KR20090126302A - 백라이트 장치 및 부재 - Google Patents

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KR20090126302A
KR20090126302A KR1020097021935A KR20097021935A KR20090126302A KR 20090126302 A KR20090126302 A KR 20090126302A KR 1020097021935 A KR1020097021935 A KR 1020097021935A KR 20097021935 A KR20097021935 A KR 20097021935A KR 20090126302 A KR20090126302 A KR 20090126302A
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diffusion
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KR1020097021935A
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요헤이 후나바시
야스마로 도시마
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키모토 컴파니 리미티드
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Abstract

본 발명의 백라이트 장치는 광원(13)과, 광원 상에 배치된 확산판(14)과, 확산판 상에 배치된 광학부재(15)로 구성되는 직하형 백라이트 장치(1), 또는 도광판과, 도광판 상에 배치된 광학부재로 구성되는 에지라이트 방식의 백라이트 장치로서, 광학부재(15)의 확산판 또는 도광판(이하, 광학 요소)과 접하는 면은, 열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지와, 평균 입자경 4~10 ㎛인 폴리에틸렌계 왁스 입자를 포함하는 재료로 형성되어 있다. 폴리에틸렌계 왁스 입자의 함유량은, 수지층의 수지 성분 100 중량부에 대해 0.20~0.50 중량부이다. 광학 요소로서, 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품을 사용한 경우에도, 광학 요소와 이에 접하는 광학부재(15)의 밀착을 방지하고, 또한, 광학부재(15)에 의한 성형품인 광학 요소의 흠집 발생을 저감할 수 있다.

Description

백라이트 장치 및 부재{Backlight device and member}
본 발명은 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품으로의 흠집 발생을 저감하는 부재에 관한 것으로, 특히 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 확산판이나 도광판(導光板)을 사용한 백라이트 장치의, 확산판이나 도광판으로의 흠집 발생을 저감한 광학부재에 관한 것이다.
액정 디스플레이 등의 백라이트 장치는, 광원 상에 확산판을 배치한 직하형의 것이나, 도광판의 적어도 일단부(一端部)에 광원을 배치한 에지라이트 방식의 백라이트 장치가 있다. 이와 같은 백라이트 장치의 경우에는, 확산판이나 도광판의 정면 방향으로의 휘도를 높게 하기 위해서나, 도광판에 의한 확산 패턴을 보이지 않게 하기 위해서, 광확산 필름 등의 광학부재가 적층되어 있다.
또한, 광학부재의 확산판이나 도광판과 접하는 면은, 확산판이나 도광판과의 밀착을 방지하기 위해서 요철이 설치되어 있다. 이와 같은 요철면은 바인더 수지와 소량의 비즈에 의해 형성되고, 비즈로서는 광학 특성이나 내광성의 문제로부터, 아크릴 비즈 등이 일반적으로 사용되고 있다(특허문헌 1).
백라이트 장치의 박형화의 요구가 많아져, 확산판이나 도광판도 박형화 때문에, 아크릴 수지 대신에, 비정질 올레핀계 수지나 폴리카보네이트 수지가 사용되게 되어지고 있다. 또한, 투명성 등의 광학 특성이나 내충격성이나 방습성 등의 물리적 성질이 우수하기 때문에, 도광판이나 확산판 이외의 부재에도 비정질 올레핀계 수지나 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품이 사용되어지게 되었다.
그러나, 이들 수지로 되는 성형품은, 요철면을 아크릴 비즈 등으로 형성한 광학부재를 적층한 경우, 아크릴 비즈 등이 비교적 경질(硬質)이기 때문에, 이 아크릴 비즈 등으로 되는 볼록부와 접촉하는 비정질 올레핀계 수지나 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품의 부분에 흠집이 발생해 버린다는 문제가 생겼다.
이 문제를 해결하기 위해 다종 다양한 방책이 제안되어 있다. 예를 들면 특허문헌 2에는, 광학적 기능층을 설치한 기재의 이면(裏面)에 엠보스 가공에 의해 미세 요철을 형성한 광학 시트가 제안되어 있다. 또한 특허문헌 3에는, 광확산층이 형성된 기재 시트의 이면에, 비즈나 왁스를 포함하는 전리방사선 경화형 수지로 되는 스티킹(sticking) 방지층을 형성한 광확산 시트가 제안되어 있다.
