(16)의 방향이 상이하며, 광학 시트(10)를 구성하는 광학 요소(16)가, 광원(34)으로부터 광학 시트(10)를 향해 광이 출사하는 측, 즉 광학 시트(10) 측의 광 방출면(42) 측에 설치되어 있는 태양이라도 된다.

또한, 본 발명에 따른 면 광원 장치의 다른 태양으로서, 예를 들면 도 1∼도 4에 나타낸 태양에 따른 광학 시트(10) 대신, 어느 한쪽의 표면 근방에 또는 한쪽 면으로부터 다른쪽 면에 이를 때까지 광 확산 요소로서의 공극부가 형성된 투광성 기재와, 상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소를 가지는 광학 시트를 사용한 면 광원 장치라도 된다.

[표시 장치]

도 18 및 도 19는, 본 발명의 표시 장치로서의 액정 표시 장치의 예를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 18에 나타낸 액정 표시 장치(50)는, 평면형의 투광성 표시체인 액정 패널(52)과, 액정 패널(52)의 배면에 배치되고, 액정 패널(52)을 배면으로부터 광 조사하는 본 발명에 따른 에지 라이트형 면 광원 장치(30)를 구비하고 있다. 또한, 도 19에 나타낸 액정 표시 장치(60)도 마찬가지로, 평면형의 투광성 표시체인 액정 패널(62)과, 액정 패널(62)의 배면에 배치되고, 액정 패널(62)을 배면으로부터 광 조사하는 본 발명에 따른 직하형 면 광원 장치(40)를 구비하고 있다. 액정 표시 장치(50, 60)는, 백라이트 면 광원 장치(30, 40)를 구비한 투과형 액정 표시 장치이며, 액정 화면을 형성하는 각 화소를 면 광원 장치(30, 40)로부터의 출사광에 의해 배면 측으로부터 조명하도록 구성되어 있다. 그리고, 면 광원 장치로서는, 도 17의 (A) 및 (B)에 나타낸 태양의 면 광원 장치(30', 40')를 적용해도 된다.

이 액정 표시 장치(50, 60)는, 본 발명에 따른 면 광원 장치(30, 40)를 구성 부재로서 가지지만, 면 광원 장치(30, 40)는, 상 선명도의 값이 작은 기재 시트를 가진 법선 휘도가 높은 광학 시트(10)를 구비한다. 그 결과, 액정 표시 장치(50, 60)는, 양호한 휘도를 얻을 수 있고, 간섭 무늬 등에 의한 휘도 불균일화가 생기지 않으므로, 양호한 화상을 형성할 수 있다.

[실시예]

다음으로, 실시예와 비교예를 예로 들어, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

(실시예 1)

투광성 기재 형성용의 압출 수지로서 굴절률 1.56의 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하 "PET"로 나타냄) 수지를 사용하고, 광 확산층 형성용의 압출 수지로서 굴절률 1.56의 PET 수지를 사용하여, 양 자를 모두 압출 장치에 투입하여 2층 압출을 행하였다. 광 확산층 형성용의 압출 수지는, 평균 입경 20㎛로 굴절률 1.56의 폴리에스테르 수지로 이루어지는 미세 입자(20)를 상기 PET 수지 재료 중에 20중량부만큼 분산시킨 것이다. 얻어진 시트는 이어서 연신 장치에서 연신 처리되고, 처리 후의 두께는, 투광성 기재(12)인 PET 수지 기재가 163㎛이며, 광 확산층(18)이 25㎛였다. 이와 같이 하여 소정의 공극부(22)가 형성된 광 확산층(18)을 구비하여 이루어지는 기재 시트(71)를 제작하였다. 그리고, 연신 처리는, 연신 장치를 이용하고, 2층 압출 시트의 길이 방향과 폭 방향으로 연신도 8/4로 2축 연신 처리하였다. 형성된 공극부(22)의 평균 치수는, 공극부(22)를 평면에서 볼 경우의 장축 방향의 길이(a)가 160㎛, 공극부를 평면에서 볼 경우의 단축 방향의 길이(b)가 80㎛였다.

