KR20110109904A - 광학 시트 적층체, 조명 장치 및 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 박형화 및 경량화를 도모하면서, 주름, 처짐, 휨의 발생을 방지하는 것이 가능한 광학 시트 적층체 및 그것을 구비한 조명 장치 및 표시 장치를 제공하는 것이다.
광학 시트(10)의 요철부(11)의 정상부(12) 중 광학 시트(20)의 하면(20B)과의 대향 부분 전체와, 광학 시트(20)의 하면(20B) 중 요철부(11)의 정상부와의 대향 부분 전체가 서로 직접적으로 접합(열 용착, 열 압착)되어 있다. 광학 시트(10)와 광학 시트(20)의 접합에는, 접착 필름 등의 접착제가 사용되고 있지 않다.

Description

광학 시트 적층체, 조명 장치 및 표시 장치{OPTICAL SHEET LAMINATE BODY, ILLUMINATION UNIT, AND DISPLAY UNIT}

본 발명은, 복수의 광학 시트가 적층된 광학 시트 적층체 및 그것을 구비한 조명 장치 및 표시 장치에 관한 것이다.

종래부터, 워드프로세서나 랩탑형의 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치로서, 박형이고 보기 쉬운 백라이트(조명 장치)를 구비한 액정 표시 장치가 사용되고 있다. 이와 같은 액정 표시 장치용 조명 장치로서는, 도광판의 측단부에 형광관과 같은 선형 광원을 배치하고, 이 도광판 상에 복수의 광학 소자를 통하여 액정 패널을 설치한 에지 라이트형의 조명 장치와, 액정 패널의 바로 아래에 광원과 복수의 광학 소자를 배치한 직하형 조명 장치가 있다(특허문헌 1 참조).

종래로부터, 액정 표시 장치용 조명 장치에서는, 시야각이나 휘도 등의 개선을 목적으로 하여 다수의 광학 소자가 사용되고 있다. 광학 소자로서는, 예를 들어, 광 확산성을 갖는 확산판이나, 광 집광성을 갖는 프리즘 시트 등을 들 수 있다.

일본 특허 공개 제2005-301147호 공보 일본 특허 공개 평11-209807호 공보

그런데, 최근의 표시 장치의 대형 화면화에 수반하여, 조명 장치도 대면적화되고 있다. 이 경우, 프리즘 시트 등의 각종 광학 시트나, 확산판도 대면적화가 요구되게 된다. 그런데, 이들 광학 시트를 대면적화하면, 자중에 의한 주름, 처짐, 휨이 발생하기 쉬워진다. 또한, 대면적화에 수반하여, 표시면의 밝기를 유지하기 위하여 광원의 조도가 높아진다. 그로 인해, 면적이 증대한 광학 시트의 표면에 닿는 열도 증가하지만, 열은 광학 시트의 표면에 불균일하게 전달되므로, 열에 의한 광학 시트의 변형은 균일하게 일어나지 않는다. 그 결과, 열에 의해서도 주름, 처짐, 휨이 발생하기 쉽다고 할 수 있다.

한편, 이와 같은 화면의 대형화에 수반하는, 광학 시트의 주름, 처짐, 휨의 발생을 방지하는 방법으로서, 예를 들어, 광학 시트를 두껍게 하여, 강성 부족을 개선하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같이 한 경우에는, 조명 장치가 두꺼워져, 박형화를 저해하게 된다. 따라서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 광학 시트끼리를 적층순으로 투명 접착제로 전체 면적에 접합하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 광학 시트를, 투명 접착제를 개재하여 적층함으로써, 광학 시트의 강성을 높일 수 있고, 주름, 처짐, 휨의 발생을 방지하는 것이 가능해진다.

그러나, 광학 시트끼리를 단순히 투명 접착제를 통하여 접합하는 구성에서는, 투명 접착제의 두께 분만큼 두꺼워져, 박형화를 저해할 가능성이 있다. 또한, 투명 접착제 분만큼 중량이 무거워져, 경량화를 저해할 가능성도 있다. 이들 문제는, 예를 들어, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 광학 시트의 단부만을 접착제로 접합한 경우에도 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 박형화 및 경량화를 도모하면서, 주름, 처짐, 휨의 발생을 방지하는 것이 가능한 광학 시트 적층체 및 그것을 구비한 조명 장치 및 표시 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1 광학 시트 적층체는, 상면 및 하면 중 적어도 상면이 요철 형상으로 되어 있는 제1 광학 시트와, 상면 및 하면을 갖는 제2 광학 시트를 구비한 것이다. 요철 형상의 정상부 중 제2 광학 시트의 하면과의 대향 부분 전체와, 제2 광학 시트의 하면 중 요철 형상의 정상부의 대향 부분 전체가, 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합되어 있다.

본 발명의 제1 조명 장치는, 광학 시트 적층체와, 광학 시트 적층체를 향하여 광을 사출하는 광원을 구비한 것이다. 이 조명 장치에 포함되는 광학 시트 적층체는, 상기한 제1 광학 시트 적층체와 동일한 구성 요소를 구비하고 있다. 본 발명의 제1 표시 장치는, 상기한 제1 광학 시트 적층체와 동일한 구성 요소를 갖는 광학 시트 적층체와, 화상 신호에 기초하여 구동되는 표시 패널과, 광학 시트 적층체를 통하여 표시 패널을 조명하는 광원을 구비한 것이다.

본 발명의 제1 광학 시트 적층체, 제1 조명 장치 및 제1 표시 장치에서는, 제1 광학 시트의 요철 형상의 정상부 중 제2 광학 시트의 하면과의 대향 부분 전체와, 제2 광학 시트의 하면 중 요철 형상의 정상부와의 대향 부분 전체가, 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합되어 있다. 즉, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트의 접합에 접착제가 사용되어 있지 않다. 또한, 요철 형상의 정상부 전체가 접합되어 있으므로, 광학 시트끼리를 접착제로 접합한 것과 동등한 접착성이 얻어지고 있다.

본 발명의 광학 시트 적층체의 제조 방법은, 이하의 2개의 공정을 포함하는 것이다.