그러나, 최근, 박형화의 요구는 더욱 심해져, 비정질 올레핀계 수지나 폴리카보네이트 수지를 사용한 박형의 성형품을 성형하기 위해서, 이들 수지의 유동성을 향상시킨 수지를 사용하게 되어지고 있다. 이와 같은 유동성을 향상시킨 수지에 의한 성형품은, 지금까지 이상으로 흠집이 발생하기 쉬워, 지금까지의 흠집 발생 대책품으로는 흠집 발생을 저감할 수 없게 되어 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개 제2003-270410호 공보(종래의 기술)
특허문헌 2: 일본국 특허공개 제2002-357706호 공보(종래의 기술, 발명이 해결하고자 하는 과제)
특허문헌 3: 일본국 특허공개 제2002-323609호 공보(특허청구의 범위)
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
이에 본 발명은 유동성을 향상시킨 수지로 되는 성형품과 이것에 적층하는 부재의 밀착을 효과적으로 방지하고, 또한, 적층하는 부재에 의한 성형품의 흠집 발생을 저감하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위해, 성형품에 적층하는 부재의 성형품과의 접촉면이 되는 수지층의 구성, 특히 수지와 요철을 형성하는 미립자와의 조합 및 미립자의 함유량에 대해서 예의 연구한 결과, 수지로서 열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지를 사용하는 동시에 특정 평균 입자경의 폴리에틸렌 왁스를 특정 함유량 사용함으로써, 유동성이 높은 수지로 되는 성형품과 접촉시킨 경우에도, 밀착을 방지하고, 또한 성형품의 흠집 발생을 저감할 수 있는 것을 발견하고, 이것을 해결하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 백라이트 장치는 광원과, 상기 광원에 근접하여 배치되고, 도광 또는 광확산을 위한 광학 요소와, 상기 광학 요소 상에 배치된 광학부재를 구비한 백라이트 장치에 있어서, 상기 광학부재는, 상기 광학 요소와 접하는 면에, 열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지와 폴리에틸렌 왁스 입자를 포함하는 재료로 형성되어 되는 수지층을 갖고, 상기 폴리에틸렌 왁스 입자는 그 평균 입자경이 4~10 ㎛이며, 그 함유량이 수지층의 수지 성분 100 중량부에 대해 0.20~0.50 중량부인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 백라이트 장치는, 예를 들면, 직하형 백라이트 장치이고, 그 경우, 광학 요소는 광원 상에 배치된 확산판이다. 또는, 에지라이트 방식의 백라이트 장치이고, 그 경우, 광학 요소는 도광판으로서, 광원은 도광판의 적어도 일단부에 배치된다.
본 발명의 백라이트 장치에 있어서, 광학부재는 수지층과 반대측 면에 광학적 특성을 부여하는 기능층이 설치되어 있다. 기능층은, 예를 들면, 광학산층이다. 또한 본 발명의 백라이트 장치에 있어서, 광학부재가 적층되는 확산판 또는 도광판은, 예를 들면, 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 된다.
또한, 본 발명의 부재는, 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품에 적층하는 부재로서, 상기 부재의 상기 성형품과의 접촉면이, 열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지와, 평균 입자경 4~10 ㎛인 폴리에틸렌계 왁스 입자를 포함하는 재료로 형성되어 되는 수지층이고, 상기 폴리에틸렌계 왁스 입자가 수지층의 수지 성분 100 중량부에 대해 0.20~0.50 중량부인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 부재는 기능층을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 바람직하게는, 상기 기능층이 광확산층인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에서 말하는 평균 입자경은, 콜터 카운터법(중량 분포)에 의해 측정한 값으로부터 산출한 것이다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품과 이것에 접하는 부재의 밀착을 방지하고, 또한, 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품에 접하는 부재에 의한 흠집 발생을 저감한 백라이트 장치 및 부재를 제공할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 백라이트 장치의 실시형태에 대해서 설명한다.
본 발명의 백라이트 장치의 제1 실시형태를 도 1에 나타낸다.
본 발명의 제1 실시형태의 백라이트 장치는, 기본적인 요소로서, 광원(13)과, 광원 상에 배치되고, 광원(13)의 패턴을 지우기 위한 확산판(14)과, 확산판 상에 배치된 광학부재(15)를 구비한 직하형 백라이트 장치(1)이다. 도 1에 나타내는 실시형태에서는, 광학부재(15)는 특정의 광학적 특성을 구비한 부재로서, 그 위에, 빛을 출사 방향으로 향하게 하기 위한 프리즘 시트(16)가 배치되어 있다. 또한 광원(13) 아래에는, 광원(13)의 빛을 백라이트 장치의 광출사측으로 반사하기 위한 반사 필름(12)이 배치되어, 광원(12)과 함께 새시(11)에 수납되어 있다.
이 백라이트 장치는, 광학부재(15)의, 확산판(14)과 접촉하는 면에 밀착을 방지하는 특정의 수지층이 형성되어 있는 것이 특징이다.
또한, 제2 실시형태를 도 2에 나타낸다. 본 발명의 제2 실시형태의 백라이트 장치는, 기본적인 요소로서, 도광판(17)과, 도광판(17)의 적어도 일단부에 배치된 광원(13)과, 도광판(17)의 광출사면 상 및/또는 광출사면과는 반대측면 상에 배치된 광학부재를 구비한 에지라이트 방식의 백라이트 장치(2)이다. 도광판(17)은 광원 광을 면 방향으로 유도하기 위한 것이다. 도 2에 나타내는 실시형태에서는, 도광판(17)의 광출사면과 그 반대측에 각각 광학부재(15, 12)가 구비되어 있다. 또한 광학부재(15) 상에는, 빛을 출사 방향으로 향하게 하기 위한 프리즘 시트(16)가 배치되어 있다.
이 백라이트 장치는, 광학부재(15, 12)의 각각 도광판(17)과 접촉하는 면에 밀착을 방지하는 특정의 수지층이 형성되어 있는 것이 특징이다.
도 1 및 도 2에 나타내는 백라이트 장치에 사용되는 광원으로서는, 냉음극관, LED, 유기·무기 EL 등을 사용할 수 있고, 광원의 형상으로서는 점상, 선상, U자상의 것을 들 수 있다.
