KR20100127272A - 광제어 필름, 이를 사용한 백라이트장치 및 요철 패턴 형성용 틀의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정면휘도를 충분히 확보하면서, 다른 규칙구조를 갖는 부재와 포개어 겹쳤을 때의 모아레를 방지할 수 있는 광제어 필름 및 이를 사용한 백라이트장치를 제공한다.
본 발명의 광제어 필름은, 요철형상 패턴을 표면에 구비한 광제어층을 갖고, 이 요철형상 패턴은, 대략 동일 직경의 원형 바닥면을 갖는 복수의 볼록부가, 서로 그 바닥면이 겹치지 않고, 1 내지 2 이상의 바닥면과 접하도록 배치되어 있으며, 배치된 전체 볼록부 중, 서로 접하는 2개의 볼록부 중 어느 바닥면에도 접하도록 배치된 볼록부의 비율이 50~92%로 조정되어 있다. 본 발명의 백라이트장치는, 상기 광제어 필름이 삽입된 것이다.

Description

광제어 필름, 이를 사용한 백라이트장치 및 요철 패턴 형성용 틀의 제작방법{Light controlling film, backlight device using light controlling film, and method for manufacturing die for forming uneven pattern}

본 발명은 액정 디스플레이 등의 백라이트장치나 조명 등에 사용되는 광제어 필름 및 이를 사용한 백라이트장치에 관한 것이다.

종래부터 액정 디스플레이의 광원으로서, 에지라이트형 또는 직하형 백라이트장치가 사용되고 있다. 에지라이트형 백라이트장치는, 백라이트 자신의 두께를 얇게 할 수 있기 때문에 노트북 등에 사용되고 있고, 직하형 백라이트장치는, 대형 액정 텔레비젼 등에 사용되고 있는 경우가 많다.

이들 백라이트장치에 있어서는, 정면방향으로부터 기울어 출사하는 빛의 성분이 존재한다. 특히, 에지라이트형 백라이트장치에 있어서는, 정면방향으로부터 크게 기울어 출사하는 빛의 성분이 많아, 높은 정면휘도가 얻어지기 어렵다.

이 때문에, 정면방향으로부터 기울어 출사하는 빛을 정면방향으로 집광하여, 정면휘도를 향상시키기 위해, 백라이트장치로부터의 빛을 집광하는 광제어 필름을 삽입하는 것이 행해지고 있다.

예를 들면 종래부터, 이러한 목적을 달성하는 광제어 필름의 하나로서, 프리즘 시트가 사용되고 있다. 당해 프리즘 시트는, 수십 ㎛ 정도의 미세한 규칙구조를 가지고 있어, 집광성은 높지만 번쩍거림을 발생하며, 또한, 백라이트장치에 삽입하면, 액정 패널의 화소와의 사이에서 모아레가 발생하여, 화상품질이 저하된다고 하는 문제가 생긴다. 그 때문에 당해 프리즘 시트 위에 확산 필름을 올림으로써, 광원의 번쩍거림이나 모아레의 발생을 억제하는 것이 행해지고 있다. 그러나, 확산 필름을 올림으로써 정면휘도가 저하되며, 또한, 부품 점수가 증대된다는 문제도 생긴다.

프리즘 시트와는 별도의 광제어 필름으로서, 표면에 형성된 요철형상에 의해, 백라이트장치의 정면방향으로의 휘도를 향상시켜, 백라이트장치로부터의 빛을 균일하게 출사시킬 수 있는 것이 있다.

이 종의 광제어 필름의 경우는, 가능한 한 빛을 정면방향으로 집광시키는 관점에서, 광제어 필름 표면에, 백라이트장치의 정면방향으로의 집광성을 높이는데 적합한 볼록형상을 극간(隙間) 없이 형성한 요철형상 패턴을 구비하는 것이 바람직하다. 여기서, 집광성을 높이는 볼록형상으로서는, 예를 들면 특허문헌 1에, 바닥면이 대략 원형인 미세한 볼록형상이 제안되어 있다. 이러한 볼록형상은, 예를 들면 포토리소그래피법, 인쇄법 등에 의해 형성된다(특허문헌 1, 2).

여기서, 포토리소그래피법에 의해 바닥면이 대략 원형인 미세한 볼록형상을 형성하는 경우에 있어서, 집광성이 높은 특정 형상을 한번의 프로세스로 만들기에는, 바닥면이 대략 동일 직경인 볼록부로 하는 것이 바람직하다. 당해 볼록부에 의해 정면휘도를 높이는 최선의 방법으로서는, 당해 볼록부끼리 서로 포개어져 합쳐지지 않고, 극간 없이 배치한 최밀 충전을 들 수 있는데, 당해 배치로는 전술한 프리즘 시트의 예와 마찬가지로 규칙구조가 된다.

이러한 규칙구조를 갖는 광제어 필름을 백라이트장치에 삽입하면, 정면휘도는 향상되지만 액정 패널의 화소 등의 규칙구조 중 어느 한 부재와의 사이에서 모아레가 발생하여, 화상품질이 저하된다고 하는 문제를 발생시킨다.

이러한 모아레의 발생을 방지하기 위해서는, 바닥면이 대략 동일 직경인 볼록부를 규칙성 없이 배치한 요철형상 패턴으로 할 필요가 있는데, 예를 들면, 당해 볼록부끼리 서로 포개어져 합쳐지지 않도록 난수(亂數) 등을 사용하여 랜덤으로 배치하면, 볼록부의 바닥면이 차지하는 비율(충전율)은 고작 50 수% 정도이다. 이 경우, 확실하게 모아레의 문제를 해소할 수 있으나, 당해 요철형상 패턴의 볼록부의 충전율이, 최밀 충전(육방배열)인 경우의 충전율인 90.7%에 비해 매우 낮기 때문에, 정면방향으로의 집광성이 대폭 저하되어, 백라이트장치의 부재로서 사용했을 때에 백라이트장치의 정면휘도는 낮은 것으로 되어 버린다.

한편, 당해 볼록부를 최밀 충전의 규칙배치로 한 요철형상 패턴 그대로, 확산 필름을 백라이트장치에 새롭게 삽입하여, 모아레를 방지하는 것도 설계 가능하나, 당해 방법으로는 확실하게 모아레를 방지할 수는 있지만, 당해 확산 필름에 의해 정면방향으로의 빛이 확산되어, 정면휘도가 저하되어 버린다. 동시에, 백라이트장치를 구성하는 부품 점수도 증가되어 버려 유효한 수법이라고는 할 수 없다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 제2004-33811호 공보(발명의 실시형태)

특허문헌 2: 일본국 특허공개 제2003-270412호 공보(종래의 기술)

이에 본 발명은, 정면휘도를 충분히 확보하면서, 다른 규칙구조를 갖는 부재와 포개어 합쳤을 때의 모아레를 방지할 수 있는 광제어 필름 및 이를 사용한 백라이트장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 전술한 과제에 대해, 볼록부를 충전하는 독자적인 방법을 사용해서 설계한 요철형상 패턴에 의해, 정면휘도를 충분히 확보하면서, 다른 규칙구조를 갖는 부재와 포개어 합쳤을 때의 모아레를 방지할 수 있는 광제어 필름으로 할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명에 도달한 것이다.