전술한 바와 같이 하여 제작된 기재 시트(71)를 도 20에 나타낸 제조 장치(70)에 투입하고, 광 확산층(18)이 설치되어 있지 않은 측의 표면(표 1에서는 " 배면"이라고 함)에 광학 요소(16)를 형성한다(도 2 참조). 먼저, 전술한 바와 같이 하여 얻어진 기재 시트(71)의 권취롤(72)를 준비하였다. 한편, 금속 원통 표면에 삼각형상의 단위 프리즘의 부형 형(76)이 형성된 부형 롤(73)을 준비하고, 이를 중심축의 주위에 회전시키면서, T 다이형 노즐(74)로부터 자외선 경화형 수지액(80)을 부형 롤 면에 공급하고, 단위 프리즘의 부형 형(76)에 충전하였다. 이어서, 기재 시트(71)를 권취롤(72)로부터 부형 롤(73)의 회전 주위 속도와 동기하는 속도로 감아내고, 가압 롤(81)로 기재 시트(71)를 부형 롤(73) 상에, 수지액(80)을 사이에 두고 적층 밀착시키고, 그 상태에서 자외선 조사 장치(82, 82)로부터의 자외선을 기재 시트(71) 측으로부터 조사하고, 부형 형(76) 내에서 수지액(80)을 가교 경화시킴과 동시에 기재 시트(71)와 접착시켰다. 이어서, 박리 롤(83)을 사용하여 주행하는 기재 시트(71)를, 거기에 접착한 광학 요소(16)와 함께 박리하고, 삼각형상의 단위 프리즘이 복수 개 배열된 도 1에 나타낸 태양의 광학 시트(10)를 얻었다. 그리고, 단위 프리즘의 형상은, 삼각형상이며, 상세하게는, 피치 50㎛로, 단위 프리즘 형상 단면이 꼭지각 85℃인 이등변 삼각형으로, 능선이 서로 평행하게 되도록 접하여 배열된 형상이 되도록 형성하였다. 또한, 본 실시예 1에서는, 단위 프리즘의 능선 방향(G)과 공극부(22)의 장축 방향이 평행하게 되도록, 부형 롤을 배치하여 광학 요소(16)를 형성하였다.

[0108]

후술하는 표 1에 나타낸 바와 같이, 얻어진 광학 시트(10)의 법선 휘도는 비교예 1의 광학 시트를 100%로 했을 때의 상대값으로 96.4%였다. 또한, 기재 시 트(71)의 헤이즈값은 45.9%이며, 상 선명도의 값은 0.5mm 슬릿으로 측정했을 때의 값은 3.1이었다. 그리고, 법선 휘도는, 얻어진 광학 시트를 측정한 것이지만, 헤이즈값과 상 선명도의 값은, 얻어진 광학 시트를 측정한 것이 아니라, 본 실시예에서는, 기재 시트(71)[즉, 투광성 기재 상에 광 확산층을 형성하여 이루어지는 기재 시트(71)]를 측정한 것이다.

(실시예 2)

실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 광학 시트를 제작하였다. 본 실시예 2의 광학 시트는, 상 선명도의 값을 실시예 1과 같은 정도로 하면서 법선 휘도를 향상시키도록 하여 제작한 것이다. 얻어진 광학 시트의 법선 휘도는 비교예 1의 광학 시트를 100%로 했을 때의 상대값으로 97.2%였다. 또한, 기재 시트(71)의 헤이즈값은 36.2%이며, 상 선명도의 값은 0.5mm 슬릿으로 측정했을 때의 값으로 3.2였다. 이러한 특성의 조정은, 공극부(22)의 크기 및 광 확산층(18) 내의 미세 입자(20)의 입경과 함유량을 조정하여 행하였다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3의 광학 시트를 제작하였다. 본 실시예 3의 광학 시트는, 상 선명도의 값을 실시예 1보다 큰 값으로 하고, 법선 휘도를 더 향상시키도록 하여 제작한 것이다. 얻어진 광학 시트의 법선 휘도는 비교예 1의 광학 시트를 100%로 했을 때의 상대값으로 99.7%였다. 또한, 기재 시트(71)의 헤이즈값은 20.1%이며, 상 선명도의 값은 0.5mm 슬릿으로 측정했을 때의 값으로 8.9였다. 이러한 특성의 조정은, 공극부(22)의 크기 및 광 확산층(18) 내의 미세 입 자(20)의 입경과 함유량을 조정하여 행하였다.