또한 도 1의 백라이트 장치에 사용되는 확산판(14) 및 도 2의 백라이트 장치에 사용되는 도광판(17)은, 각각, 종래 공지의 재료로 구성하는 것이 가능하지만, 본 발명은 특히 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품을 사용했을 때 유효하다. 이들의 수지로 되는 성형품은 투명성이나 내충격성, 내열성, 치수 안정성 등의 성질이 우수하지만, 한편으로, 비교적 연질(軟質)이고, 종래의 아크릴 수지로 되는 성형품보다도 흠집이 발생하기 쉽다는 특징이 있다. 특히, 확산판 및 도광판의 두께가 1.0 mm 이하인 경우에는, 동일한 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 성형된 성형품과 비교해도, 보다 흠집이 발생하기 쉬운 경향이 있다.
제1, 제2 실시형태에 사용되는 광학부재로서는, 프리즘 시트, 광확산 필름, 광 반사 필름, 편광 필름, 반사형 편광 필름, 위상차 필름, 전자파 차폐 필름 등을 사용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 이하, 광학부재로서, 광확산 필름을 적용한 경우를 예로 들어, 실시형태에 대해 설명한다.
확산판 및 도광판에 적층되는 광학부재인 광확산 필름은, 광원으로부터 투과하는 빛을 거의 균일하게 확산시키기 위한 광확산면을 갖는 것이다. 이와 같은 광확산면은, 표면에 미세한 요철을 설치함으로써 실현할 수 있고, 빛을 확산할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 기재 상에 고분자 수지, 광확산제 등으로 형성되는 광확산층을 설치함으로써 실현할 수 있다.
광확산 필름을 형성하는 기재로서는 투과율이 높은 것이면 되고, 예를 들면, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴우레탄계 수지, 폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄아크릴레이트계 수지, 에폭시아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세탈계 수지, 비닐계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지, 불소계 수지, 환상 올레핀 등의 1종 또는 2종 이상을 혼합한 투명성이 우수한 고분자 필름이 사용된다. 특히 이축연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 기계적 강도, 치수 안정성이 우수하기 때문에 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 이들의 투명 고분자 필름에 적절히 이(易)접착층 등을 설치한 것도 바람직하게 사용된다. 기재의 두께로서는, 취급상 지장이 없는 두께라면 특별히 한정되지 않지만, 10~500 ㎛ 정도, 바람직하게는 12~350 ㎛이다.
광확산층은 고분자 수지, 광확산제로 형성된다. 이와 같은 광확산층의 두께로서는 3~50 ㎛ 정도가 바람직하다.
광확산층을 형성하는 고분자 수지로서는, 광학적 투명성이 우수한 수지를 사용할 수 있고, 예를 들면, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴우레탄계 수지, 폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄아크릴레이트계 수지, 에폭시아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세탈계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지 등의 열가소성 수지, 열경화성 수지, 전리방사선 경화성 수지 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 광학 특성이 우수한 아크릴계 수지가 바람직하게 사용된다.
광확산층을 형성하는 광확산제로서는, 실리카, 클레이, 탈크, 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 규산알루미늄, 산화티탄, 합성 제올라이트, 알루미나, 스멕타이트(smectite) 등의 무기 미립자 외에, 스티렌 수지, 우레탄 수지, 벤조구아나민 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지 등으로 되는 유기 미립자를 사용할 수 있다. 광확산제의 바인더 수지에 대한 비율은, 사용하는 광확산제의 평균 입자경이나 광확산층의 두께에 따라 일률적으로는 말할 수 없지만, 하한으로서 150 중량% 이상, 바람직하게는 200 중량% 이상, 상한으로서 300 중량% 이하, 바람직하게는 250 중량% 이하이다. 150 중량% 이상으로 함으로써 충분한 광확산성을 얻을 수 있다. 또한, 300 중량% 이하로 함으로써 수지층 강도를 유지할 수 있다.
광확산제의 형상은 특별히 한정되지는 않지만, 광확산성이 우수한 구상 비즈가 바람직하고, 입자경의 하한으로서는 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 5 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 8 ㎛ 이상이고, 입자경의 상한으로서는 25 ㎛ 이하, 바람직하게는 20 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ 이하이다. 입자경을 2 ㎛ 이상으로 하는 것은, 광확산제에 의해 형성되는 광확산층 표면의 요철이 작아지면 광확산성이 발휘되지 않게 되기 때문이고, 25 ㎛ 이하로 하는 것은, 입자경이 커지면 광확산층의 두께가 두꺼워지는 것과, 균일한 확산이 곤란해지기 때문이다.
광확산 필름의 광확산층이 설치되어 있지 않은 면, 즉, 확산판 및 도광판 등의 성형품과 접하는 면은, 열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지와, 폴리에틸렌계 왁스 입자를 포함하는 재료에 의해 수지층이 형성되어 있다.
열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지로서는 광학적 투명성이 우수한 수지를 사용할 수 있고, 예를 들면, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴우레탄계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세탈계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지 등의 열가소성 수지, 열경화성 수지의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 수지층 표면이 지나치게 단단해지면, 후술하는 왁스 입자와 병용함에 따른 상승(相乘)효과가 얻어지지 않아, 확산판 및 도광판의 흠집 발생을 저감할 수 없기 때문에, 전리방사선 경화형 수지는 바람직하지 않다. 또한, 수지층 표면이 지나치게 부드러우면, 확산판 및 도광판과의 밀착을 방지할 수 없기 때문에, 수지층의 표면경도가 균형잡힌 열경화성 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 구체적으로는, 연필경도로 2H 이하, HB 이상인 것이 바람직하고, 특히 연필경도 H 정도가 바람직하다.