(A) 상면 및 하면 중 적어도 상면이 요철 형상으로 되어 있는 제1 광학 시트와, 상면 및 하면을 갖는 제2 광학 시트를 준비하는 준비 공정

(B) 요철 형상의 정상부 중 제2 광학 시트의 하면과의 대향 부분 전체와, 제2 광학 시트의 하면 중 요철 형상의 정상부와의 대향 부분 전체를 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합하는 접합 공정

본 발명의 광학 시트 적층체의 제조 방법에서는, 제1 광학 시트의 요철 형상의 정상부 중 제2 광학 시트의 하면과의 대향 부분 전체와, 제2 광학 시트의 하면 중 요철 형상의 정상부와의 대향 부분 전체가, 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합된다. 즉, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트의 접합에 접착제가 사용되지 않는다. 또한, 요철 형상의 정상부 전체가 접합되어 있으므로, 광학 시트끼리를 접착제로 접합한 것과 동등한 접착성을 얻을 수 있다.

본 발명의 제2 광학 시트 적층체는, 상면 및 하면 중 적어도 상면이 평탄면으로 되어 있는 제1 광학 시트와, 상면 및 하면 중 적어도 하면이 평탄면으로 되어 있는 제2 광학 시트를 구비한 것이다. 제1 광학 시트의 상면 중 제2 광학 시트의 하면과의 대향 부분 전체와, 제2 광학 시트의 하면 중 제1 광학 시트의 상면과의 대향 부분 전체가, 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합되어 있다.

본 발명의 제2 조명 장치는, 광학 시트 적층체와, 광학 시트 적층체를 향하여 광을 사출하는 광원을 구비한 것이다. 이 조명 장치에 포함되는 광학 시트 적층체는, 상기한 제2 광학 시트 적층체와 동일한 구성 요소를 구비하고 있다. 본 발명의 제2 표시 장치는, 상기한 제2 광학 시트 적층체와 동일한 구성 요소를 갖는 광학 시트 적층체와, 화상 신호에 기초하여 구동되는 표시 패널과, 광학 시트 적층체를 통하여 표시 패널을 조명하는 광원을 구비한 것이다.

본 발명의 제2 광학 시트 적층체, 제2 조명 장치 및 제2 표시 장치에서는, 제1 광학 시트의 상면 중 제2 광학 시트의 하면과의 대향 부분 전체와, 제2 광학 시트의 하면 중 제1 광학 시트의 상면과의 대향 부분 전체가, 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합되어 있다. 즉, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트의 접합에 접착제가 사용되고 있지 않다. 또한, 광학 시트의 대향 부분 전체가 접합되어 있으므로, 광학 시트끼리를 접착제로 접합한 것과 동등한 접착성이 얻어지고 있다.

본 발명의 제1 광학 시트 적층체, 제1 조명 장치, 제1 표시 장치 및 광학 시트 적층체의 제조 방법에 따르면, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트를 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합하고, 또한 광학 시트의 요철 형상의 정상부 전체를 접합하도록 하였다. 이에 의해, 박형화 및 경량화를 도모하면서, 주름, 처짐, 휨의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2 광학 시트 적층체, 제2 조명 장치 및 제2 표시 장치에 따르면, 제1 광학 시트와 제2 광학 시트를 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합하고, 또한 광학 시트의 대향 부분 전체를 접합하도록 하였다. 이에 의해, 박형화 및 경량화를 도모하면서, 주름, 처짐, 휨의 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 광학 시트 적층체의 일례를 나타내는 단면도.
도 2는 용융 압출 제법 및 엠보스 벨트 제법으로 제조한 광학 시트의 복굴절량(굴절률차 Δn)을 대비하여 나타낸 도면.
도 3의 (A)는 용융 압출 제법으로 제조한 광학 시트의 가열에 의한 형상 변화를 나타내는 단면도, 도 3의 (B)는 엠보스 벨트 제법으로 제조한 광학 시트의 가열에 의한 형상 변화를 나타내는 단면도.
도 4는 도 1의 광학 시트 적층체의 일 변형예의 단면도.
도 5는 도 1의 광학 시트 적층체의 다른 변형예의 단면도.
도 6은 도 1의 광학 시트 적층체의 그 밖의 변형예의 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 광학 시트 적층체의 일례를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 광학 시트 적층체의 일례를 나타내는 단면도.
도 9는 도 8의 광학 시트 적층체의 일 변형예의 단면도.
도 10은 도 8의 광학 시트 적층체의 다른 변형예의 단면도.
도 11은 도 8의 광학 시트 적층체의 그 밖의 변형예의 단면도.
도 12는 도 8의 광학 시트 적층체의 그 밖의 변형예의 단면도.
도 13은 도 1, 도 4 내지 도 12의 광학 시트 적층체에 포함되는 각 광학 시트의 제조 방법의 일례에 대하여 설명하기 위한 공정도.
도 14는 도 1, 도 4 내지 도 12의 광학 시트 적층체의 제조 방법의 일례에 대하여 설명하기 위한 공정도.
도 15는 3층 구조의 광학 시트 적층체의 제조 방법의 일례에 대하여 설명하기 위한 공정도.
도 16은 4층 구조의 광학 시트 적층체의 제조 방법의 일례에 대하여 설명하기 위한 공정도.
도 17은 각 광학 시트 적층체와 컬량의 관계를 나타내는 도면.
도 18은 도 17 중의 컬량의 계측 방법에 대하여 설명하기 위한 모식도.
도 19는 휘도비와 90°박리 강도의 관계의, 히트 롤 온도 의존성의 일례를 나타내는 도면.
도 20은 접합 폭과 휘도비의 관계의, 히트 롤 온도 의존성의 일례를 나타내는 도면.
도 21은 접합 폭과 90°박리 강도의 관계의, 히트 롤 온도 의존성의 일례를 도시하는 도면.
도 22는 휘도비와 90°박리 강도의 관계의, 요철 피치 의존성의 일례를 나타내는 도면.
도 23은 접합 면적비와 90°박리 강도의 관계의 일례를 나타내는 도면.
도 24는 일 적용예에 관한 광학 소자의 사시도 및 단면도.
도 25는 다른 적용예에 관한 표시 장치의 단면도.

이하, 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.