(실시예 4)

실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 4의 광학 시트를 제작하였다. 본 실시예 4의 광학 시트는, 상 선명도의 값을 실시예 1과 같은 정도로 하고, 공극부(22)의 형상을 원형으로 하여 광 확산성을 등방적으로 하고자 하여 제작한 것이다. 얻어진 광학 시트의 법선 휘도는 비교예 1의 광학 시트를 100%로 했을 때의 상대값으로 99.7%였다. 또한, 기재 시트(71)의 헤이즈값은 14.2%이며, 상 선명도의 값은 0.5mm 슬릿으로 측정했을 때의 값으로 9.2였다. 공극부(22)의 형상과 특성의 조정은, 종횡 연신 배율의 조정과 광 확산층(18) 내의 미세 입자(20)의 입경과 함유량을 조정하여 행하였다. 그리고, 공극부(22)의 평균 치수는, 공극부(22)를 평면에서 볼 경우의 직교하는 길이는 모두 24㎛이며, 대략 원형상으로 되어 있었다.

실시예 4의 광학 시트는 공극부(22)의 형상이 원형이며, 후술하는 비교예 1내지 4와 마찬가지로, 등방적인 광 확산성을 나타내고 있지만, 하기의 표 1의 결과로부터도 알 수 있는 바와 같이, 특히 상 선명도에서 양호한 결과로 되었다.

(실시예 5)

실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 5의 광학 시트를 제작하였다. 본 실시예 5의 광학 시트는, 실시예 1에서 제작한 기재 시트(71)의 실시예 1과는 반대측 면[즉, 광 확산층(18)이 형성된 면]에 단위 프리즘을 배열한 것이다(도 1을 참조). 얻어진 광학 시트의 법선 휘도는 비교예 1의 광학 시트를 100%로 했을 때의 상대값으로 96.3%였다.

(실시예 6)

실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 6의 광학 시트를 제작하였다. 본 실시예 6의 광학 시트는, 실시예 1에서 제작한 기재 시트(71)의 단위 프리즘의 배열 방향을 90° 회전시킨 것이다. 이 광학 시트를 얻기 위해 표면의 부형 패턴의 방향을 90° 회전시켜서 부형 롤(73)을 제작하고, 사용하였다. 얻어진 광학 시트의 법선 휘도는 비교예 1의 광학 시트를 100%로 했을 때의 상대값으로 95.3%였다.

(실시예 7)

실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 7의 광학 시트를 제작하였다. 본 실시예 7의 광학 시트는, 공극부(22)의 형상을 원형으로 하여 광 확산성을 등방적으로 하고, 또한 실시예 4의 경우보다 공극부(22)를 크게 하고자하여 제작한 것이다. 얻어진 광학 시트의 법선 휘도는 비교예 1의 광학 시트를 100%로 했을 때의 상대값으로 98.5%이었다. 또한, 기재 시트(71)의 헤이즈값은 23.3%이며, 상 선명도의 값은 0.5mm 슬릿으로 측정했을 때의 값으로 12.8이었다.

(실시예 8)

실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 8의 광학 시트를 제작하였다. 본 실시예 8의 광학 시트는, 상 선명도의 값을 실시예 1과 같은 정도로 하고, 공극부(22)의 형상을 가늘고 길게 변경하여 제작한 것이다. 얻어진 광학 시트의 법선 휘도는 비교예 1의 광학 시트를 100%로 했을 때의 상대값으로 99.2%였다. 또한, 기재 시트(71)의 헤이즈값은 22.8%이며, 상 선명도의 값은 0.5mm 슬릿으로 측정했을 때의 값으로 3.5였다.