다음으로, 폴리에틸렌계 왁스 입자는, 예를 들면, 폴리에틸렌 왁스 입자, 부분 산화 폴리에틸렌 왁스 입자, 에틸렌스테아르산 왁스 입자 등을 사용할 수 있고, 특히 융점이 높은 왁스가 바람직하다. 바람직한 융점으로서는 100~160℃의 범위이고, 이와 같은 범위로 함으로써, 내열온도가 높고, 마찰에 강해지기 때문에, 흠집 발생을 계속해서 방지할 수 있다. 또한 폴리에틸렌계 왁스는, 전술한 수지와 함께 수지층을 형성했을 때, 그 투명성이나 빛의 투과율을 저해하기 어렵다.
광학부재와의 접촉에 의한 확산판 또는 도광판의 흠집은, 크게 나누어, (1) 확산판이나 도광판과 수지층 사이에 삽입된 이물질에 의한 흠집, (2) 수지층과의 접촉에 의한 흠집, (3) 수지층 표면에 볼록부를 형성하는 입자와의 접촉에 의한 흠집이 있다. 본 발명의 광학부재는, 전술한 수지 및 입자의 재료의 선택에 더하여, 상기 폴리에틸렌계 왁스 입자의 평균 입자경과 그 함유량을 특정 범위로 함으로써, 모든 원인에 의한 흠집에 대해서도 그 발생을 저감할 수 있다.
폴리에틸렌계 왁스 입자의 평균 입자경에 대해서는, 부정형 입자이기 때문에 정확한 입자경을 측정하는 것은 어렵지만, 평균 입자경이 4~10 ㎛의 범위인 것을 사용한다. 특히, 5~8 ㎛가 바람직하다. 4 ㎛ 이상으로 함으로써, 수지층에 메워지는 입자가 적어져 요철부를 형성할 수 있기 때문에, 이물질에 의한 흠집 발생을 방지할 수 있다. 또한, 4 ㎛ 이상으로 함으로써 볼록부를 형성할 수 있기 때문에, 수지층과 확산판이나 도광판이 접촉하는 면적을 작게 할 수 있어, 수지층 그 자체에 의한 흠집 발생을 억제할 수 있다. 또한, 뉴턴링의 발생이나, 수지층과 확산판 또는 도광판의 밀착을 방지할 수 있다.
한편, 평균 입자경을 10 ㎛ 이하로 함으로써, 수지면으로부터 돌출되는 볼록부의 높이가 지나치게 높아지는 경우가 없기 때문에, 볼록부를 형성하는 입자에 의한 흠집 발생을 저감할 수 있다. 또한, 10 ㎛ 이하로 함으로써, 단위면적당 볼록부의 수가 적은 것에 기인하는 수지층 그 자체에 의한 흠집 발생을 억제할 수 있다. 또한, 뉴턴링의 발생이나, 확산판 및 도광판과의 밀착을 방지할 수 있다.
폴리에틸렌계 왁스 입자의 함유량은, 수지층의 수지 성분 100 중량부에 대해 0.20~0.50 중량부이고, 바람직하게는 0.30~0.40 중량부이다. 왁스 입자의 함유량을 0.20 중량부 이상으로 함으로써, 뉴턴링의 발생이나, 확산판 및 도광판과의 밀착을 방지하는데 필요한 단위면적당 볼록부의 수를 확보할 수 있는 동시에, 밀착에 의해 수지층이 응집 파괴를 일으켜, 박리된 수지층이 이물질로 되어, 흠집을 발생시켜 버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 볼록부와 볼록부의 간격이 지나치게 커지면, 수지층과 확산판 및 도광판이 접촉할 기회가 늘어나, 수지층에 의한 흠집이 발생하거나, 오목부에 이물질을 포착할 수 없어져, 이물질에 의한 흠집이 발생하거나 하는 문제가 생기지만, 왁스 입자를 0.20 중량부 이상으로 함으로써 이 문제를 생기지 않게 할 수 있다. 한편, 0.50 중량부 이하로 함으로써 단위면적당 볼록부의 수가 지나치게 늘어나, 볼록부를 형성하는 입자에 의한 흠집 발생을 억제할 수 있다.
수지층의 두께는, 전술한 평균 입자경 및 함유량의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 수지층에 함유시키는데 충분한 두께이고 또한 휘도의 저하를 초래하지 않는 두께로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 2.0~5.0 ㎛의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2.5~4.0 ㎛의 범위이다. 수지층의 두께를 2.0 ㎛ 이상으로 함으로써, 폴리에틸렌계 왁스 입자를 소정량 첨가하는 것으로 볼록부를 형성할 수 있어, 흠집 발생의 방지, 뉴턴링의 방지, 확산판 및 도광판과의 밀착의 방지를 달성할 수 있다. 또한, 2.0 ㎛ 이상으로 함으로써 요철부를 형성할 수 있기 때문에, 오목부가 이물질을 포착하여, 이물질에 의한 흠집 발생을 방지할 수 있다. 또한, 비교적 입자경이 큰 폴리에틸렌계 왁스 입자를 첨가한 경우에도, 수지면으로부터 돌출되는 볼록부의 높이가 지나치게 높아지지 않아, 볼록부에 의한 흠집 발생을 억제할 수 있다.