즉, 본 발명의 광제어 필름은, 대략 동일 직경의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를 배치한 요철형상 패턴을 표면에 구비한 광제어층을 갖는 것으로서, 요철형상 패턴은 1부터 n(n은 2 이상의 정수)번째까지의 볼록부를 순차 배치했을 때, n(n은 2 이상의 정수)번째 볼록부의 원형 바닥면이, 첫번째부터 (n-1)번째까지의 모든 볼록부의 원형 바닥면과 겹치지 않고, 1번째부터 (n-1)번째까지 중 어느 하나의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되어 되는 것으로, 상기 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 50~92%인 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 본 발명의 광제어 필름은, 표면에, 대략 동일 직경의 원형 바닥면을 갖는 복수의 볼록부를 배치한 요철형상 패턴을 구비한 광제어층을 갖는 광제어 필름으로서, 상기 복수의 볼록부는, 서로의 원형 바닥면이 겹치지 않고 또한 다른 1 이상의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되어 되며, 상기 복수의 볼록부 중, 그 바닥면이 2 이상의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치된 볼록부의 비율이 80% 이상 100% 미만인 것을 특징으로 하는 것이다.

또는 요철형상 패턴이 규칙적 배열을 포함하지 않는 것을 조건으로, 복수의 볼록부 중, 그 바닥면이 2 이상의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치된 볼록부의 비율이 80% 이상 100% 이하이다. 또한 규칙적 배열이란, 어느 2 이상의 볼록부의 배열을 단위로 하여, 어느 한 방향으로 반복되는 배열을 말한다.

또한, 본 발명의 광제어 필름은, 바람직하게는 볼록부가 대략 동일 형상인 것을 특징으로 하는 것이다.

더 나아가서는, 본 발명의 광제어 필름은, 바람직하게는 요철형상 패턴에 있어서의 볼록부의 원형 바닥면의 충전율이 70~82%인 것을 특징으로 하는 것이다.

더 나아가서는, 본 발명의 광제어 필름은, 바람직하게는 볼록부의 애스펙트비가 0.40~0.70인 것을 특징으로 하는 것이다.

더 나아가서는, 본 발명의 광제어 필름은, 바람직하게는 광제어층이 고분자 수지에 의해 구성되어 되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 백라이트장치는, 광원과, 상기 광원으로부터 입사한 빛을, 광입사면과는 상이한 면으로부터 출사하는 판형상 광학부재와, 상기 판형상 광학부재에 근접하여 배치되는 광제어 필름을 구비한 백라이트장치에 있어서, 상기 광제어 필름으로서, 본 발명의 광제어 필름을 사용한 것을 특징으로 하는 것이다.

판형상 광학부재는, 예를 들면, 일단부에 광원이 배치되고, 상기 일단부에 대략 직교하는 면을 광출사면으로 하는 도광판이고, 광제어 필름은 도광판의 광출사면에 배치된다. 또는, 판형상 광학부재는 광원의 일방측에 배치되는 확산판이고, 광제어 필름은 확산판의 광원과는 반대측에 배치된다.

본 발명의 광제어 필름에 의하면, 바닥면이 대략 동일 직경인 집광성을 높일 수 있는 볼록부를, 독자적인 충전방법에 의해 충전한 규칙성이 없는 요철형상 패턴을 표면에 구비한 광제어층을 갖기 때문에, 정면휘도를 충분히 확보하면서, 다른 규칙구조를 갖는 부재와 포개어 합쳐도 모아레가 발생하는 경우가 없는 것으로 할 수 있다.

또한, 이러한 본 발명의 광제어 필름을 사용한 본 발명의 백라이트장치는, 정면휘도가 높아, 규칙구조를 갖는 액정 패널과 조합해도 모아레가 발생하지 않는 것으로 할 수 있기 때문에, 화상품질이 저하되는 경우가 없고, 부품 점수를 증대시키지 않는 구성으로 하는 것이 가능해진다.

이하, 본 발명의 광제어 필름의 실시형태에 대해서 설명한다.

본 발명의 광제어 필름은, 표면에 요철형상 패턴을 구비한 광제어층을 갖는 것으로, 광제어층의 요철형상 패턴을 구성하는 복수의 볼록부의 배치에 특징을 갖는다. 빛은 볼록부의 바닥면측으로부터 입사되어, 요철형상 패턴측(백라이트에 삽입한 경우의 정면방향)으로 출사된다. 볼록부의 형상 및 배치방법에 대해서는 뒤에서 상세하게 기술하나, 복수의 볼록부는 대략 동일 직경의 원형의 바닥면을 가지며, 서로의 원형 바닥면이 겹치지 않고 또한 다른 1 이상의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되어 있다. 단 복수의 볼록부 중, 서로 접하는 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치된 볼록부의 비율은 50~92%이다. 또는, 바닥면이 2 이상인 볼록부의 원형 바닥면에 접하도록 배치된 볼록부의 비율이 80% 이상 100% 미만이다. 이러한 배치로 함으로써, 일반적인 랜덤 배치에 비해 볼록부의 충전율을 높일 수 있고, 또한 규칙적 배열에 기인하는 모아레의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명의 광제어 필름의 구조는, 요철형상 패턴을 표면에 구비한 광제어층 단층으로 되는 것 뿐 아니라, 지지체 상에 광제어층이 적층된 것이어도 된다.

본 발명의 광제어층은, 주로 고분자 수지에 의해 구성되어 된다. 고분자 수지로서는, 전리방사선 경화성 수지, 열경화성 수지 및 열가소성 수지 등을 들 수 있다.

또한, 광제어층은, 광제어층을 구성하는 물질끼리의 굴절률 차에 기인한 빛의 산란을 적게 억제하여, 정면방향에 대한 집광성을 양호한 것으로 하는 관점에서, 미립자 등을 사용하지 않고, 고분자 수지만으로 구성하는 것이 바람직하다.

전리방사선 경화성 수지로서는, 전리방사선(자외선 또는 전자선)의 조사에 의해 가교 경화할 수 있는 광중합성 프리폴리머를 사용할 수 있고, 이 광중합성 프리폴리머로서는, 1분자 중에 2개 이상의 아크릴로일기를 가지며, 가교 경화함으로써 3차원 망목구조가 되는 아크릴계 프리폴리머가 특히 바람직하게 사용된다. 이 아크릴계 프리폴리머로서는, 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 멜라민아크릴레이트, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 실리콘아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 또한 이들 아크릴계 프리폴리머는 단독으로도 사용 가능하나, 가교 경화성을 향상시켜 광제어층의 경도를 보다 향상시키기 위해, 광중합성 모노머를 첨가하는 것이 바람직하다.

광중합성 모노머로서는, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트 등의 단관능 아크릴 모노머, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 히드록시피발산에스테르네오펜틸글리콜디아크릴레이트 등의 2관능 아크릴 모노머, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 트리메틸프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트 등의 다관능 아크릴 모노머 등의 1종 또는 2종 이상이 사용된다.

광제어층에는, 전술한 광중합성 프리폴리머 및 광중합성 모노머 외에, 자외선조사에 의해 경화시키는 경우에는, 광중합 개시제나 광중합 촉진제 등의 첨가제를 사용하는 것이 바람직하다.

광중합 개시제로서는, 아세토페논, 벤조페논, 미힐러케톤, 벤조인, 벤질메틸케탈, 벤조일벤조에이트, α-아실옥심에스테르, 티옥산톤류 등을 들 수 있다.

또한, 광중합 촉진제는, 경화시의 산소에 의한 중합장해를 경감시켜 경화속도를 빠르게 할 수 있는 것으로, 예를 들면, p-디메틸아미노안식향산 이소아밀에스테르, p-디메틸아미노안식향산 에틸에스테르 등을 들 수 있다.

열경화성 수지로서는, 실리콘계 수지, 페놀계 수지, 요소계 수지, 멜라민계 수지, 푸란계 수지, 불포화폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 디알릴프탈레이트계 수지, 구아나민계 수지, 케톤계 수지, 아미노알키드계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로도 사용 가능하나, 가교성, 가교 경화 도막의 경도를 보다 향상시키기 위해서는, 경화제를 첨가하는 것이 바람직하다.

경화제로서는, 폴리이소시아네이트, 아미노 수지, 에폭시 수지, 카르복실산 등의 화합물을, 적합한 수지에 맞춰서 적절히 사용할 수 있다.