(비교예 1)

굴절률 1.56으로 두께 188㎛의 광학용 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(도요보 제품, A4300)에 매트 잉크(폴리에스테르 수지에 입경 5㎛의 아크릴계 미립자를 혼합한 것)를 코팅하여 두께 8㎛의 매트층을 가지는 기재 시트를 제작하였다. 이와 같이 하여 제작된 기재 시트를, 실시예 1과 마찬가지로, 도 20에 나타낸 제조 장치(70)에 투입하고, 매트층을 형성한 측의 반대면에 광학 요소(16)를 형성하고, 비교예 1의 광학 시트를 제작하였다. 그리고, 기재 시트의 제작 시에는, 헤이즈값이 28%∼32% 정도로 되도록 제조 조건을 조정하였다. 얻어진 기재 시트의 헤이즈값은 29.3%이며, 또한 기재 시트의 상 선명도의 값은 0.5mm 슬릿으로 측정했을 때의 값으로 22.5였다.

(비교예 2)

비교예 1과 동일하게 코팅에 의해 기재 시트를 제작하였다. 본 비교예 2의 기재 시트는 실시예 1과 동등한 헤이즈값을 얻을 수 있도록 제작한 것이다. 헤이즈값의 조정은, 매트 잉크에 함유시키는 아크릴 미립자의 함유량을 많이 하여 조정하였다(표 1 참조). 이와 같이 하여 제작한 기재 시트에 실시예 1과 마찬가지로, 도 20에 나타낸 제조 장치(70)에 투입하고, 매트층을 형성한 측의 반대면에 광학 요소(16)를 형성하고, 비교예 2의 광학 시트를 제작하였다. 얻어진 기재 시트의 헤이즈값은 46.2%이며, 또한 기재 시트의 상 선명도의 값은 0.5mm 슬릿으로 측정했을 때의 값으로 17.2였다.

(비교예 3)

비교예 1와 동일하게 하여, 비교예 3의 광학 시트를 제작하였다. 본 비교예 3의 광학 시트는, 매트 잉크에 함유시키는 아크릴 미립자로서 20㎛의 것을 사용하고, 단위 면적당 입자의 밀도를 실시예 1의 공극부의 밀도와 같은 정도로 하여 제작한 것이다. 얻어진 광학 시트의 법선 휘도는 비교예 1의 광학 시트를 100%로 했을 때의 상대값으로 93.4%였다. 또한, 기재 시트의 헤이즈값은 12.7%이며, 상 선명도의 값은 0.5mm 슬릿으로 측정했을 때의 값으로 42.1이었다.

(비교예 4)

비교예 1과 동일하게 하여, 비교예 4의 광학 시트를 제작하였다. 본 비교예 4의 광학 시트는, 매트 잉크에 함유시키는 아크릴 미립자로서 80㎛의 것을 사용하고, 단위 면적당 입자의 밀도를 실시예 1의 공극부의 밀도와 같은 정도로 하여 제작한 것이다. 얻어진 광학 시트의 법선 휘도는 비교예 1의 광학 시트를 100%로 했을 때의 상대값으로 94.8%였다. 또한, 기재 시트의 헤이즈값은 10.8%이며, 상 선명도의 값은 0.5mm 슬릿으로 측정했을 때의 값으로 59.8이었다.

(측정)

얻어진 광학 시트를 구성하는 광 확산층(18)을 현미경 사진으로 평면시(平面視)로 관찰하고, 광 확산층(18) 내의 공극부(22)의 단위 면적당 밀도(개/cm²)와, 공극부(22)의 크기[단축 직경(㎛)/장축 직경(㎛)]를 계측하였다.