1. 제1 실시 형태(도 1 내지 도 6)

구조

효과

변형예

2. 제2 실시 형태(도 7)

구조

효과

3. 제3 실시 형태(도 8 내지 도 12)

구조

효과

변형예

4. 제조 방법(도 13 내지 도 23)

엠보스 벨트 제법

열 라미네이트 제법

3층의 광학 시트를 적층하는 경우의 제조 방법

4층의 광학 시트를 적층하는 경우의 제조 방법

컬량

박리

각종 평가

5. 적용예(도 24, 도 25)

<제1 실시 형태>

[구조]

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 광학 시트 적층체(1)의 단면 구성의 일례를 나타내는 것이다. 광학 시트 적층체(1)는, 조명 장치나, 표시 장치의 백라이트 등에 적절하게 사용되는 것이며, 복수의 광학 시트를 구비한 것이다.

광학 시트 적층체(1)는, 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 2매의 광학 시트(10, 20)를 구비하고 있다. 광학 시트(10)는, 상면(10A) 및 하면(10B)을 갖는 직사각 형상의 수지 시트이다. 광학 시트(10)는, 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 상면(10A)에 요철부(11)를 갖고, 하면(10B)에 평탄면을 갖고 있다. 또한, 하면(10B)에도 요철부(11)가 형성되어 있거나, 요철부(11)와는 다른 요철이 형성되어 있어도 된다.

요철부(11)는, 상면(10A)의 전체 또는 일부(예를 들어 상면(10A) 중 단부 가장자리를 제외한 영역)에 형성되어 있다. 요철부(11)는, 예를 들어, 단면이 삼각 형상인 띠 형상의 복수의 프리즘(삼각 프리즘)이 배열된 형상(요철 형상)으로 되어 있다. 또한, 요철부(11)는, 예를 들어, 단면이 비구면 형상의 띠 형상의 복수의 프리즘(비구면 형상형 프리즘)이 배열된 형상(요철 형상)으로 되어 있다. 요철부(11)가 상술한 바와 같은 복수의 삼각 프리즘 또는 비구면 형상형 프리즘이 배열된 형상으로 되어 있는 경우에는, 광학 시트(10)는, 하면(10B)측으로부터 입사한 광을 집광하는 프리즘 시트로서 기능한다.

또한, 광학 시트(10)는, 요철부(11)를 갖고, 또한 전체 또는 일부에 광 확산 기능을 갖는 부형 확산 시트(집광 기능과 광 확산 기능을 겸비한 광학 시트)로서 기능하는 것이어도 된다. 이 광 확산 기능은, 등방성이어도 되고, 이방성이어도 된다. 광 확산 기능을 부여하는 수단으로서는, 예를 들어, 형상 부여 외에, 광학 시트(10)에 필러를 내첨하는 방법이 있다.

광학 시트(20)는, 광학 시트(10)와 마찬가지로, 상면(20A) 및 하면(20B)을 갖는 직사각 형상의 수지 시트이다. 광학 시트(20)는, 광학 시트(10)의 상면(10A)측에 배치되어 있고, 광학 시트(20)의 하면(20B)과, 광학 시트(10)의 상면(10A)이 서로 대향하고 있다. 광학 시트(20)는, 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 상면(20A)에 요철부(21)를 갖고, 하면(20B)에 평탄면을 갖고 있다. 또한, 상면(20A)에 요철부(21)가 없고, 상면(20A)이 평탄면으로 되어 있어도 된다.

요철부(21)는, 예를 들어 구면, 비구면, 곡면 또는 다면을 갖는 복수의 볼록부가 2차원 배치된 형상(요철 형상)으로 되어 있다. 요철부(21)는, 예를 들어, 요철부(11)와 마찬가지로, 삼각 프리즘 또는 비구면 형상형 프리즘이 배열된 형상(요철 형상)으로 되어 있다. 요철부(11)에 삼각 프리즘 또는 비구면 형상형 프리즘이 포함되어 있는 경우에는, 요철부(21) 및 요철부(11)에 포함되는 삼각 프리즘 또는 비구면 형상형 프리즘의 연장 방향은 서로 교차하고 있는 것이 바람직하다. 요철부(21)가 상술한 바와 같은 복수의 삼각 프리즘 또는 비구면 형상형 프리즘이 배열된 형상으로 되어 있는 경우에는, 광학 시트(20)는, 하면(20B)측으로부터 입사한 광을 집광하는 프리즘 시트로서 기능한다.

또한, 광학 시트(20)는, 요철부(21)를 갖지 않고, 전체 또는 일부에 광 확산 기능을 갖는 확산 시트로서 기능하는 것이어도 된다. 혹은, 광학 시트(20)는, 요철부(21)를 갖고, 또한 전체 또는 일부에 광 확산 기능을 갖는 부형 확산 시트(집광 기능과 광 확산 기능을 겸비한 광학 시트)로서 기능하는 것이어도 된다. 이 광 확산 기능은, 등방성이어도 되고, 이방성이어도 된다. 광 확산 기능을 부여하는 수단으로서는, 예를 들어, 형상 부여 외에, 광학 시트(10)에 필러를 내첨하는 방법이 있다.

2매의 광학 시트(10, 20)는, 접착제 등의 중간제를 개재하지 않고, 서로 직접적으로 접합되어 있다. 구체적으로는, 요철부(11)의 정상부(12) 중 광학 시트(20)의 하면(20B)과의 대향 부분 전체와, 광학 시트(20)의 하면(20B) 중 요철부(11)의 정상부(12)와의 대향 부분 전체가 서로 직접적으로 열 라미네이트에 의해 접합되어 있다. 여기서, 열 라미네이트라 함은, 접합하고 싶은 재료끼리의 사이에 열용융성의 접착 필름을 끼우지 않고, 접합하고 싶은 재료의 일부를 용융시킴으로써, 접합하고 싶은 재료끼리를 접합(열 용착, 열 압착)하는 것을 의미하고 있다. 또한, 상술한 정상부(12)라 함은, 요철부(11)의 능선을 형성하는 부분을 가리키고 있다.

또한, 2매의 광학 시트(10, 20) 중 적어도 광학 시트(10)에 대해서는, 표층에 왜곡이 발생하기 어려운 소성 변형이 지배적인 제조 방법에 의해 제작된 것인 것이 바람직하다. 예를 들어, 광학 시트(10)는, 요철부(11)의 형상의 반전 패턴을 갖는 형(도시하지 않음)을 광학 시트(10)의 원료인 수지 재료의 유리 전이 온도 이상의 온도로 한 상태에서, 반전 패턴을 광학 시트(10)의 원료인 수지 재료로 이루어지는 수지층(도시하지 않음)에 가압한 후, 그대로의 상태에서, 형을 냉각하여 반전 패턴을 수지층에 전사함으로써 제작된 것이다.