열가소성 수지로서는, ABS 수지, 노르보르넨 수지, 실리콘계 수지, 나일론계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 설폰계 수지, 이미드계 수지, 불소계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 염화비닐계 수지, 초산비닐계 수지, 염화비닐-초산비닐 공중합체계 수지, 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 나일론계 수지, 고무계 수지, 폴리비닐에테르, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다.

또한, 이들 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 중, 광제어층으로 했을 때의 도막강도나, 양호한 투명성이 얻어지는 관점에서, 아크릴계의 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 열경화성 수지 또는 열가소성 수지는, 각각 열경화성 수지끼리 또는 열가소성 수지끼리를 복수 종 적절히 조합한 복합 수지로서 사용하는 것도 가능하다. 또한, 광제어층에는 고분자 수지로서 전술한 수지 이외의 수지를 병용하는 것도 가능하다.

또한, 광제어층에는, 고분자 수지 외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에 있어서, 활제(滑劑), 형광증백제, 미립자, 대전방지제, 난연제, 항균제, 곰팡이방지제, 자외선흡수제, 광안정제, 산화방지제, 가소제, 레벨링제, 유동조정제, 소포제, 분산제, 이형제, 가교제 등의 각종 첨가제를 포함시키는 것도 가능하다.

다음으로 광제어층의 표면에 구비하는 요철형상 패턴의 상세를 설명한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 광제어층의 요철형상 패턴은, 그것을 구성하는 볼록부가, 서로의 원형 바닥면이 겹치지 않고 또한 다른 1 이상의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되어 있다. 단 복수의 볼록부 중, 서로 접하는 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치된 볼록부의 비율은 50~92%이다.

접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율을 50% 이상으로 함으로써, 높은 정면휘도를 확보할 수 있다. 또한, 당해 비율을 92% 이하로 함으로써, 볼록부의 배치의 규칙성을 저감하여, 다른 규칙구조를 갖는 부재와 포개어 합친 경우에도 모아레를 양호하게 방지할 수 있다. 또한, 추가적으로 동일한 관점에서, 당해 비율을 70~90%의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 전술한 볼록부의 비율의 관계에 대해서 보충하면, 도 1의 설명도에 나타내는 바와 같이, 볼록부의 원형 바닥면 B~D는, 각각 서로 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 관계(예를 들면, 볼록부의 원형 바닥면 B를 기준으로 하면, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면 C 및 D에도 접해 있다.)로 되어 있다. 한편, 볼록부의 원형 바닥면 A는, 볼록부의 원형 바닥면 B에만 접한 관계로 되어 있기 때문에, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 관계로 되어 있지 않다. 따라서, 볼록부의 원형 바닥면 A~D 모두에 대해서 검토하면, 전술한 당해 비율은 75%이다.

또한, 볼록부를 배치할 때, 대략 동일 직경의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를 추가적으로 배치할 수 있는 극간을 발생시키지 않도록 당해 볼록부를 배치해 가는 것이, 정면휘도를 보다 향상시키는 관점에서 바람직하다.

전술한 배치를 실현하기 위한, 볼록부의 충전방법을 도 2를 참조하여 설명한다. 여기에서는 볼록부의 바닥면이 원형이기 때문에, 평면에 복수의 원을 배치하는 방법으로서 설명한다. 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 먼저 첫번째 원으로서, 임의의 위치에 반경 r의 원 A를 배치한다. 도 2(a)에 점선으로 나타내는, 원 A의 중심을 중심으로 하는 반경 2r의 원 위에 두번째 원 B를 배치함으로써, 두번째 원 B는 원 A에 겹치지 않고, 원 A에 접하도록 배치된다. 세번째 원 C가, 원 A, B와 겹치지 않고 또한 원 A 또는 원 B 중 어느 하나에 접하도록 배치되는 위치는, 도 2(b)에 점선으로 나타낸 라인 상의 위치이다. 이 라인 상의 두 점 p1, p2, 즉 원 A의 중심을 중심으로 하는 반경 2r의 원과 원 B의 중심을 중심으로 하는 반경 2r의 원의 교점에 원 C를 배치한 경우에는, 원 C는 원 A와 원 B 중 어느 것에도 접하다. 여기서, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 교점 p 이외의 점선 상의 위치에 원 C를 배치했다고 한다면, 네번째 원 D가, 원 A, 원 B 및 원 C 중 어느 하나에 접하도록 배치되는 위치는, 도 2(d)에 점선으로 나타낸 라인 상의 위치이다. 이 라인 상의 세 점 p1, p2, p3는, 원 D가 2 이상의 원과 접하는 위치이다. 여기서, 도 2(e)에 나타내는 바와 같이, 원 D를 점 p3에 배치했다고 한다면, 다섯번째 원이 배치 가능한 위치로서, 도 2(f)에 점선으로 나타내는 바와 같이, 4개의 원 중 어느 하나에 접하는 위치가 라인 상에 있어, 2 이상의 원에 접하도록 배치 가능한 위치 p1, p2, p4, p5가 4점 존재한다.

이와 같이 1 내지 복수의 원이 배치되면, 그 주변에, 어느 하나의 원에 접하도록 다음의 원을 배치 가능한 위치가 라인형상으로 규정되고, 그 라인에는 2개의 원과 접하게 되는 위치가 점으로서 규정된다. 이하, 이 라인을 배치라인, 점을 특정점이라 부른다.

본 발명의 충전방법에서는, 그때까지 충전된 원의 배치로 결정되는 배치라인 상에 원을 배치하고, 그때, 특정점에 배치하는 비율을 제어한다. 이러한 원의 배치를, 원을 배치해야 하는 면내로부터 배치라인이 없어질 때까지 반복한다. 이것에 의해, 최종적으로, 동일 직경의 원을 충전하는 극간을 남기지 않고, 목적하는 면내에 원을 배치할 수 있으며, 또한 모든 원은 겹치지 않고, 어느 하나의 원과 접하도록 배치된다. 또한 원을 원의 크기에 비해 충분히 넓은 면적의 면내에 충전해 간 경우, 최종적으로 2 이상의 원에 접하는 원의 비율은, 원을 특정점에 배치한 비율에 거의 일치한다.

따라서, 원을 특정점에 배치하는 비율을 제어함으로써, 2 이상의 원에 접하는 원의 비율을 제어할 수 있다. 또한 도 2에 나타내는 예에서는, 2 이상의 원에 접하는 위치를 특정점으로 했으나, 서로 접하는 2개의 원 중 어느 것에도 접하는 위치만을 특정점으로 하는 것도 가능하다. 그 경우에는, 도 2(d)의 예에서는, p1, p3만이 특정점이 되고, 도 2(f)의 예에서는, p1, p4, p5만이 특정점이 된다. 이와 같이 결정된 특정점에 원을 배치한 비율은, 최종적으로 서로 접하는 2개의 원 중 어느 것에도 접하도록 배치된 원의 비율에 거의 일치한다.

상기 조작은, 구체적으로는 컴퓨터 프로그램을 사용하여 실행할 수 있다. 도 3에 상기 조작의 구체적인 흐름의 일례를 나타낸다. 먼저 초기설정으로서, 소정의 면적에 매트릭스를 설정하고, 각 격자점의 좌표(x, y)를 등록한다. 또한 배치하는 원의 반경 r을 설정한다. 또한, 2 이상의 볼록부(원)에 접하는 볼록부(원)의 비율 R을 설정한다(스텝 301). 매트릭스의 거칠기는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 격자 간격이 배치하는 원의 반경 r의 1/20 이하인 것이 바람직하다.