법선 휘도는, 광선 출사 각도마다 휘도를 측정하는 장치인 미소 편각 휘도계(토프콘 제품, 형식: BM-7)를 사용하고, 광원으로서 등방 확산광을 사출하는 라 이트 테이블을 사용하고, 시야각 1°의 측정 조건으로 측정하였다. 이 때, 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 4의 각 광학 시트에서 측정된 휘도의 값을 기초로 하여, 비교예 1의 광학 시트의 법선 휘도를 100%로 하고, 실시예 1 내지 8 및 비교예 2 내지 4의 광학 시트의 법선 휘도를 상대값으로 하여 산출하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 실시예 1 내지 8의 광학 시트의 법선 휘도는, 모두 95% 이상(비교예 1에 대한 상대값)이었다. 그리고, 표 1의 전체 광선 투과율은, 광선 투과율계(가부시키가이샤 무라카미 색채 연구소사 제품, 형식: HM-150)를 사용하여 측정하였다.

헤이즈값은, 광학 요소(16)를 제외한 태양에서의 광학 시트(10), 즉 투광성 기재(12) 상에, 공극부(22)를 가지는 광 확산층(18)이 형성된 기재 시트(71)를 측정 시료로 한 것이다. 기재 시트(71)의 중심부를 가로 60mm, 세로 60mm로 잘라낸 시험편에 대하여, 광선 투과율계(가부시키가이샤 무라카미 색채 연구소사 제품, 형식: HM-150)를 사용하고, JIS-K-7361-1에 따라 측정하였다. 이 결과를 표 1에 나타낸다.

상 선명도의 값은, 광학 요소(16)를 제외한 태양에서의 광학 시트(10), 즉 투광성 기재(12) 상에, 공극부(22)를 가지는 광 확산층(18)이 형성된 기재 시트(71)를 측정 시료로 한 것이다. 측정에는, 사상성(寫像性) 측정기(스가시험기 가부시키가이샤 제품, 형식: ICM-1DP)를 사용하고, JIS-K-7374에 따라 투과 측정, 측정 각도 0° 광학빗(optical com)(슬릿폭: 2.0mm, 1.0mm, 0.5mm, 0.125mm)으로 측정하였다. 상 선명도의 값의 평가를, 예를 들면 슬릿폭 0.5mm의 경우를 설명하 면, 그 값이 15 이하에서는 흐릿한 정도가 크고, 간섭 무늬 등에 의한 휘도 불균일성의 발생을 억제할 수 있지만, 그 값이 20∼40의 범위에서 흐릿한 정도가 중 정도로, 간섭 무늬 등에 의한 휘도의 불균일성이 시인될 경우가 있고, 그 값이 50을 넘으면 흐릿한 정도가 낮고, 간섭 무늬 등에 의한 휘도 불균일성이 시인된다. 또한, 비교예 1 내지 4의 광학 시트에 대해서도 마찬가지로 측정하였다. 이 결과를 표 1에 나타낸다.

광 확산성에 대하여는, 3차원 고니오시스템(Gonio system)(오프텍크사 제품)을 사용하여, 입사광 각도 0°에서 ±10°만큼 변화시켰을 때의 확산 특성을 측정하였다. 수직 화각(γV)에 대해서는, 실시예 1, 실시예 7 및 비교예 4에서 제작한 각각의 기재 시트(71)의 수직 방향의 확산 특성을 측정하고, 수평 화각(αV)에 대해서도, 실시예 1, 실시예 7 및 비교예 4에서 제작한 각각의 기재 시트(71)의 수평 방향의 확산 특성을 측정하였다. 그 결과를 도 21과 도 22에 나타낸다.

그리고, 도 21 및 도 22는, 실시예 1, 실시예 7 및 비교예 4에서 제작한 각각의 기재 시트(71)를 시료로 하고, 각각의 정면 휘도를 100%로서의 수직 방향 및 수평 방향의 상대 휘도와 각도와의 관계를 나타낸 것이다. 여기서 "확산 특성"은, 수직 방향 및 수평 방향의 광 확산성을 휘도와 확산각으로 이루어지는 광 확산 곡선으로 나타낸 것이다. 도 21의 확산 특성은 수직 방향의 광 확산성을 나타내고 있지만, 여기서 "수직 방향"은, 기재 시트(71)를 평면에서 볼 때의 1축 방향으로 길게 연장되도록 배향한 대략 타원형으로 이루어지는 공극부의 장축 방향에 평행하게 되는 방향이다. 한편, 도 22의 확산 특성은 수평 방향의 광 확산성을 나타내고 있지만, 여기서 "수평 방향"은, 기재 시트(71)를 평면에서 볼 때의 1축 방향으로 길게 연장되도록 배향한 대략 타원형으로 이루어지는 공극부의 장축 방향과 직교하는 방향이다.