또한, 광학 시트(20)에 대해서는, 상기 제조 방법으로 제작해도 되고, 그 이외의 방법에 의해 제작된 것이어도 되고, 예를 들어, 표층에 왜곡이 발생하기 쉬운 탄성 변형이 지배적인 제조 방법(예를 들어 용융 압출 제법)에 의해 제작된 것이어도 된다. 또한, 광학 시트(10)의 외연에 있어서의 단위 면적당 접합 면적이, 광학 시트(10)의 외연 이외의 부위에 있어서의 단위 면적당 접합 면적보다도 크게 되어 있어도 된다. 또한, 단위 면적당 접합 면적은, 광학 시트(20)의 하면(20B) 중 광학 시트(10)와의 대향 영역의 면적을 1로 하였을 때에, 광학 시트(10)와 광학 시트(20)의 접합 면적을 가리키고 있고, 소위 접합 면적비이다. 이와 같이 한 경우에는, 광학 시트 적층체(1)의 단부 가장자리에 있어서의 박리를 방지할 수 있다. 또한, 광학 시트(10)의 상면(10A)에 형성된 요철부(11)의 피치(배열 방향의 피치)가 50㎛ 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 광학 시트(20)의 하면(20B) 중 광학 시트(10)와의 대향 영역의 면적을 1로 하였을 때에, 광학 시트(10)와 광학 시트(20)의 접합 면적이, 0.055 이상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 광학 시트(20)의 하면(20B) 중 광학 시트(10)와의 대향 영역의 면적을 1로 하였을 때에, 광학 시트(10)와 광학 시트(20)의 접합 면적이, 0.115 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이들 이유에 대해서는 이후에 상세하게 설명하는 것으로 한다. 또한, 열 라미네이트에 의한 접합 방법 및 2매의 광학 시트(10, 20) 자체의 제조 방법에 대해서도, 이후의 <제조 방법>의 란에서 상세하게 설명한다.

그런데, 소성 변형이 지배적인 제조 방법(예를 들어, 후술하는 엠보스 벨트 제법)에 의해 광학 시트가 제작된 경우에는, 그 광학 시트의 복굴절값은, 5×10^-5 이하로 된다. 한편, 탄성 변형이 지배적인 제조 방법(예를 들어, 용융 압출 제법)에 의해 광학 시트가 제작된 경우에는, 그 광학 시트의 복굴절값은, 5×10^-5를 대폭으로 상회하여, 예를 들어, 5×10^-4보다도 큰 값이 된다(도 2 참조).

후자의 복굴절값이 전자의 복굴절값보다도 큰 것은, 후자의 제조 방법에서는, 제조 과정에서 수지층의 내부에 외력이나 응력에 의해 큰 왜곡이 발생하고, 그 왜곡에 기인하여 복굴절성이 발생하고 있기 때문이다. 예를 들어, 용융 압출 제법에서는, 용융 상태의 수지가, 롤 형상의 원반에 대하여, 토출기로부터 필름 형상으로 유입되지만, 그 유입하는 과정에 있어서 필름 형상의 수지의 표면은 유리 전이점보다도 낮은 온도의 공기로 냉각된다. 이때에, 필름 형상의 수지의 표면은 대략 평탄면으로 되어 있다. 또한, 롤 형상의 원반에 수지가 유입한다. 이때, 수지의 내부는 아직 유리 전이점 이상의 수지가 존재하고 있으므로, 수지가 아직 유연하여, 롤 원반의 형상이 전사된다. 여기서, 롤 형상의 원반은 유리 전이점보다도 낮으므로, 수지의 내부도 서서히 냉각되어 가, 최종적으로 형상이 굳어진다. 이때, 요철 형상이 전사된 수지의 표면 및 그 근방에는, 그 요철 형상을 평탄면으로 복귀하려고 하는 왜곡이 축적되어 있다. 따라서, 용융 압출 제법으로 제작된 광학 시트에는, 그 왜곡에 기인하는 복굴절성이 발생하고 있다.

한편, 전자의 복굴절값이 후자의 복굴절값보다도 작은 것은, 전자의 제조 방법에서는, 제조 과정에서 수지층의 내부에 외력이나 응력에 의한 왜곡이 거의 발생하지 않아, 왜곡에 기인하는 복굴절성이 거의 발생하고 있지 않기 때문이다. 예를 들어, 후술하는 엠보스 벨트 제법에서는, 수지 필름의 표면이, 엠보스 벨트 및 롤에 의해 유리 전이점 이상의 온도로 가열되어, 용융된 상태에서, 그 표면에 엠보스 벨트가 가압된다. 이때에, 수지 필름 중 엠보스 벨트가 접하고 있는 부분은 용융 상태로 되어 있으므로, 그 부분에는 어떠한 왜곡도 축적할 수 없다. 그 후, 수지 필름과 엠보스 벨트가 서로 밀착한 상태에서, 수지 필름이 유리 전이점보다도 낮은 온도로 냉각되고, 그 결과, 수지 필름의 표면에 엠보스 벨트의 요철 형상이 전사된다. 이때, 요철 형상이 전사된 수지의 표면 및 그 근방에는, 어떠한 왜곡도 축적되어 있지 않고, 수지 필름의 요철 부분에는, 그 요철 형상을 평탄면으로 복귀시키고자 하는 왜곡은 존재하지 않는다. 따라서, 엠보스 벨트 제법으로 제작된 광학 시트에는, 왜곡에 기인하는 복굴절성이 발생하고 있지 않다.