다음으로 소정의 위치(x1, y1)에 반경 r의 원(첫번째 원)의 중심을 배치하고, 그 내부의 화소값을 검정으로 한다(스텝 302). 출발점이 되는 위치의 설정은 유저가 행해도 되고, 사전에 매트릭스 상의 소정의 격자로 결정해 두어도 된다. 다음으로 위치(x1, y1)를 중심으로 하는 반경 2r의 원(배치라인)의 위에 있는 격자점을 검색하여, 배치점 후보의 집합 A로서 기억한다(스텝 303). 두번째 이후의 원은, 후술하는 소정의 선택기준을 토대로 집합 A에서 선택된 위치(xi, yj)에 배치된다(스텝 304).

이미 배치라인이 있는 경우, 즉 두번째 이후의 원에 대해서는, 새롭게 배치된 원의 중심을 중심으로 하는 반경 2r의 원과 기존의 배치라인이 겹치는 부분을 삭제하는 동시에 새로운 반경 2r의 원의 외측 부분을 배치라인에 추가하여, 도 2(b)와 도 2(d)에 나타내는 바와 같이 배치라인을 갱신한다. 또한 갱신된 배치라인 상에 있는 격자점을 검색하여, 배치점 후보로서 집합 A에 추가한다(스텝 305). 동시에 기존의 배치라인과의 교점을 특정점으로서 기억한다(스텝 306). 특정점의 집합 B는, 배치점 후보의 집합 A의 진부분집합이다.

배치점 후보의 집합 A 및 특정점의 집합 B 중에서 다음에 원을 배치할 좌표를 결정한다(스텝 307). 이때, 다음의 좌표를 집합 B로부터 선택하는 비율이, 초기설정된 값 R이 되도록, 좌표를 결정한다. 예를 들면 집합 B로부터 선택하는 비율이 1/2(50%)이면, 2n개의 원을 배치해 갈 때, n개의 원은 집합 A(제외하는 집합 B)로부터, 나머지 n개의 원은 집합 B로부터 배치해야 하는 좌표를 선택한다. 또한 80%이면, 순차 배치하는 5개의 원 중 4개의 원의 배치위치를 집합 B로부터 선택한다.

배치점 후보의 집합 A 및 특정점의 집합 B로부터 특정 좌표를 선택하는 기준은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 난수 등을 사용해도 되고, x좌표 또는 y좌표가 위치(x1, y1)에 가장 가까운 위치를 선택하는 등의 적절히 결정한 선택기준에 따르도록 해도 된다.

이상의 스텝 304~307을, 설정된 면적 내에 배치라인이 없어질 때까지 반복하여(스텝 308), 최종적으로 당해 면적 내에, 새로운 원을 추가할 간극 없이 원을 충전할 수 있다.

이렇게 배치한 원의 최종적인 충전율은, 설정된 면적에 대한, 검정으로 칠해진 면적의 비율을 산출함으로써 구할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 볼록부의 배치방법에 의하면, 요철형상 패턴이 규칙구조가 되는 경우가 없어, 볼록부의 충전율을 종래의 난수를 사용한 충전율(고작 50 수%)보다도 높게 할 수 있기 때문에, 정면휘도를 충분한 것으로 하면서 모아레를 방지할 수 있다고 하는, 현저한 효과가 발휘된다.

당해 요철형상 패턴을 구성하는 볼록부의 원형 바닥면의 직경은, 액정 패널과 조합한 사용을 고려하면, 상한으로서 100 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 80 ㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 요철형상 패턴에 의한 집광성을 높이는 관점에서, 하한으로서 1 ㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 3 ㎛ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

볼록부의 형상으로서는, 요철형상 패턴측(백라이트의 정면방향)으로의 집광성을 높이기에 적합한 형상을 가지고 있으면 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 도 4(a)~(c)에 나타내는 바와 같은, 구나 회전 타원체의 일부나, 일본국 특허공개 제2004-280044호 공보에 기재되는 바와 같은, 특정 경사를 갖는 선분의 회전체 등을 들 수 있다.

특히 볼록부의 애스펙트비(볼록부의 높이/원형 바닥면의 직경)는, 보다 높은 정면휘도를 확보하는 관점에서 0.40~0.70으로 하는 것이 바람직하고, 0.50~0.60으로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한 광제어 필름을 고정도(高精度)로 제조하는 관점이나, 집광성을 보다 높이는 관점에서, 복수의 볼록부는 바닥면형상, 단면형상 모두 대략 동일 형상으로 하는 것이 바람직하다.

상기 요철형상 패턴은, 정면휘도를 충분히 확보하면서, 다른 규칙구조를 갖는 부재와 포개어 합쳤을 때의 모아레를 양호하게 방지하는 관점에서, 볼록부의 원형 바닥면의 충전율을 70~82%로 하는 것이 바람직하다. 또한 동일한 관점에서, 볼록부의 원형 바닥면의 충전율을 75~80%로 하는 것이 보다 바람직하다.

전술한 볼록부의 배치방법에 있어서는, 특정점의 집합 B를 선택하는 비율을 조정함으로써 충전율을 조정할 수 있다.

또한, 추가적으로 정면휘도를 높이기 위해, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 의해 배치된 볼록부(큰 볼록부) 사이에 생기는 극간부분에, 당해 극간부분에 들어가는 크기의 직경을 갖는, 상기 볼록부(큰 볼록부)보다 작은 볼록부를 배치하는 것도 가능하다. 상기 볼록부(큰 볼록부)는 규칙성 없이 배치되어 있기 때문에, 그 극간부분도 규칙성은 없어, 당해 극간부분에 작은 볼록부를 배치해도 규칙적인 배치로는 되지 않아, 모아레를 방지하는 효과를 저해하지는 않는다. 또한 상기 작은 볼록부의 형상으로서는 특별히 한정되는 것은 아니나, 집광성을 보다 높이는 관점에서, 상기 볼록부(큰 볼록부)와 대략 상사(相似)형상으로 하는 것이 바람직하다.

이러한 볼록형상 패턴은, 당해 요철형상 패턴과는 상보적인 요철형상 패턴을 구비한 틀(型)에 의해 형성할 수 있다. 본 발명의 요철형상 패턴과는 상보적인 요철형상 패턴을 구비한 틀을 제작하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 미세 구멍뚫기 가공기술을 사용하여, 선단에 특정 단면형상을 갖는 절삭공구에 의해, 절삭깊이를 제어하여 평판 상에 팬 곳을 형성하고, 이를 성형용 틀(암틀(雌型))로 한다. 또는, 레이저 미세가공기술에 의해, 특정 형상의 오목부를 평판 상에 형성하고, 이를 성형용 틀(암틀)로 한다.

광제어층의 두께는 10~300 ㎛로 하는 것이 바람직하다. 두께를 10 ㎛ 이상으로 함으로써, 광제어층의 두께 불균일에 의해 생기는 간섭 불균일을 방지할 수 있다. 한편, 두께를 300 ㎛ 이하로 함으로써, 핸들링성을 양호한 것으로 할 수 있다. 또한, 여기서 말하는 광제어층의 두께란, 볼록부의 선단에서 광제어층의 반대면까지의 두께를 말한다.

다음으로, 지지체 상에 광제어층을 형성하는 경우에는, 지지체로서 유리판이나 플라스틱 필름 등의 투명성이 높은 것을 사용할 수 있다. 유리판으로서는, 예를 들면 규산염 유리, 인산염 유리, 붕산염 유리 등의 산화 유리를 판유리화한 것을 사용할 수 있고, 특히 규산 유리, 규산 알칼리 유리, 소다석회 유리, 칼륨석회 유리, 납 유리, 바륨 유리, 붕규산 유리 등의 규산염 유리를 판유리화한 것이 바람직하다. 플라스틱 필름으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 트리아세틸셀룰로오스, 아크릴, 폴리염화비닐, 노르보르넨화합물 등을 사용할 수 있고, 연신가공, 특히 이축연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 기계적 강도, 치수 안정성이 우수하기 때문에 매우 적합하게 사용된다. 이러한 지지체는 플라즈마처리, 코로나방전처리, 원자외선조사처리, 언더코팅 이접착층의 형성 등의 이접착처리가 행해진 것을 사용하는 것이 바람직하다.