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 4에서 사용한 기재 시트에는 입경 80㎛의 미립자가 포함되고, 공극부는 포함되어 있지 않다. 한편, 실시예 7에서 사용한 기재 시트(71)는 공극부가 등방적으로 80㎛로 되어 있고, 실시예 1에서 사용한 기재 시트(71)는 (짧은 직경/긴 직경)=(80㎛/160㎛)의 비 등방적인 공극부를 가지고 있다. 도 21과 도 22는 이들 각 기재 시트의 광 확산성을 나타내고 있지만, 비교예 4의 기재 시트에서의 광 확산 곡선(상대 휘도 분포 곡선라고도 함)은, 도 21에 나타낸 수직 방향의 곡선도 도 22에 나타낸 수평 방향의 곡선과 함께, 좁은 각도 범위(반값폭이 작음)의 태양으로 이루어지는 확산 특성을 나타내고 있다. 실시예 7의 기재 시트에서의 광 확산 곡선은, 도 21에 나타낸 수직 방향의 곡선도 도 22에 나타낸 수평 방향의 곡선과 함께, 비교예 4보다 약간 넓은 각도 범위의 태양으로 이루어지는 확산 특성을 나타내고 있다. 한편, 실시예 1의 기재 시트에서의 광 확산 곡선은, 도 21에 나타낸 수직 방향의 곡선에서는 보다 넓은 각도 범위(반값폭이 큼)의 태양으로 이루어지는 확산 특성을 나타내고 있지만, 도 22에 나타낸 수평 방향의 곡선에서는 실시예 7보다 좁은 각도 범위의 태양으로 이루어지는 확산 특성을 나타내고 있다. 그 이유는, 등방적인 공극부를 포함하는 실시예 7은, 등방적인 입자를 포함하는 비교예 4보다 양호한 광 확산성을 나타내지만, 실시예 7의 공극부와 비교예 4의 입자는 모두 등방적인 형상이므로, 확산 특성은 수직, 수평이 함께 실질적으로 동등하게 되어 있다. 한편, 비 등방적인 공극부를 포함하는 실시예 1은, 수직 방향과 수평 방향의 확산 특성의 차이가 매우 현저했다. 이는, 이미 설명한 바와 같이, 대략 타원형의 공극부가 배향하는 방향과 확산 특성과의 관계에 의존하고 있는 것을 나타내고 있다.

그리고, 본원에 있어서, 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭은, 도 21에서는, 상대 휘도 50%일 때의 확산 각의 폭이며, 따라서, 예를 들면, 실시예 1의 기재 시트에서는, 도 22에 나타낸 확산 특성의 측정 방향인 수평 방향이, 본 발명에서 말하는 "광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대의 반값폭을 나타내는 가상선이 연장되는 방향"이며, 또한 "평면에서 볼 때 1축 방향으로 배향한 대략 타원형으로 이루어지는 공극부의 장축 방향에 직교하는 방향"이다.

(평가)

본 발명에 따른 실시예 1 내지 8의 광학 시트(10)는, 표 1의 결과와 도 21 및 도 22의 확산 특성으로부터, 헤이즈값이 20%∼95%의 범위에서, 상 선명도의 값이, 예를 들면 0.5mm 슬릿의 경우에 모두 15 이하의 값을 나타낸다. 또한, 법선 휘도가 모두 95% 이상(비교예 1에 대한 상대값)으로 높은 값이었다. 이 결과는, 광학 시트를 가지는 면 광원 장치를 액정 표시 장치의 백라이트 부재로서 이용하면, 관찰자에게 충분한 밝기를 유지한 상태로 간섭 무늬 등에 의한 휘도 불균일화를 억제할 수 있다.