한편, 수지층의 두께를 5.0 ㎛ 이하로 함으로써, 광확산층으로의 빛의 투과성 및 광학부재로 했을 때의 휘도의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌계 왁스 입자가 수지층에 메워지지 않아 볼록부를 형성할 수 있어, 수지층 그 자체에 의한 흠집 발생을 억제할 수 있다. 또한, 볼록부를 형성함으로써, 뉴턴링의 발생이나, 확산판 및 도광판과의 밀착을 방지할 수 있다. 여기서, 수지층의 두께란, 왁스 입자에 의해 돌출되어 있지 않은 부분의 두께를 가리킨다.
또한, 광확산층과 합한 두께를, 바람직하게는 10~20 ㎛, 보다 바람직하게는 12~15 ㎛의 범위로 함으로써, 광학부재로 했을 때의 두께를 얇게 할 수 있다.
이상, 확산판 또는 도광판에 접촉되는 광학부재의 구성을 광확산 필름을 예로 들어 설명했으나, 광확산 필름뿐 아니라, 프리즘 시트, 광 반사 필름, 편광 필름, 반사형 편광 필름, 위상차 필름, 전자파 차폐 필름 등의 광학부재에 대해서도, 확산판이나 도광판과 접하는 면에 전술한 수지층을 설치함으로써, 확산판이나 도광판과의 밀착을 방지하고, 또한, 흠집 발생을 저감할 수 있다.
다음으로, 본 발명의, 성형품에 적층하기 위한 부재(이하, 간단히 부재라고도 한다)의 실시형태에 대해 설명한다.
본 발명의 부재의 실시형태를 도 3에 나타낸다. 이 부재(3)는, 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품에 적층하는 부재로서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기본적인 요소로서, 기재(31)와, 기재의 한쪽 면에 형성된 수지층(32)으로 되고, 필요에 따라, 기재(31)의 다른 쪽 면에, 기재(31) 또는 성형품(4)에 소정의 기능을 부여하기 위한 기능층(33)이 형성되어 있다. 이 부재(3)는, 수지층(32)이 성형품(4)에 접촉하도록 적층하여 사용된다. 본 발명의 적층이란, 겹쳐서 배치되는 경우 외에, 접하도록 배치되는 경우도 포함하는 것이다.
기재(31)는 수지층(32)이나 기능층(33)을 설치하기 위한 기재로, 부재의 종류나 용도에 따라 상이하여, 용도에 따라 투명해도 되고 불투명해도 되며, 재료도 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 전술한 광학부재나 광확산 부재에 사용한 기재와 동일한 플라스틱 필름, 유리 등을 들 수 있다.
수지층(32)의 구성은 전술한 백라이트 장치의 광학부재의 수지층과 동일하고, 구체적으로는, 열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지와, 평균 입자경 4~10 ㎛인 폴리에틸렌계 왁스 입자를 포함하는 재료로 형성되어 되고, 폴리에틸렌계 왁스 입자가 수지층의 수지 성분 100 중량부에 대해 0.20~0.50 중량부 함유되는 것이다.
기능층(32)으로서는, 광확산층, 광 반사층, 광 차폐층, 프리즘층, 편광층 등의 광학 특성을 갖는 층 외에, 전자파 차폐층 등 물리적인 특성을 갖는 층을 들 수 있다. 따라서 부재의 구체예로서는, 프리즘 시트, 광확산 필름, 광 반사 필름, 편광 필름, 반사형 편광 필름, 위상차 필름, 전자파 차폐 필름 등을 들 수 있다.
성형품(4)으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 전술의 도광판이나 확산판 등 외에, 반사판이나 그의 상자체, 전자기기 표시부의 패널이나, 스크린 등을 들 수 있다. 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품이 대상이다. 이와 같은 성형품은, 투명성이나 내충격성, 내열성, 치수 안정성 등의 성질이 우수하지만, 한편으로, 비교적 연질이고, 흠집이 발생하기 쉽다는 특징이 있다.
본 발명의 부재는, 이와 같은 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품과 접촉하는 면에 특정 수지층을 설치함으로써, 성형품과의 밀착을 방지하고, 또한, 흠집 발생을 저감할 수 있다.
이상 설명한 광학부재나 상기 부재의 각 층은, 각각의 구성 성분이나 필요에 따라 다른 성분을 배합하고, 적당한 용매에 용해 또는 분산시켜서 도포액을 조제하여, 당해 도포액을 롤코팅법, 바코팅법, 스프레이코팅법, 에어나이프코팅법 등의 공지의 방법에 의해 도포, 건조한 후, 적절히 필요한 경화방법을 사용하여 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 추가적으로 설명한다. 또한, 「부」, 「%」는 특별히 나타내지 않는 한, 중량기준으로 한다.
1. 백라이트용 광학부재(광확산 필름)의 제작
[실시예 1]
두께 188 ㎛의 투명 고분자 필름(루미러 T60: 도오레사)의 한쪽 표면에 하기 조성의 광확산층용 도포액을 바코팅에 의해 도포하고, 가열 경화시켜, 두께 약 15 ㎛의 광확산층을 형성하였다. 추가적으로 투명 고분자 필름의 광확산층과는 반대면에 하기 조성의 수지층용 도포액을 바코팅에 의해 도포하고, 가열 경화시켜, 두께 약 3 ㎛의 수지층을 형성하여, 실시예 1의 광확산 필름을 제작하였다.