지지체의 두께는 특별히 한정되지 않고 적용되는 재료에 대해 적절히 선택할 수 있으나, 광제어 필름으로서의 취급성 등을 고려하면, 일반적으로 25~500 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 50~300 ㎛ 정도이다.

본 발명의 광제어층을 구비한 광제어 필름을 형성하는 방법으로서는, 2P(Photo-Polymer)법, 엠보스법 등과 같은 전사 부형 기술에 의해 형성할 수 있다. 예를 들면, 전술한 광제어층을 구성하는 고분자 수지 등을, 요구하는 요철형상 패턴과는 상보적인 요철형상 패턴을 갖는 틀 내에 충전하고, 패턴을 전사 부형시킨 후, 당해 고분자 수지 등을 경화시키고, 틀로부터 박리함으로써, 요철형상 패턴이 부형된 광제어층을 구비한 광제어 필름이 얻어진다. 지지체를 사용하는 경우에는, 틀 내에 고분자 수지 등을 충전하고, 그 위에 지지체를 포개어 합친 후, 당해 고분자 수지 등을 경화시키고, 틀로부터 박리함으로써, 지지체 상에 요철형상 패턴이 부형된 광제어층을 구비한 광제어 필름이 얻어진다.

전술한 전사 부형 기술 중, 광학 필름을 비교적 단시간에 제작할 수 있고, 가열 냉각이 불필요하기 때문에 구성부재의 열에 의한 변형을 적게 억제할 수 있는 관점에서, 2P법을 채용하는 것이 바람직하다. 한편, 구성부재의 재료선택성의 자유도가 높고, 프로세스 코스트를 삭감 가능한 관점에서는, 엠보스법을 채용하는 것이 바람직하다.

또한, 광제어층이 되는 물질에 대해, 소정의 요철형상 패턴을 형성할 수 있는 마스크부재를 매개로 외부 에너지를 가함으로써, 광제어층 표면에 요철형상 패턴을 부형하여, 광제어 필름으로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, 포토리소그래피기술을 이용하여 광제어 필름을 얻을 수 있다. 즉, 광제어층을 전리방사선 경화성 수지에 의해 구성하고, 전리방사선이 투과하는 부분과 투과하지 않는 부분으로 되는 마스크부재를 매개로 당해 전리방사선 경화성 수지에 전리방사선을 조사하고, 노광부분과 미노광부분을 형성한 후, 당해 미노광부분의 전리방사선 경화성 수지를 제거함으로써, 요철형상 패턴이 형성된 광제어층을 갖는 광제어 필름으로 하는 것도 가능하다.

또한, 고분자 수지를 경화시키는 방법으로서는, 고분자 수지가 전리방사선 경화성 수지인 경우에는 전자방사선을 조사함으로써 경화시킬 수 있다. 또한, 고분자 수지가 열경화성 수지인 경우에는, 열을 가함으로써 경화시킬 수 있다. 여기서, 전리방사선으로서는, 예를 들면 초고압수은등, 고압수은등, 저압수은등, 카본아크, 메탈할라이드램프 등으로부터 발하여지는 100~400 nm, 바람직하게는 200~400 nm의 파장영역의 자외선이나, 주사형·커튼형의 전자선가속기로부터 발하여지는 100 nm 이하의 파장영역의 전자선을 이용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 광제어 필름은, 바닥면이 대략 동일 직경인 볼록부를 독자적인 방법으로 배치한 요철형상 패턴을 표면에 구비하기 때문에, 정면휘도를 충분히 확보하면서, 다른 규칙구조를 갖는 부재와 포개어 합쳤을 때의 모아레를 방지할 수 있는 광제어 필름으로 할 수 있다. 이러한 광제어 필름은, 액정 디스플레이 등의 백라이트장치나 조명 등으로서 매우 적합하게 사용된다.

다음으로, 본 발명의 광제어 필름을 구비한 본 발명의 백라이트장치의 실시형태에 대해서 설명한다. 본 발명의 백라이트장치는, 적어도 본 발명의 광제어 필름과 광원으로 구성된다. 백라이트장치 중에 있어서의 광제어 필름의 방향은 특별히 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 요철형상 패턴을 갖는 면이 광출사면측이 되도록 사용한다. 백라이트장치는, 소위 에지라이트형, 직하형 등의 구성을 채용하는 것이 바람직하다.

에지라이트형 백라이트장치는, 도광판과, 도광판의 적어도 일단부에 배치된 광원과, 도광판의 광출사면측에 배치된 본 발명의 광제어 필름 등으로 구성된다. 여기서, 광제어 필름은, 요철형상 패턴을 갖는 면이 광출사면이 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도광판과 광제어 필름 사이에 프리즘 시트 등의 광학부재를 사용하는 것도 가능하다.

도광판은, 적어도 하나의 측면을 광입사면으로 하고, 이것과 대략 직교하는 한쪽 면을 광출사면으로 하도록 성형된 대략 평판형상으로 되는 것으로, 주로 폴리메틸메타크릴레이트 등의 고투명한 수지로부터 선택되는 매트릭스 수지로 된다. 필요에 따라 매트릭스 수지와 굴절률이 상이한 수지입자가 첨가되어 있어도 된다. 도광판의 각 면은, 일률적인 평면이 아닌 복잡한 표면형상을 하고 있는 것이어도 되고, 도트 패턴 등의 확산 인쇄가 되어 있어도 된다.

광원은, 도광판의 적어도 일단부에 배치되는 것으로, 주로 냉음극관, LED 광원 등이 사용된다. 광원의 형상으로서는 점형상, 선형상, L자형상의 것 등을 들 수 있다.

에지라이트형 백라이트장치에는, 전술한 광제어 필름, 도광판, 광원 외에, 목적에 따라 반사판, 편광 필름, 전자파 차폐 필름 등이 구비된다.

본 발명의 에지라이트형 백라이트장치의 일실시형태를 도 5에 나타낸다. 이 백라이트장치(140)는, 도광판(141)의 양쪽에 광원(142)을 구비한 구성을 가지며, 도광판(141)의 위쪽에, 요철형상 패턴을 갖는 면이 도광판과는 반대면이 되도록 광제어 필름(143)이 올려놓여 있다. 광원(142)은 광원으로부터의 빛이 효율적으로 도광판(141)에 입사되도록, 도광판(141)과 대향하는 부분을 제외하고 광원 리플렉터(144)로 덮여 있다. 또한 도광판(141)의 아래쪽에는, 새시(145)에 수납된 반사판(146)이 구비되어 있다. 이것에 의해 도광판(141)의 출사측과 반대측으로 출사된 빛을 재차 도광판(141)에 되돌려, 도광판(141)의 출사면으로부터의 출사광을 많게 하도록 하고 있다.

다음으로, 직하형 백라이트장치는, 본 발명의 광제어 필름과, 광제어 필름의 광출사면과는 반대측 면에 순서대로 구비된, 확산판, 광원 등으로 구성된다. 여기서, 광제어 필름은, 요철형상 패턴을 갖는 면이 광출사면이 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 확산판과 광제어 필름 사이에 프리즘 시트 등의 광학부재를 사용하는 것도 가능하다.

확산판은, 광원의 램프 패턴을 지우기 위한 것으로, 유백색의 수지판, 광원에 대응하는 부분에 도트 패턴을 형성한 투명 필름(라이팅 커튼) 외에, 투명기재 상에 요철의 광확산층을 갖는 소위 광확산 필름 등을 단독 또는 적절히 조합하여 사용할 수 있다.