표 2는, 직하형 백라이트 유닛과 에지 라이트형 백라이트 유닛을 각각 준비하고, 각각의 백라이트 유닛 상에, 실시예 1, 실시예 6 및 비교예 2의 각 광학 시 트를 탑재했을 때의 휘도 불균일 외관의 평가 결과이다.

이 때, 직하형 백라이트 유닛을 사용한 경우 및 에지 라이트형 백라이트 유닛을 사용한 경우의 어느 경우에도, 각 광학 시트의 단위 프리즘의 능선 방향과, 각 백라이트 유닛의 광원인 냉음극관의 길이 방향이 평행하게 되도록 세팅하였다(도 13 및 도 14 참조). 한편, 광 확산층(18)의 공극부(22)의 대략 타원 형상의 장축 방향과, 각 광학 시트의 단위 프리즘의 능선 방향은, 직하형 백라이트 유닛을 사용한 경우에는 평행하게 하고, 에지 라이트형 백라이트 유닛을 사용한 경우에는 직교하도록 배치하였다.

표 2의 결과로부터, 비교예 2의 광학 시트를 사용한 경우는 모두 휘도 불균일이 분명히 확인되었지만, 실시예 1 및 6의 광학 시트를 사용한 경우에는 휘도 불균일은 개선되었다. 특히, 실시예 1의 광학 시트를 직하형 백라이트 유닛에 적용한 경우와, 실시예 6의 광학 시트를 에지 라이트형 백라이트 유닛에 적용한 경우는, 휘도 불균일를 개선하는 효과가 가장 높은 것이 확인되었다.

[표 1]

[표 2]

Claims (17)

1. 투광성 기재(基材);

   상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소; 및

   상기 한쪽 면과 상기 광학 요소 사이에 및/또는 상기 투광성 기재의 다른 쪽 면 상에 설치된 광 확산층

   을 가지고,

   상기 광 확산층 중 적어도 한쪽 면에 설치된 광 확산층이, 광 확산 요소로서의 공극부를 포함하는, 광학 시트.
2. 어느 한쪽의 표면 근방에 또는 한쪽 면으로부터 다른쪽 면에 이를 때까지 광 확산 요소로서의 공극부(空隙部)가 형성된 투광성 기재; 및

   상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소

   를 포함하는 광학 시트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 공극부를 가지는 광 확산층이, 미세 입자를 분산시킨 투명 수지층을 1축 또는 2축으로 연신(延伸)하여 형성되어 이루어지고, 상기 공극부가 단면에서 볼 때 상기 광학 시트의 법선과 직교하는 방향으로 연장된 평탄한 형상을 가진, 광학 시트.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 공극부가 평면에서 볼 때 1축 방향으로 배향된 대략 타원형인, 광학 시트.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 공극부가 평면에서 볼 때 대략 원형인, 광학 시트.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광학 요소를 제거한 광학 시트에 대하여 상기 광학 시트의 법선과 평행하게 직선 광을 입사하고, 상기 직선 광이 상기 광학 시트를 투과한 투과광의 광 확산성을 측정한 경우, 상기 광학 시트의 법선에 직교하는 복수의 가상선 상에서 측정된 광 확산성이 비 등방적인, 광학 시트.
7. 제6항에 있어서,

   상기 비 등방적인 광학 시트의 광 확산성이 휘도와 확산각으로 나타낸 광 확산 곡선에 의해 나타내어진 경우, 상기 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대의 반값폭을 나타내는 가상선의 연장되는 방향이, 평면에서 볼 때 1축 방향으로 배향된 대략 타원형으로 이루어지는 공극부의 장축 방향과 직교하는 방향인, 광학 시트.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 비 등방적인 광학 시트의 광 확산성을 휘도와 확산각으로 나타낸 광 확산 곡선에 의해 나타내어진 경우, 상기 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대의 반값폭을 나타내는 가상선이 연장되는 방향과,