<광확산층용 도포액>
·아크릴폴리올 10부
(아크리딕 A-807: 다이닛폰 잉크화학 공업사)
(고형분 50%)
·폴리메틸메타크릴레이트 진구상 입자 14부
(테크폴리머 MBX-12: 세키스이 화성품 공업사)
·희석용제 36부
·경화제 2부
(다케네이트 D-110N: 미츠이 화학 폴리우레탄사)
(고형분 60%)
<수지층용 도포액>
·아크릴폴리올 10부
(아크리딕 A-807: 다이닛폰 잉크화학 공업사)
(고형분 50%)
·폴리에틸렌계 왁스 입자 0.022부
(세리더스트 3620, 평균 입자경 8 ㎛: 클라리언트사)
·희석용제 36부
·경화제 2부
(다케네이트 D-110N: 미츠이 화학 폴리우레탄사)
(고형분 60%)
[실시예 2]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 0.028부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 광확산 필름을 제작하였다.
[실시예 3]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 0.015부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3의 광확산 필름을 제작하였다.
[실시예 4]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 세리더스트 VP 3610(평균 입자경 5 ㎛: 클라리언트사) 0.028부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 4의 광확산 필름을 제작하였다.
[실시예 5]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 샴록 S-394 N1(평균 입자경 5 ㎛: 샴록사) 0.015부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 5의 광확산 필름을 제작하였다.
[비교예 1]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 0.037부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 광확산 필름을 제작하였다.
[비교예 2]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 0.006부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 2의 광확산 필름을 제작하였다.
[비교예 3]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 세리더스트 130(평균 입자경 13 ㎛: 클라리언트사) 0.022부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 3의 광확산 필름을 제작하였다.
[비교예 4]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 세리더스트 6071(평균 입자경 20 ㎛: 클라리언트사) 0.022부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 4의 광확산 필름을 제작하였다.
[비교예 5]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 실리콘계 수지 입자(토스펄 145, 평균 입자경 5 ㎛: 모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈사) 0.022부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 5의 광확산 필름을 제작하였다.
[비교예 6]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 실리콘계 수지 입자(토스펄 130, 평균 입자경 3 ㎛: 모멘티브·퍼포먼스·머티리얼즈사) 0.022부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 6의 광확산 필름을 제작하였다.
[비교예 7]
실시예 1의 수지층용 도포액의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 아크릴계 수지 입자(테크폴리머 MBX-8, 평균 입자경 8 ㎛: 세키스이 화성품 공업사) 0.022부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 7의 광확산 필름을 제작하였다.
[유리판과의 밀착 방지성 및 뉴턴링 방지성 평가]
실시예 1~5, 및 비교예 1~7에서 얻어진 광확산 필름의 수지층을, 유리판 상에 접촉시켜 두고, 광확산층면으로부터 압력을 가해 문질러, 밀착 및 뉴턴링의 유무를 관찰하였다. 그 결과, 밀착 및 뉴턴링이 없는 것을 「○」, 밀착 또는 뉴턴링이 있는 것을 「×」로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비정질 올레핀계 수지판 또는 폴리카보네이트 수지판으로의 내찰상성 평가]
스가 마모시험기(NUS-ISO-1)에, 실시예 1~5, 및 비교예 1~7에서 얻어진 광확산 필름의 수지층과, 비정질 올레핀계 수지판 및 폴리카보네이트 수지판(두께: 1.0 mm)을 세팅하고, 1.0 N의 하중으로 10 왕복한 후, 비정질 올레핀계 수지판 및 폴리카보네이트 수지판의 흠집 발생 정도를 관찰하였다. 그 결과, 흠집이 눈에 띄지 않는 것을 「◎」, 흠집이 그다지 눈에 띄지 않는 것을 「○」, 흠집이 눈에 띄는 것 을 「×」로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 4에 대해서, 내찰상성 평가에 사용한 폴리카보네이트 수지판 표면의 레이저 현미경 사진을 도 4~도 6에 나타낸다.
Figure 112009064304134-PCT00001
실시예 1~3의 광확산 필름은 평균 입자경 8 ㎛의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 사용한 것으로, 모두, 수지층에 볼록부가 적절히 형성되어 있기 때문에, 유리판으로의 밀착 방지성, 뉴턴링 방지성은 양호하였다. 특히 실시예 1의 광확산 필름은, 요철부가 적절히 형성되어 있기 때문에, 비정질 올레핀계 수지판 및 폴리카보네이트 수지판으로의 내찰상성도 매우 양호하였다.
실시예 2의 광확산 필름은, 비정질 올레핀계 수지판 및 폴리카보네이트 수지판의 흠집은 그다지 눈에 띄지 않았지만, 왁스 입자의 양이 실시예 1에 비해 많기 때문에, 단위면적당 볼록부의 수가 많아, 실시예 1의 것에 비해 볼록부를 형성하는 입자에 의한 흠집 발생을 억제할 수 없는 것으로 되었다.
실시예 3의 광확산 필름도, 비정질 올레핀계 수지판 및 폴리카보네이트 수지판의 흠집은 그다지 눈에 띄지 않았지만, 왁스 입자의 양이 실시예 1에 비해 적은 것이기 때문에, 단위면적당 볼록부의 수가 적어, 이물질과 확산판 및 도광판이 접촉할 기회가 많아져, 실시예 1의 것에 비해 이물질에 의한 흠집 발생을 방지할 수 없는 것으로 되었다.