그런데, 왜곡에 기인하여 발생하는 복굴절은, 유기 복굴절로 분류되는 것이며, 연신 등에 의해 분자의 선택 배향에 기인하여 발생하는 배향 복굴절과는 다른 것이다. 따라서, 광학 시트(10)(또는 광학 시트(20))를 소성 변형이 지배적인 제조 방법에 의해 제작한 경우라도, 그 광학 시트에 배향 복굴절이 발생하고 있는 경우가 있다. 그때에는, 그 광학 시트의 복굴절을 측정하면, 유기 복굴절뿐만 아니라, 배향 복굴절도 검출되므로, 그 측정값이 유기 복굴절의 값인지, 배향 복굴절의 값인지, 또는 그들이 복합된 값인지 알 수 없다. 그러나, 유기 복굴절은, 외력이나 응력에 의해 발생한 큰 왜곡에 기인하여 발생하는 것이므로, 그 측정값에 유기 복굴절이 포함되어 있는지 여부는, 그 광학 시트를 유리 전이 온도 이상의 온도로 가열해 보면 알 수 있다.

예를 들어, 광학 시트(10)(또는 광학 시트(20))를 유리 전이 온도 이상의 온도로 가열하였을 때에, 요철부(11)(또는 요철부(21))의 형상이 변화된 경우에는, 그 측정값에 유기 복굴절이 포함되어 있다고 할 수 있다. 예를 들어, 어떤 광학 시트를 유리 전이 온도 이상의 온도(예를 들어, Tg+20℃)로 10초 이상, 가열하였을 때에, 그 광학 시트의 요철 형상이 완만한 요철 형상으로 변화한 경우에는, 그 요철 부분에 축적되어 있던 큰 왜곡에 의해 요철 형상이 변화되었다고 생각되고, 그 측정값에 유기 복굴절이 포함되어 있다고 판단할 수 있다. 실제로, 용융 압출 제법에 의해 제작한 광학 시트를 유리 전이 온도 이상의 온도(예를 들어, Tg+20℃)로 1일간 가열하였을 때에, 그 광학 시트의 요철 형상(도 3의 (A)의 「가열 전」으로 나타낸 곡선을 참조)이 완만한 요철 형상(도 3의 (A)의 「가열 후」라고 나타낸 곡선을 참조)으로 변화하였다. 또한, 광학 시트의 두께에 따라서는, 위에서 예시한 가열 시간보다도 더욱 짧은 가열 시간에서도, 요철 형상이 변화할 수 있다.

또한, 예를 들어, 광학 시트(10)(또는 광학 시트(20))를 유리 전이 온도 이상의 온도로 가열하였을 때에, 요철부(11)(또는 요철부(21))의 형상이 변화하지 않은 경우에는, 그 측정값에 유기 복굴절이 포함되어 있지 않다고 할 수 있다. 예를 들어, 어느 광학 시트를 유리 전이 온도 이상의 온도(예를 들어 Tg+20℃)로 10초 이상, 가열하였을 때에, 그 광학 시트의 요철 형상이 변화하지 않은 경우에는, 그 요철 부분에는 왜곡이 축적되어 있지 않으므로 요철 형상이 변화되지 않았다고 생각되고, 그 측정값에는 유기 복굴절이 포함되어 있지 않다고 판단할 수 있다. 실제로, 엠보스 벨트 제법에 의해 제작한 광학 시트를 유리 전이 온도 이상의 온도(예를 들어, Tg+20℃)에서 1일간, 가열하였을 때에, 그 광학 시트의 요철 형상(도 3의 (B)의 「가열 전」으로 나타낸 곡선을 참조)은 거의 변화하지 않았다(도 3의 (B)의 「가열 후」로 나타낸 곡선을 참조).

이상으로부터, 상술한 복굴절값에 대하여 정확하게 표현하면, 소성 변형이 지배적인 제조 방법에 의해 광학 시트가 제작된 경우에는, 그 광학 시트의 유기 복굴절값이, 5×10^-5 이하로 된다. 한편, 탄성 변형이 지배적인 제조 방법에 의해 광학 시트가 제작된 경우에는, 그 광학 시트의 유기 복굴절값이, 5×10^-5을 대폭으로 상회하고, 예를 들어, 5×10^-4보다도 큰 값으로 된다.

[효과]

본 실시 형태에서는, 광학 시트(10)의 요철부(11)의 정상부(12) 중 광학 시트(20)의 하면(20B)의 대향 부분 전체와, 광학 시트(20)의 하면(20B) 중 요철부(11)의 정상부와의 대향 부분 전체가 서로 직접적으로 열 라미네이트에 의해 접합되어 있다. 즉, 광학 시트(10)와 광학 시트(20)의 접합에 접착제가 사용되어 있지 않다. 또한, 요철부(11)의 정상부(12) 전체가 광학 시트(20)의 하면(20B)에 접합되어 있으므로, 광학 시트(10, 20)끼리를 접착제로 접합한 것과 동등한 접착성이 얻어지고 있다. 따라서, 박형화 및 경량화를 도모하면서, 주름, 처짐, 휨의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 광학 시트(10) 및 광학 시트(20) 중 적어도 광학 시트(10)가 소성 변형이 지배적인 제조 방법에 의해 제작되어 있는 경우에는, 광학 시트(10)와 광학 시트(20)의 접합시에, 광학 시트(10)의 요철부(11)의 형상이 무너지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 광학 특성을 거의 변화시키지 않고, 상기한 효과를 얻을 수 있다.

[변형예]

(제1 변형예)

상기 실시 형태에서는, 광학 시트(20)의 요철부(21)가, 예를 들어, 구면, 비구면, 곡면 또는 다면을 갖는 복수의 볼록부가 2차원 배치된 형상(요철 형상)으로 되어 있고, 또한 광학 시트(20)가, 전체 또는 일부에 광 확산 기능을 갖고 있는 경우가 예시되어 있었다. 여기서, 이 광 확산 기능은, 등방성이어도 되고, 이방성이어도 된다. 광 확산 기능이 이방성인 경우에는, 예를 들어, 요철부(31)에 포함되는 각 볼록부는, 면내에 형상 이방성 및 굴절률 이방성을 갖고 있다. 예를 들어, 요철부(31)에 포함되는 각 볼록부는, 각 볼록부의 연장 방향과 각 볼록부의 배열 방향에서 다른 굴절률을 갖고 있다.