   상기 광학 요소를 구성하는 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 능선 방향이 직교하거나 또는 실질적으로 직교하도록 구성되어 있는, 광학 시트.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 비 등방적인 광학 시트의 광 확산성이 휘도와 확산각으로 나타낸 광 확산 곡선에 의해 나타내어진 경우, 상기 광 확산 곡선으로부터 얻어진 반값폭 중 최대의 반값폭을 나타내는 가상선이 연장되는 방향과,

   상기 광학 요소를 구성하는 단위 프리즘 또는 단위 렌즈의 능선 방향이 평행하거나 또는 실질적으로 평행하도록 구성되어 있는, 광학 시트.
10. 제1항, 제2항, 제3항, 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 광학 요소를 제거한 광학 시트에 대하여 상기 광학 시트의 법선과 평행하게 직선 광을 입사하고, 상기 직선 광이 상기 광학 시트를 투과한 투과광의 광 확산성을 측정한 경우, 상기 광학 시트의 법선과 직교하는 복수의 가상선 상에서 측정한 광 확산성이 등방적인, 광학 시트.
11. 상기 광학 요소를 제거한 광학 시트를 JIS K 7374로 규정된 방법으로 측정한 상 선명도의 값이 슬릿 피치 0.5mm에서 15 이하이며,

    상기 광학 요소를 제거한 광학 시트를 JIS K 7361-1로 규정된 방법으로 측정한 헤이즈값(Haze Value)이 20% 이상 95% 이하인, 광학 시트.
12. 투광성 재료로 이루어지고, 하나 이상의 측 단면으로부터 도입된 광을 한쪽 면인 광 방출면으로부터 출사하는 도광체;

    상기 도광체의 적어도 1개의 상기 측 단면으로부터 내부에 광을 입사시키는 광원;

    상기 도광체의 광 방출면에 설치되고, 상기 광 방출면으로부터 출사하는 광을 투과하는 광학 시트

    를 가지는 면 광원 장치로서,

    상기 광학 시트가,

    투광성 기재;

    상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소; 및

    상기 한쪽 면과 상기 광학 요소 사이에 및/또는 상기 투광성 기재의 다른 쪽 면 상에 설치된 광 확산층

    을 가지고,

    상기 광 확산층 중 적어도 한쪽 면에 설치된 광 확산층이 광 확산 요소로서의 공극부를 포함하는, 면 광원 장치.
13. 투광성 기재;

    상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소; 및

    상기 한쪽 면과 상기 광학 요소 사이에 및/또는 상기 투광성 기재의 다른 쪽 면 상에 설치된 광 확산층

    을 가지고,

    상기 광 확산층 중 적어도 한쪽 면에 설치된 광 확산층이,

    광 확산 요소로서의 공극부를 가지는 광학 시트;

    상기 광학 시트의 배면측으로부터 광을 조사하는 광원; 및

    상기 광원의 상기 광학 시트와 반대 측에 배치되고, 상기 광원으로부터의 광을 상기 광학 시트 방향으로 반사하는 반사체

    를 포함하는, 면 광원 장치.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,

    상기 광학 시트를 구성하는 광학 요소가, 상기 광원으로부터의 광의 출사측 에 설치되어 있는, 면 광원 장치.
15. 제12항 또는 제13항에 있어서,

    상기 광학 시트를 구성하는 광학 요소가, 상기 광원으로부터의 광의 입사측에 설치되어 있는, 면 광원 장치.
16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 광학 시트 대신,

    어느 한쪽의 표면 근방에, 또는 한쪽 면으로부터 다른쪽 면에 이를 때까지 광 확산 요소로서의 공극부가 형성된 투광성 기재; 및

    상기 투광성 기재의 한쪽 면에 설치된, 단위 프리즘 또는 단위 렌즈를 복수 개 배열하여 이루어지는 광학 요소

    를 포함하는 광학 시트를 사용한, 면 광원 장치.
17. 평면형의 투광성 표시체; 및

    상기 투광성 표시체의 배면에 배치되고, 상기 투광성 표시체를 배면으로부터 광조사하는 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 면 광원 장치

    를 포함하는 표시 장치.

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