광원은, 전술한 에지라이트형 백라이트장치에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다. 또한, 직하형 백라이트장치에는, 전술한 광제어 필름, 확산판, 광원 외에, 목적에 따라, 반사판, 편광 필름, 전자파 차폐 필름 등을 구비하고 있어도 된다.

본 발명의 직하형 백라이트장치의 일실시형태를 도 6에 나타낸다. 이 백라이트장치(150)는, 도시하는 바와 같이, 새시(155) 내에 수납한 반사판(156) 위에 광원(152)이 복수 배치되고, 그 위에 확산판(151)을 매개로 하여 광제어 필름(153)이 올려놓인 구조를 가지고 있다.

본 발명의 백라이트장치는, 광원 또는 도광판으로부터 출사되는 빛의 방향을 제어하는 광제어 필름으로서, 특정 요철형상 패턴을 갖는 면을 표면에 구비한 광제어 필름을 사용하기 때문에, 정면휘도를 충분한 것으로 하면서, 규칙구조를 갖는 액정 패널과 조합하여 사용해도 모아레를 발생시키지 않고, 화상품질이 우수한 것으로 할 수 있다. 또한, 백라이트장치의 품질 향상을 위해, 부품 점수를 늘릴 필요도 없다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 추가적으로 설명한다. 또한, 「부」, 「%」는 특별히 나타내지 않는 한, 중량 기준으로 한다.

1. 광제어 필름의 제작

[실시예 1]

미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(a)을 사용하여, 금형(a)에 광제어층 형성액으로서 아크릴 모노머 50부(메타크릴산메틸:와코순약사), 다관능성 아크릴 모노머 45부(NK 에스테르 A-TMPT-3EO:신나카무라 화학공업사), 광중합 개시제 5부(이루가큐어 184:씨바·재팬사)의 혼합액을 충전하고, 그 위에 지지체로서 두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(코스모샤인 A4100:도요 보세키사)을 밀착시켰다. 그 후, 광제어층에 대해 고압수은등에 의해 자외선을 600 mJ/㎠ 조사하여 광제어층을 경화시키고, 금형(a)으로부터 박리함으로써, 지지체 상에 두께 50 ㎛의 광제어층이 형성된 실시예 1의 광제어 필름을 제작하였다.

실시예 1에서 사용한 금형(a)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 80%의 충전율로 충전한 요철 패턴을 설계하고, 금형재료 표면에, 이 요철 패턴의 볼록부와 상보형 오목부를 형성함으로써 제작한 것이다. 요철 패턴에 있어서, 볼록부의 형상은 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 산모양으로서 애스펙트비는 0.60으로 하고, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 89%가 되도록 설계하였다.

[실시예 2]

실시예 1에서 사용한 금형(a) 대신에, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(b)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 광제어 필름을 제작하였다. 또한, 실시예 2에서 사용한 금형(b)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 73%의 충전율로 충전한 요철 패턴을 설계하고, 금형재료 표면에, 이 요철 패턴의 볼록부와 상보형 오목부를 형성함으로써 제작한 것이다. 요철 패턴에 있어서, 볼록부의 형상은 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 산모양으로서 애스펙트비는 0.45로 하고, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 72%가 되도록 설계하였다. 본 실시예에서 설계한 요철 패턴의 볼록부 배치를 도 7에 나타낸다.

[실시예 3]

실시예 1에서 사용한 금형(a) 대신에, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(c)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3의 광제어 필름을 제작하였다. 또한 실시예 3에서 사용한 금형(c)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 70%의 충전율로 충전한 요철 패턴을 설계하고, 금형재료 표면에, 이 요철 패턴의 볼록부와 상보형 오목부를 형성함으로써 제작한 것이다. 요철 패턴에 있어서, 볼록부의 형상은 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 산모양으로서 애스펙트비는 0.50으로 하고, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 57%가 되도록 설계하였다.

[실시예 4]

미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(d)을 사용하여, 금형(d)에 실시예 1과 동일한 광제어층 형성액을 충전하였다. 그 후, 광제어층에 대해 고압수은등에 의해 자외선을 600 mJ/㎠ 조사하여 광제어층을 경화시키고, 금형(d)으로부터 박리함으로써, 두께 70 ㎛의 광제어층으로 되는 실시예 4의 광제어 필름을 제작하였다. 또한, 실시예 4에서 사용한 금형(d)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 75%의 충전율로 충전한 요철 패턴을 설계하고, 금형재료 표면에, 이 요철 패턴의 볼록부와 상보형 오목부를 형성함으로써 제작한 것이다. 요철 패턴에 있어서, 볼록부의 형상은 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 산모양으로서 애스펙트비는 0.35로 하고, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 79%가 되도록 설계하였다.

[실시예 5]

실시예 4에서 사용한 금형(d) 대신에, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(e)을 사용한 것 이외에는 실시예 4와 동일하게 하여, 실시예 5의 광제어 필름을 제작하였다. 또한, 실시예 5에서 사용한 금형(e)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 69%의 충전율로 충전한 요철 패턴을 설계하고, 금형재료 표면에, 이 요철 패턴의 볼록부와 상보형 오목부를 형성함으로써 제작한 것이다. 요철 패턴에 있어서, 볼록부의 형상은 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 산모양으로서 애스펙트비는 0.55로 하고, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 51%가 되도록 설계하였다.

[실시예 6]

지지체로서 두께 188 ㎛의 폴리에틸렌나프탈레이트 필름(테오넥스 Q51: 데이진 듀폰 필름사) 상에, 사출성형기를 사용하여 두께 35 ㎛의 광제어층을 부형전사하고, 지지체 상에 광제어층이 형성되어 되는 광제어 필름을, 실린더온도 280도, 금형온도 85도의 조건하에서 제작하였다. 광제어층은, 고분자 수지로서 폴리카보네이트 수지(판라이트 L-1225: 데이진 화성사)의 펠릿을 사용해서 구성하였다. 틀은, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(f)을 사용하였다. 또한, 실시예 6에서 사용한 금형(f)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 76%의 충전율로 충전한 요철 패턴을 설계하고, 금형재료 표면에, 이 요철 패턴의 볼록부와 상보형 오목부를 형성함으로써 제작한 것이다. 요철 패턴에 있어서, 볼록부의 형상은 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 산모양으로서 애스펙트비는 0.50으로 하고, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 83%가 되도록 설계하였다.

[실시예 7]

실시예 6에서 사용한 금형(f) 대신에, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(g)을 사용한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여, 실시예 7의 광제어 필름을 제작하였다. 또한, 실시예 7에서 사용한 금형(g)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 72%의 충전율로 충전한 요철 패턴을 설계하고, 금형재료 표면에, 이 요철 패턴의 볼록부와 상보형 오목부를 형성함으로써 제작한 것이다. 요철 패턴에 있어서, 볼록부의 형상은 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 산모양으로서 애스펙트비는 0.65으로 하고, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 68%가 되도록 설계하였다.

[실시예 8]

실시예 6에서 사용한 금형(f) 대신에, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(h)을 사용한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여, 실시예 8의 광제어 필름을 제작하였다. 또한, 실시예 8에서 사용한 금형(h)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 81%의 충전율로 충전한 요철 패턴을 설계하고, 금형재료 표면에, 이 요철 패턴의 볼록부와 상보형 오목부를 형성함으로써 제작한 것이다. 요철 패턴에 있어서, 볼록부의 형상은 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 산모양으로서 애스펙트비는 0.60으로 하고, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 90%가 되도록 설계하였다.