여기서, 굴절률의 면내 이방성은, 반결정성 또는 결정성의 수지를 포함하는 시트를 하나의 방향으로 연신함으로써 발현시키는 것이 가능하다. 반결정성 또는 결정성의 수지에는, 연신 방향의 굴절률이 연신 방향과 직교하는 방향의 굴절률보다도 커지는 수지나, 연신 방향의 굴절률이 연신 방향과 직교하는 방향의 굴절률보다도 작아지는 수지 등이 있다. 연신 방향의 굴절률이 커지는 플러스의 복굴절성을 나타내는 재료로서는, 예를 들어, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트) 및 이들 혼합물 또는 PET-PEN 공중합체 등의 공중합체, 폴리카르보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리에스테르, 폴리불화비닐리덴, 폴리프로필렌, 폴리아미드 등을 들 수 있다. 한편, 연신 방향의 굴절률이 작아지는 마이너스의 복굴절성을 나타내는 재료로서는, 예를 들어 메타크릴 수지, 폴리스티렌계 수지, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.

또한, 굴절률의 면내 이방성은, 예를 들어, 굴절률 이방성을 갖는 결정 재료를 사용함으로써도, 발현시키는 것이 가능하다. 또한, 제조 공정의 간략화의 관점에서는, 광학 시트(20) 전체를 동일한 재료에 의해 구성하는 것이 바람직하지만, 요철부(21)를, 광학 시트(20)의 다른 부위와는 다른 재료로 구성해도 된다.

(제2 변형예)

상기 실시 형태 또는 상기 변형예에 있어서, 광학 시트(10)의 요철부(11)에 포함되는 각 볼록부가, 형상 이방성 및 굴절률 이방성을 갖고 있어도 된다. 이 경우, 요철부(11)는, 각 볼록부의 연장 방향과, 각 볼록부의 배열 방향에서 다른 굴절률을 갖고 있다. 이때, 요철부(11)의 볼록부에 있어서의 각 볼록부의 연장 방향의 굴절률과, 요철부(11)의 각 볼록부에 있어서의 각 볼록부의 배열 방향의 굴절률의 대소 관계가, 예를 들어, 요철부(21)의 각 볼록부에 있어서의 각 볼록부의 연장 방향의 굴절률과, 요철부(21)의 각 볼록부에 있어서의 각 볼록부의 배열 방향의 굴절률의 대소 관계와 동일하게 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 변형예에 있어서, 요철부(11)는, 예를 들어 구면, 비구면, 곡면 또는 다면을 갖는 복수의 볼록부가 2차원 배치된 형상(요철 형상)으로 되어 있다.

(제3 변형예)

또한, 상기 실시 형태 및 그 변형예에서는, 광학 시트 적층체(1)는, 2매의 광학 시트를 구비하고 있었지만, 3매 이상의 광학 시트를 구비하고 있어도 된다. 즉, 광학 시트 적층체(1)는, 2층 구조로 되어 있어도 되고, 3층 이상의 복수층 구조로 되어 있어도 된다. 단, 그 경우에, 서로 인접하는 2매의 광학 시트끼리가, 서로 직접적으로 열 라미네이트에 의해 접합되어 있는 것이 바람직하다.

예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 광학 시트(10)의 하면(10B)측에, 광학 시트(30)가 설치되어 있어도 된다. 이 광학 시트(30)는, 상면(30A) 및 하면(30B)을 갖는 직사각 형상의 수지 시트이다. 광학 시트(10)의 하면(10B)과, 광학 시트(30)의 상면(30A)이 서로 대향하고 있다. 광학 시트(30)는, 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 상면(30A)에 요철부(31)를 갖고, 하면(30B)에 평탄면을 갖고 있다. 또한, 상면(30A)에 요철부(31)가 없고, 상면(30A)이 평탄면으로 되어 있어도 된다.

요철부(31)는, 예를 들어, 구면, 비구면, 곡면 또는 다면을 갖는 복수의 볼록부가 2차원 배치된 형상(요철 형상)으로 되어 있다. 광학 시트(30)는, 예를 들어, 전체 또는 일부에 광 확산 기능을 갖고 있고, 확산 시트로서 기능한다. 이 광 확산 기능은, 등방성이어도 되고, 이방성이어도 된다.

2매의 광학 시트(30, 10)는, 접착제 등의 중간제를 개재하지 않고, 서로 직접적으로 접합되어 있다. 구체적으로는, 요철부(31)의 정상부(32) 중 광학 시트(10)의 하면(10B)과의 대향 부분 전체와, 광학 시트(10)의 하면(10B) 중 요철부(31)의 정상부(32)와의 대향 부분 전체가 서로 직접적으로 열 라미네이트에 의해 접합되어 있다. 또한, 광학 시트(30)는, 표층에 왜곡이 발생하기 어려운 소성 변형이 지배적인 제조 방법에 의해 제작된 것인 것이 바람직하다. 예를 들어, 광학 시트(30)는, 요철부(31)의 형상의 반전 패턴을 갖는 형(도시하지 않음)을 광학 시트(30)의 원료인 수지 재료의 유리 전이 온도 이상의 온도로 한 상태에서, 반전 패턴을 광학 시트(30)의 원료인 수지 재료로 이루어지는 수지층(도시하지 않음)에 가압한 후, 그대로의 상태에서, 형을 냉각하여 반전 패턴을 수지층에 전사함으로써 제작된 것이다. 또한, 광학 시트(30)의 제조 방법에 대해서는, 이후의 <제조 방법>의 란에서 상세하게 설명한다.

(제4 변형예)

또한, 상기한 제3 변형예에서는, 3매째의 광학 시트가 확산 시트로서 기능하는 것인 경우가 예시되어 있었지만, 그 이외의 기능을 갖는 것이어도 된다. 예를 들어, 도 5의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 상기한 변형예에 있어서, 광학 시트(30) 대신에 광학 시트(40)가 설치되어 있어도 된다.

이 광학 시트(40)는, 상면(40A) 및 하면(40B)을 갖는 직사각 형상의 수지 시트이다. 광학 시트(10)의 하면(10B)과, 광학 시트(40)의 상면(40A)이 서로 대향하고 있다. 광학 시트(40)는, 예를 들어, 도 5의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 상면(40A)에 요철부(41)를 갖고, 하면(40B)에 평탄면을 갖고 있다.