실시예 4, 5의 광확산 필름은, 모두, 평균 입자경 5 ㎛의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 사용한 것으로, 수지층에 볼록부가 적절히 형성되어 있기 때문에, 유리판으로의 밀착 방지성, 뉴턴링 방지성은 양호하였다. 또한, 모두, 비정질 올레핀계 수지판 및 폴리카보네이트 수지판의 흠집은 그다지 눈에 띄지 않았지만, 실시예 4의 것은 왁스 입자의 양이 실시예 1에 비해 많은 것이기 때문에, 단위면적당 볼록부의 수가 많아, 실시예 1의 것에 비해 볼록부를 형성하는 입자에 의한 흠집 발생을 억제할 수 없는 것으로 되었다.
실시예 5의 광확산 필름은, 왁스 입자의 양이 실시예 1에 비해 적은 것이기 때문에, 단위면적당 볼록부의 수가 적어, 이물질과 확산판 및 도광판이 접촉할 기회가 많아져, 실시예 1의 것에 비해 이물질에 의한 흠집 발생을 방지할 수 없는 것으로 되었다.
비교예 1의 광확산 필름은, 실시예 1~3과 동일한 평균 입자경(8 ㎛)의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 사용한 것이지만, 수지층의 왁스 입자의 양이 0.60 중량부로 많기 때문에, 단위면적당 볼록부의 수가 지나치게 늘어나, 볼록부를 형성하는 입자에 의한 흠집 발생을 억제할 수 없어, 흠집이 많은 것이었다. 실시예 1과 비교예 1에 있어서의 폴리카보네이트 수지판 표면의 흠집 발생의 차이는, 도 4 및 도 5에 나타내는 레이저 현미경 사진에서도 명백하게 확인된다.
비교예 2의 광확산 필름은, 실시예 1~3과 동일한 평균 입자경(8 ㎛)의 폴리에틸렌계 왁스 입자를 사용한 것이지만, 수지층에 볼록부가 적절히 형성되지 않았기 때문에, 유리판으로의 밀착 방지성, 뉴턴링 방지성은 떨어지는 것이었다. 또한, 왁스 입자의 양이 0.10 중량부로 적기 때문에, 단위면적당 볼록부의 수가 적어, 이물질과 확산판 및 도광판이 접촉할 기회가 많아져, 이물질에 의한 흠집 발생을 방지할 수 없어, 이물질에 의한 것으로 생각되는 깊은 흠집이 실시예의 것에 비해 많았다.
비교예 3, 4의 광확산 필름은, 폴리에틸렌계 왁스 입자의 함유량은 실시예 1과 동일하지만, 평균 입자경이 실시예 1보다 큰 폴리에틸렌계 왁스 입자를 사용한 것이다. 비교예 3의 광확산 필름은, 평균 입자경이 13 ㎛로 크고, 볼록부의 높이가 지나치게 높아진 것으로 인해, 볼록부를 형성하는 입자에 의한 것으로 생각되는 굵고, 깊은 흠집이 많았다.
비교예 4의 광확산 필름은, 폴리에틸렌계 왁스 입자의 평균 입자경이 20 ㎛로 크고, 왁스 입자에 의해 만들어지는 볼록부가 상대적으로 적기 때문에, 유리판으로의 밀착 방지성, 뉴턴링 방지성이 떨어지는 것이었다. 또한, 볼록부의 높이가 지나치게 높아진 것으로 인해, 볼록부를 형성하는 입자에 의한 것으로 생각되는 굵고, 깊은 흠집이 많은 것이었다. 실시예 1과 비교예 4에 있어서 폴리카보네이트 수지판 표면의 흠집 발생의 차이는, 도 4 및 도 6에 나타내는 레이저 현미경 사진에서도 명백하게 확인된다.
비교예 5의 광확산 필름은, 폴리에틸렌계 왁스 입자 대신에 평균 입자경 5 ㎛의 실리콘계 수지 입자를 사용하여, 수지층의 수지 입자의 양을 실시예 1과 동일한 0.35 중량부로 한 것이다. 실리콘계 수지 입자에 의해 볼록부를 형성했기 때문에, 부드러운 볼록부로 할 수 없어, 볼록부를 형성하는 입자에 의한 것으로 생각되는 굵고, 깊은 흠집이 많은 것이었다.
비교예 6의 광확산 필름은, 폴리에틸렌계 왁스 입자 대신에 평균 입자경 3 ㎛의 실리콘계 수지 입자를 사용하여, 수지층의 수지 입자의 양을 실시예 1과 동일한 0.35 중량부로 한 것이다. 평균 입자경은 3 ㎛로 작기 때문에, 볼록부가 적절하게 형성되지 않아, 유리판으로의 밀착 방지성, 뉴턴링 방지성이 떨어져 있었다. 또한, 요철을 형성할 수 없었기 때문에, 이물질에 의한 흠집 발생을 방지할 수 없고, 또한 수지층에 의한 흠집 발생도 억제할 수 없었기 때문에, 이물질이나 수지층에 의한 것으로 생각되는 굵고, 깊은 흠집이 많았다.
비교예 7의 광확산 필름은, 폴리에틸렌계 왁스 입자 대신에 평균 입자경 8 ㎛의 아크릴계 수지 입자를 사용하여, 수지층의 수지 입자의 양을 실시예 1과 동일한 0.35 중량부로 한 것이다. 아크릴계 수지 입자에 의해 볼록부를 형성했기 때문에, 부드러운 볼록부로 할 수 없어, 볼록부를 형성하는 입자에 의한 것으로 생각되는 굵고, 깊은 흠집이 많은 것이었다.