[실시예 9]

사출성형기를 사용하여, 두께 30 ㎛의 광제어층으로 되는 광제어 필름을, 실린더온도 280도, 금형온도 85도의 조건하에서 제작하였다. 광제어층은, 고분자 수지로서 폴리카보네이트 수지(판라이트 L-1225: 데이진 화성사)의 펠릿을 사용해서 구성하였다. 틀은, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(i)을 사용하였다. 또한, 실시예 9에서 사용한 금형(i)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 78%의 충전율로 충전한 요철 패턴을 설계하고, 금형재료 표면에, 이 요철 패턴의 볼록부와 상보형 오목부를 형성함으로써 제작한 것이다. 요철 패턴에 있어서, 볼록부의 형상은 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 산모양으로서 애스펙트비는 0.75로 하고, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 87%가 되도록 설계하였다.

[실시예 10]

실시예 9에서 사용한 금형(i) 대신에, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(j)을 사용한 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여, 실시예 10의 광제어 필름을 제작하였다. 또한, 실시예 10에서 사용한 금형(j)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 83%의 충전율로 충전한 요철 패턴을 설계하고, 금형재료 표면에, 이 요철 패턴의 볼록부와 상보형 오목부를 형성함으로써 제작한 것이다. 요철 패턴에 있어서, 볼록부의 형상은 도 4(c)에 나타내는 바와 같은 산모양으로서 애스펙트비는 0.50으로 하고, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 92%가 되도록 설계하였다.

또한, 실시예 1~10의 광제어 필름의 광제어층 표면에 형성된 요철형상 패턴의 볼록부의 배치에 대해서 조사한 바, 모든 요철형상 패턴에 있어서 본 발명의 볼록부의 배치방법을 만족하는 것이었다. 즉, 임의로 첫번째 볼록부를 선택하면, 두번째 볼록부는, 기준이 되는 첫번째 볼록부와 겹치지 않고 첫번째 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되고, 이어서 세번째 볼록부는, 첫번째부터 두번째까지의 모든 볼록부와 겹치지 않고 첫번째부터 두번째까지 중 어느 하나의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되며, 이후 n번째 볼록부에 관해서도, 첫번째부터 (n-1)번째까지의 모든 볼록부와 겹치지 않고, 첫번째부터 (n-1)번째까지 중 어느 하나의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치된 관계로 되어 있었다. 또한, 당해 요철형상 패턴의 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 50~92%였다.

[비교예 1]

실시예 1에서 사용한 금형(a) 대신에, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(k)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 광제어 필름을 제작하였다. 또한, 비교예 1에서 사용한 금형(k)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부로서, 대략 동일 형상으로 애스펙트비가 0.50인 볼록부가, 서로 포개어져 합쳐지지 않고 최밀 충전(충전율: 91%)된 요철형상 패턴을 부형전사할 수 있도록 설계한 것이다. 금형(k)은, 볼록부가 최밀 충전되도록 설계된 것이기 때문에, 금형(k)에 의해 제작된 광제어 필름의 광제어층 표면에는, 요철형상 패턴의 볼록부 모두가, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 있었다.

[비교예 2]

실시예 1에서 사용한 금형(a) 대신에, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(l)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 2의 광제어 필름을 제작하였다. 또한, 비교예 2에서 사용한 금형(l)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖고, 애스펙트비가 0.60인 대략 동일 형상의 볼록부를, 난수를 사용하여 원형 바닥면이 포개어져 합쳐지지 않고 랜덤으로 배치한 요철형상 패턴을 설계하고, 이 요철 패턴을 부형전사할 수 있도록 제작한 것이다. 이 금형에 의해 제작된 요철 패턴에서는, 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율은 0.1% 이하였다. 또한, 볼록부의 원형 바닥면의 충전율은 54%였다.

[비교예 3]

실시예 6에서 사용한 금형(f) 대신에, 미세 구멍뚫기 가공기술에 의해 형성된 특정 요철형상을 부형전사할 수 있는 금형(m)을 사용한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여, 비교예 3의 광제어 필름을 제작하였다. 또한, 비교예 3에서 사용한 금형(m)은, 대략 동일 직경 50 ㎛의 원형 바닥면을 갖는 볼록부로서, 대략 동일 형상으로 애스펙트비가 0.50인 볼록부가, 본 발명의 볼록부의 배치방법에 따라, 63%의 충전율로 충전된 요철형상 패턴을 부형전사할 수 있도록 설계하였다.

비교예 3에 의해 제작된 광제어 필름의 광제어층 표면에 형성된 요철형상 패턴의 볼록부의 배치에 대해서 조사한 바, 본 발명의 볼록부의 배치방법을 만족하는 것이었다. 즉, 임의로 첫번째 볼록부를 선택하면, 두번째 볼록부는, 기준이 되는 첫번째 볼록부와 겹치지 않고 첫번째 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되고, 이어서 세번째 볼록부는, 첫번째부터 두번째까지의 모든 볼록부와 겹치지 않고 첫번째부터 두번째까지 중 어느 하나의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되며, 이후 n번째 볼록부에 관해서도, 첫번째부터 (n-1)번째까지의 모든 볼록부와 겹치지 않고, 첫번째부터 (n-1)번째까지 중 어느 하나의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치된 관계로 되어 있었다. 한편, 당해 요철형상 패턴의 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율은, 10%였다.

2. 백라이트장치의 제작

다음으로, 실시예 1~10 및 비교예 1~3의 광제어 필름을 도광판 상에 설치해서 구성한 15인치의 에지라이트형 백라이트장치(냉음극관 상하 각 1등(燈))를 제작하여, 실시예 1~10 및 비교예 1~3의 백라이트장치로 하였다.

3. 평가

(1) 정면휘도

실시예 1~10 및 비교예 1~3의 광제어 필름을 사용한 에지라이트형 백라이트장치의 광출사면 중심의 정면휘도를 측정하였다. 광제어 필름의 방향은, 요철형상 패턴을 갖는 면이 광출사면이 되도록 하였다. 측정결과를 표 1에 나타낸다(단위는 「cd/㎡」). 또한, 광제어 필름을 사용하지 않는 상태에서의 에지라이트형 백라이트장치의 정면휘도는, 1000 cd/㎡였다.

(2) 모아레의 유무

암실에서, 실시예 1~10 및 비교예 1~3의 광제어 필름을 사용한 액정 디스플레이를 모두 백표시에서 점등하고, 정면 및 경사방향으로부터의 육안에 의한 모아레의 발생상황을 관찰하였다. 모아레가 전혀 발생하지 않은 것을 「◎」, 모아레가 약간 발생했지만 육안으로는 거의 확인할 수 없는 정도였던 것을 「○」, 모아레가 약간 발생하였으나 시인성(視認性)에 영향을 미치지 않는 정도였던 것을 「△」, 모아레가 발생하여 시인성에 크게 영향을 미친 것을 「×」로 평가하였다. 평가결과를 표 1에 나타낸다.

표 1의 결과로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1~10의 광제어 필름은, 바닥면이 대략 동일 직경인 볼록부를 독자적인 방법으로 배치한 요철형상 패턴을 표면에 구비한 광제어층을 갖는 것이었기 때문에, 볼록부의 충전율을 높게 할 수 있어, 정면휘도를 충분히 확보할 수 있었다. 또한, 실시예 1~10의 광제어 필름은, 규칙구조를 갖는 액정 패널과 포개어 합쳐 사용해도, 모아레가 발생하는 경우가 없어, 액정 디스플레이의 화상품질을 손상시키는 경우가 없었다.

특히, 실시예 1~3 및 6~8의 광제어 필름은, 광제어층 표면의 요철형상 패턴을 구성하는 볼록부의 애스펙트비가 0.40~0.70이고, 또한, 당해 볼록부의 충전율이 70~82%의 범위 내였던 것으로부터, 정면 휘도와 모아레 방지성의 균형이 우수한 것이 되었다.

또한, 실시예 1 및 6의 광제어 필름은, 광제어층 표면의 요철형상 패턴을 구성하는 볼록부의 애스펙트비가 0.50~0.60이고, 또한, 당해 볼록부의 충전율이 75~80%의 범위 내였던 것으로부터, 정면휘도와 모아레 방지성의 균형이 우수한 것이 되었다.