요철부(41)는, 예를 들어, 요철부(11)와 마찬가지로, 단면이 삼각 형상인 띠 형상의 복수의 프리즘(삼각 프리즘)이 배열된 형상(요철 형상)으로 되어 있다. 요철부(11)에 삼각 프리즘이 포함되어 있는 경우에는, 요철부(41)에 포함되는 삼각 프리즘은, 요철부(11)에 포함되는 삼각 프리즘의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 있는 것이 바람직하다. 요철부(41)가 상술한 바와 같은 복수의 삼각 프리즘이 배열된 형상으로 되어 있는 경우에는, 광학 시트(40)는, 하면(40B)측으로부터 입사한 광을 집광하는 프리즘 시트로서 기능한다.

2매의 광학 시트(40, 10)는, 상기 변형예 3과 마찬가지로, 접착제 등의 중간제를 개재하지 않고, 열 라미네이트 등에 의해 서로 직접적으로 접합되어 있다. 또한, 광학 시트(40)는, 상기 변형예 3과 마찬가지로, 표층에 왜곡이 발생하기 어려운 소성 변형이 지배적인 제조 방법에 의해 제작된 것이 바람직하다. 또한, 광학 시트(40)의 제조 방법에 대해서는, 이후의 <제조 방법>의 란에서 상세하게 설명한다.

(제5 변형예)

또한, 상기한 제4 변형예에서는, 3매째의 광학 시트가 삼각 프리즘 시트인 경우가 예시되어 있었지만, 그 이외의 형상의 프리즘 시트이어도 된다. 예를 들어, 도 6의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 상기한 제4 변형예에 있어서, 광학 시트(40) 대신에 광학 시트(50)가 설치되어 있어도 된다.

이 광학 시트(50)는, 상면(50A) 및 하면(50B)을 갖는 직사각 형상의 수지 시트이다. 광학 시트(10)의 하면(10B)과, 광학 시트(50)의 상면(50A)이 서로 대향하고 있다. 광학 시트(50)는, 예를 들어, 도 6의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 상면(50A)에 요철부(51)를 갖고, 하면(50B)에 평탄면을 갖고 있다.

요철부(51)는, 예를 들어, 표면이 비구면인 띠 형상의 복수의 프리즘(비구면 프리즘)이 배열된 형상(요철 형상)으로 되어 있다. 요철부(11)에 삼각 프리즘이 포함되어 있는 경우에는, 요철부(51)에 포함되는 비구면 프리즘은, 요철부(11)에 포함되는 삼각 프리즘의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 있는 것이 바람직하다. 요철부(51)가 상술한 바와 같은 복수의 비구면 프리즘이 배열된 형상으로 되어 있고, 또한 요철부(51)가 상면(50A)측에만 설치되고, 하면(50B)이 평탄면으로 되어 있는 경우에는, 광학 시트(50)는, 하면(50B)측으로부터 입사한 광의 휘도 편차를 개선하면서, 상면(50A)으로부터 사출할 때의 발산각을 소정의 각도로 수정하는 프리즘 시트로서 기능한다.

2매의 광학 시트(50, 10)는, 상기 변형예 3과 마찬가지로, 접착제 등의 중간제를 개재하지 않고, 열 라미네이트 등에 의해 서로 직접적으로 접합되어 있다. 또한, 광학 시트(50)는, 상기 변형예 3과 마찬가지로, 표층에 왜곡이 발생하기 어려운 소성 변형이 지배적인 제조 방법에 의해 제작된 것인 것이 바람직하다. 또한, 광학 시트(50)의 제조 방법에 대해서는, 이후의 <제조 방법>의 란에서 상세하게 설명한다.

<제2 실시 형태>

[구조]

도 7은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 광학 시트 적층체(2)의 단면 구성의 일례를 나타내는 것이다. 이 광학 시트 적층체(2)는, 조명 장치나, 표시 장치의 백라이트 등에 적절하게 사용되는 것이며, 복수의 광학 시트를 구비한 것이다. 또한, 이하에서는, 상기 실시 형태 및 그 변형예에 있어서 나타낸 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호가 부여되어 있다.

광학 시트 적층체(2)는, 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 4매의 광학 시트(10, 70, 60, 20)를 이 순서로 적층하여 구성된 것이다. 광학 시트(60)는, 상면(60A) 및 하면(60B)을 갖는 직사각 형상의 수지 시트이다. 광학 시트(60)는, 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 상면(60A) 및 하면(60B)의 어느 면에 있어서도, 평탄면을 갖고 있다. 광학 시트(60)는, 예를 들어, 반사 편광 시트(반사성 편광자)이다.

반사 편광 시트는, 예를 들어 굴절률이 서로 다른 층을 교대로 적층한 다층 구조를 갖고 있고, 광학 시트(10)에 의해 지향성이 높아진 광을 ps 분리함과 함께 p파만을 투과시키고, s파를 선택적으로 반사하도록 되어 있다. 반사된 s파는, 예를 들어, 조명 장치(도시하지 않음)의 반사 시트에서 다시 반사되고, 그 때에 p파와 s파로 나누어지므로, 반사 편광 시트에서 반사된 s파를 재이용할 수 있다. 이 반사 편광 시트는, 또한 상기 다층 구조를 확산 시트에 끼워 넣어 형성되어 있어도 된다. 이에 의해, 그 다층막을 투과한 p파를 반사 편광 시트 내의 확산 시트에서 확산하여, 시야각을 확대하는 것이 가능해진다. 이 반사 편광 시트는, 상기 다층 구조만으로도 광원으로부터의 열에 의해 거의 처지지 않을 정도의 강성을 구비하고 있지만, 상기 다층 구조를 확산 시트에 끼워 넣은 적층 구조를 구비하고 있는 경우에는, 보다 한층 강성이 높아지므로, 처짐은 발생하지 않는다. 또한, 확산 시트로서 휘도 향상에 바람직한 것은, 광원 입사측으로부터 입사한 후의 출사측에서의 헤이즈값이 작아지도록(후방 산란 헤이즈값이, 전방 산란 헤이즈값보다도 작아지도록) 설계하는 것이 바람직하고, 예를 들어 광 출사측에 볼록 형상의 렌즈 어레이를 다수 설치된 구조가 바람직하지만, 결과적으로 후방 산란 헤이즈값이 전방 산란 헤이즈값보다도 작아지면 휘도 향상에 기여된다.