2. 백라이트의 제작
광원 상에 두께 1.0 mm의 비정질 올레핀계 수지제 및 폴리카보네이트 수지제의 확산판을 배치하고, 또한 확산판 상에, 실시예 1~5, 비교예 1~7의 광확산 필름을 수지층이 확산판에 접하도록 배치하여, 직하형 백라이트 장치를 제작하였다.
또한, 두께 1.0 mm의 비정질 올레핀계 수지제 및 폴리카보네이트 수지제의 도광판의 일단부에 광원을 배치하고, 도광판의 광출사면 상에 실시예 1~5, 비교예 1~7의 광확산 필름을 수지층이 도광판에 접하도록 배치하여, 에지라이트 방식의 백라이트 장치를 제작하였다.
실시예 1~5의 광확산 필름을 사용한 백라이트 장치는, 확산판 및 도광판으로의 흠집 발생을 억제할 수 있기 때문에, 균일한 광확산성이 얻어졌다. 또한, 광확산 필름이 확산판 및 도광판과 밀착되지 않기 때문에, 뉴턴링이 발생하지 않아, 균일한 광확산성이 얻어졌다.
비교예 1, 비교예 3~7의 광확산 필름을 사용한 백라이트 장치는, 확산판 및 도광판으로의 흠집 발생을 억제할 수 없기 때문에, 수송시의 진동으로 확산판에 흠집이 생겨, 백라이트 장치의 광원 점등시에 흠집 부분이 눈에 띄어 균일한 광확산성이 얻어지지 않는 것이었다.
또한, 비교예 2, 비교예 4, 비교예 6의 광확산 필름을 사용한 백라이트 장치는, 광확산 필름이 확산판 및 도광판과 밀착되어, 뉴턴링이 발생하여, 백라이트 장치의 광원 점등시에 밀착된 부분이 어두워져 균일한 광확산성이 얻어지지 않는 것이었다.
도 1은 직하형 백라이트 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 에지라이트 방식의 백라이트 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 부재의 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시예 1의 광확산 필름의 내찰상성 시험 후의 폴리카보네이트 수지판 표면을 나타내는 레이저 현미경 사진이다.
도 5는 비교예 1의 광확산 필름의 내찰상성 시험 후의 폴리카보네이트 수지판 표면을 나타내는 레이저 현미경 사진이다.
도 6은 비교예 4의 광확산 필름의 내찰상성 시험 후의 폴리카보네이트 수지판 표면을 나타내는 레이저 현미경 사진이다.
부호의 설명
1‥‥직하형 백라이트 장치
2‥‥에지라이트 방식의 백라이트 장치
3‥‥부재(성형품 적층용 부재)
4‥‥성형품
11‥‥새시
12‥‥광 반사 필름
13‥‥광원
14‥‥확산판
15‥‥광학부재(광확산 필름)
16‥‥프리즘 시트
17‥‥도광판(導光板)
31‥‥기판
32‥‥수지층
33‥‥기능층

Claims (11)

  1. 광원과, 상기 광원에 근접하여 배치되고, 도광 또는 광확산을 위한 광학 요소와, 상기 광학 요소 상에 배치된 광학부재를 구비한 백라이트 장치에 있어서,
    상기 광학부재는, 상기 광학 요소와 접하는 면에, 열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지와 폴리에틸렌 왁스 입자를 포함하는 재료로 형성되어 되는 수지층을 갖고, 상기 폴리에틸렌 왁스 입자는 그 평균 입자경이 4~10 ㎛이며, 그 함유량이 수지층의 수지 성분 100 중량부에 대해 0.20~0.50 중량부인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  2. 제1항의 백라이트 장치로서,
    상기 광학 요소의 재료가 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  3. 제1항 또는 제2항의 백라이트 장치로서,
    상기 수지층의 두께가 2.0 ㎛ 이상, 5.0 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 백라이트 장치로서,
    상기 수지층의 표면경도가 HB 이상 2H 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  5. 제1항의 백라이트 장치로서,
    상기 광학 요소는 상기 광원 상에 배치된 확산판이고, 직하형 백라이트 장치인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  6. 제1항의 백라이트 장치로서,
    상기 광학 요소는 도광판으로서, 적어도 일단부에 상기 광원이 배치되어 있고, 에지라이트 방식의 백라이트 장치인 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 백라이트 장치로서,
    상기 광학부재는, 수지층이 형성된 면과 반대측 면에 광학 특성을 부여하는 기능층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  8. 비정질 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트 수지로 되는 성형품에 적층하는 부재로서, 상기 부재는 상기 성형품과의 접촉면에 열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지와, 평균 입자경 4~10 ㎛인 폴리에틸렌계 왁스 입자를 포함하는 재료로 형성되어 되는 수지층을 갖고, 상기 폴리에틸렌계 왁스 입자가 수지층의 수지 성분 100 중량부에 대해 0.20~0.50 중량부인 것을 특징으로 하는 부재.
  9. 제8항의 부재가 기능층을 갖는 것을 특징으로 하는 부재.
  10. 제8항의 부재가 프리즘 시트, 광확산 필름, 광 반사 필름, 편광 필름, 반사형 편광 필름, 위상차 필름, 전자파 차폐 필름으로부터 선택되는 광학부재인 것을 특징으로 하는 부재.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 기능층이 광확산층인 것을 특징으로 하는 부재.
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