다음으로, 실시예 1~10의 광제어 필름을 삽입한 실시예 1~10의 백라이트장치는, 정면휘도를 충분히 확보하면서 모아레가 발생하지 않는 광제어 필름을 사용하는 것이었기 때문에, 전술한 바와 같이 화상품질을 손상시키는 것으로는 되지 않았다. 또한, 정면휘도를 확보하기 위한 광학 시트를 별도로 설치할 필요도 없었기 때문에, 부품 점수를 적게 구성할 수 있었다.

한편, 비교예 1의 광제어 필름은, 본 발명의 볼록부의 배치방법과는 달리, 대략 동일 직경의 볼록부를 서로 포개어져 합쳐지지 않고, 극간 없이 배치한 최밀 충전의 요철형상 패턴을 구비한 광제어층을 갖는 것이었기 때문에, 정면휘도가 우수한 것이 되었다. 그러나, 비교예 1의 광제어 필름은, 규칙구조를 갖는 액정 패널과 포개어 합쳐서 사용하면, 모아레를 발생시켜, 액정 디스플레이의 화상품질을 저하시켜 버렸다.

또한, 비교예 2의 광제어 필름은, 본 발명의 볼록부의 배치방법과는 달리, 대략 동일 직경의 볼록부를 난수를 사용하여 랜덤으로 배치한 요철형상 패턴을 구비한 광제어층을 갖는 것이었기 때문에, 비교예 2의 광제어 필름과, 규칙구조를 갖는 액정 패널을 포개어 합쳤을 때, 모아레가 발생하지 않고, 액정 디스플레이의 화상품질을 손상시키는 경우가 없었다. 그러나, 비교예 2의 광제어 필름은, 그 광제어층 표면의 요철형상 패턴의 볼록부 중 거의 모두가, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 있지 않았기 때문에(0.1% 이하), 볼록부의 충전율이 낮아, 정면휘도가 떨어지는 것이 되었다.

또한, 비교예 3의 광제어 필름은, 본 발명의 볼록부의 배치방법과 동일한 방법으로 볼록부를 배치한 요철형상 패턴을 구비한 광확산층을 갖는 것이었으나, 당해 요철형상 패턴의 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 10%였기 때문에, 모아레는 발생하지 않았지만, 정면휘도가 떨어지는 것이 되었다.

다음으로, 비교예 1~3의 광제어 필름을 삽입한 비교예 1~3의 백라이트장치는, 전술한 바와 같이 정면휘도와 모아레의 방지성의 균형이 나쁜 광제어 필름을 사용하는 것이었기 때문에, 백라이트장치로서의 품질이 낮은 것이 되었다.

도면의 간단한 설명

도 1은 본 발명의 요철형상 패턴의 볼록부의 배치의 비율을 나타내는 설명도이다.

도 2는 본 발명의 요철형상 패턴에 있어서의 볼록부의 배치방법을 설명하는 도면이다.

도 3은 본 발명의 볼록부의 배치방법을 나타내는 수순의 일례를 나타내는 도면이다.

도 4(a)~(c)는 각각 볼록부의 형상의 일례를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 백라이트장치의 일실시형태를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 백라이트장치의 다른 실시형태를 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 요철 패턴의 원형 바닥면을 갖는 볼록부 배치의 일례를 나타내는 도면이다.

부호의 설명

A, B, C, D···볼록부의 원형 바닥면

140, 150···백라이트장치

141, 151···도광판 또는 확산판

142, 152···광원

143, 153···광제어 필름

Claims (10)

1. 대략 동일 직경의 원형 바닥면을 갖는 볼록부를 배치한 요철형상 패턴을 표면에 구비한 광제어층을 갖는 광제어 필름으로서,
   상기 요철형상 패턴은, 1부터 n(n은 2 이상의 정수)번째까지의 볼록부를 순차 배치했을 때, n번째 볼록부의 원형 바닥면이, 첫번째부터 (n-1)번째까지의 모든 볼록부의 원형 바닥면과 겹치지 않고, 첫번째부터 (n-1)번째까지 중 어느 하나의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되어 되는 것으로,
   상기 볼록부 중, 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 50~92%인 것을 특징으로 하는 광제어 필름.
2. 제1항에 있어서,
   상기 볼록부 중, 그 바닥면이 2 이상의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치된 볼록부의 비율이 80% 이상 100% 이하인 것을 특징으로 하는 광제어 필름.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 볼록부는 대략 동일 형상인 것을 특징으로 하는 광제어 필름.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 요철형상 패턴에 있어서의 상기 볼록부의 원형 바닥면의 충전율이 70~82%인 것을 특징으로 하는 광제어 필름.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 볼록부의 애스펙트비가 0.40~0.70인 것을 특징으로 하는 광제어 필름.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광제어층은 고분자 수지에 의해 구성되어 되는 것을 특징으로 하는 광제어 필름.
7. 표면에 요철형상 패턴을 구비한 광제어층을 갖는 광제어 필름으로서, 상기 요철형상 패턴은, 대략 동일 직경의 원형 바닥면을 갖는 복수의 제1 볼록부와 상기 제1 볼록부보다 직경이 작은 원형 바닥면을 갖는 제2 볼록부를 배치해서 되고,
   상기 복수의 제1 볼록부는, 서로의 원형 바닥면이 겹치지 않고 또한 다른 1 이상의 제1 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되어 되며,
   상기 복수의 제1 볼록부 중, 바닥면이 접한 2개의 볼록부 중 어느 원형 바닥면에도 접하도록 배치되어 되는 볼록부의 비율이 50~92%인 것을 특징으로 하는 광제어 필름.
8. 표면에, 대략 동일 직경의 원형 바닥면을 갖는 복수의 볼록부를 배치한 요철형상 패턴을 구비한 광제어층을 갖는 광제어 필름으로서,
   상기 복수의 볼록부는, 서로의 원형 바닥면이 겹치지 않고 또한 다른 1 이상의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치되어 되며,
   상기 복수의 볼록부 중, 그 바닥면이 2 이상의 볼록부의 원형 바닥면과 접하도록 배치된 볼록부의 비율이 80% 이상 100% 미만인 것을 특징으로 하는 광제어 필름.
9. 광원과, 상기 광원으로부터 입사한 빛을, 광입사면과는 다른 면으로부터 출사하는 판형상 광학부재와, 상기 판형상 광학부재에 근접하여 배치되는 광제어 필름을 구비한 백라이트장치에 있어서, 상기 광제어 필름으로서, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 광제어 필름을 사용한 것을 특징으로 하는 백라이트장치.
10. 표면에 요철형상 패턴을 구비한 광제어층을 갖는 광제어 필름의 상기 요철 패턴 형성용 틀을 제작하는 방법으로서,
    틀의 표면에, 대략 동일 직경의 원형 바닥면을 갖는 복수의 볼록부의 바닥면이 되는 원을 배치하는 스텝과,
    배치된 원의 내측에, 상기 볼록부의 암틀이 되는 오목부를 형성하는 스텝을 가지며,
    상기 원을 배치하는 스텝에서는, 1부터 n(n은 2 이상의 정수)번째까지의 원을 순차 배치하는 스텝을, 다른 원과 겹치지 않게 원을 배치하는 것이 가능한 극간이 상기 틀의 표면에 없어질 때까지 행하고, 그때, n번째에 배치되는 원이, 첫번째부터 (n-1)번째까지의 모든 원과 겹치지 않고, 첫번째부터 (n-1)번째까지 중 어느 하나의 원과 접하도록 배치하는 동시에, 접한 2개의 원 중 어느 것에도 접하는 위치에 배치되는 원의 비율을 50~92%로 제어하는 것을 특징으로 하는 틀의 제작방법.

Images