광학 시트(70)는, 예를 들어 플레인 시트이다. 이 광학 시트(70)는, 광학 시트(60)와의 관계에서, 상면(60A)측의 광학 시트의 두께 H2와, 하면(60B)측의 광학 시트의 두께 H1이 서로 동일하게 또는 대략 동일해지도록 삽입된 것이다. 따라서, 광학 시트(20)의 두께와, 광학 시트(10)의 두께가 서로 동일하거나 또는 대략 동일한 경우에는, 이 광학 시트(70)는 생략된다.

그런데, 상면(60A)측의 광학 시트 및 하면(60B)측의 광학 시트의 재료(또는 선팽창 계수)가 서로 동일하거나, 또는 대략 동일한 경우에는, 광학 시트(60)와의 관계에서, 상면(60A)측의 광학 시트의 두께 H2와, 하면(60B)측의 광학 시트의 두께 H1이 서로 동일하게 또는 대략 동일하게 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상면(60A)측의 광학 시트 및 하면(60B)측의 광학 시트의 재료(또는 선팽창 계수)가 서로 상이한 경우에는, 선팽창 계수의 대소 관계에 따라서, 각각의 두께 H1, H2가 적절히, 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상면(60A)측의 광학 시트의 선팽창 계수가 하면(60B)측의 광학 시트의 선팽창 계수보다도 큰 경우에는, 상면(60A)측의 광학 시트의 두께 H2가 하면(60B)측의 광학 시트의 두께 H1보다도 얇게 되어 있는 것이 바람직하다.

단, 상기한 바와 같이 해야 하는 것은, 광학 시트(60)의 재료(또는 선팽창 계수)와, 상면(60A)측의 광학 시트 및 하면(60B)측의 광학 시트의 재료(또는 선팽창 계수)가 서로 다른 경우에 한정된다.

광학 시트(20, 60), 광학 시트(60, 70) 및 광학 시트(70, 10)는, 각각, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 접착제 등의 중간제를 개재하지 않고, 열 라미네이트 등에 의해 서로 직접적으로 접합되어 있다. 또한, 필요에 따라서, 이들 중 일부의 접합에 접착제 등의 중간제가 사용되어도 상관없다.

[효과]

본 실시 형태에서는, 2매의 광학 시트(20, 60), 2매의 광학 시트(60, 70) 및 2매의 광학 시트(70, 10) 중 적어도 1세트의 광학 시트가 서로 직접적으로 열 라미네이트에 의해 접합되어 있다. 즉, 그 광학 시트의 접합에 있어서는 접착제가 사용되어 있지 않다. 또한, 요철부의 정상부 전체, 또는 대향 부분 전체가 접합되어 있으므로, 광학 시트끼리를 접착제로 접합한 것과 동등한 접착성이 얻어지고 있다. 따라서, 박형화 및 경량화를 도모하면서, 주름, 처짐, 휨의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 광학 시트(10, 20, 60, 70) 중 적어도 광학 시트(10)가 소성 변형의 지배적인 제조 방법에 의해 제작되어 있는 경우에는, 광학 시트(10)와 광학 시트(70)(광학 시트(70)가 생략된 경우에는 광학 시트(60))의 접합시에, 광학 시트(10)의 요철부(11)의 형상이 무너지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 광학 특성을 거의 변화시키지 않고, 상기한 효과를 얻을 수 있다.

<제3 실시 형태>

[구조]

도 8은, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 광학 시트 적층체(3)의 단면 구성의 일례를 나타내는 것이다. 이 광학 시트 적층체(3)는, 조명 장치나, 표시 장치의 백라이트 등에 적절하게 사용되는 것이며, 복수의 광학 시트를 구비한 것이다. 광학 시트 적층체(3)는, 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 3매의 광학 시트(30, 80, 20)를 이 순서로 적층하여 구성된 것이다. 광학 시트(80)는, 상면(80A) 및 하면(80B)을 갖는 직사각 형상의 수지 시트이다. 광학 시트(80)는, 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 상면(80A)에 요철부(81)를 갖고, 하면(80B)에 평탄면을 갖고 있다. 또한, 하면(80B)에도 요철부(81)가 형성되어 있거나, 요철부(81)와는 다른 요철이 형성되어 있어도 된다.

요철부(81)는, 상면(80A)의 전체 또는 일부(예를 들어 상면(80A) 중 단부 가장자리를 제외한 영역)에 형성되어 있고, 예를 들어, 단면이 삼각 형상의 띠 형상의 복수의 프리즘(삼각 프리즘)이 배열된 형상(요철 형상)으로 되어 있다. 요철부(81)가 상술한 바와 같은 복수의 삼각 프리즘이 배열된 형상으로 되어 있는 경우에는, 광학 시트(80)는, 하면(80B)측으로부터 입사한 광을 집광하는 프리즘 시트로서 기능한다.

그런데, 상면(80A)측의 광학 시트의 재료 및 하면(80B)측의 광학 시트의 재료(또는 선팽창 계수)가 서로 동일하거나 또는 대략 동일한 경우에는, 광학 시트(80)와의 관계에서, 상면(80A)측의 광학 시트의 두께 H2와, 하면(80B)측의 광학 시트의 두께 H1이 서로와 동일하게 또는 대략 동일하게 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상면(80A)측의 광학 시트 및 하면(80B)측의 광학 시트의 재료(또는 선팽창 계수)가 서로 다른 경우에는, 선팽창 계수의 대소 관계에 따라서, 각각의 두께 H1, H2가 적절히 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상면(80A)측의 광학 시트의 선팽창 계수가 하면(80B)측의 광학 시트의 선팽창 계수보다도 큰 경우에는, 상면(80A)측의 광학 시트의 두께 H2가 하면(80B)측의 광학 시트의 두께 H1보다도 얇게 되어 있는 것이 바람직하다.

단, 상기한 바와 같이 해야 하는 것은, 광학 시트(80)의 재료(또는 선팽창 계수)와, 상면(80A)측의 광학 시트 및 하면(80B)측의 광학 시트의 재료(또는 선팽창 계수)가 서로 다른 경우에 한정된다.

광학 시트(20, 80) 및 광학 시트(80, 30)는, 각각, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 접착제 등의 중간제를 개재하지 않고, 열 라미네이트 등에 의해 서로 직접적으로 접합되어 있다. 또한, 필요에 따라서, 이들 중 일부의 접합에 접착제 등의 중간제가 사용되어도 상관없다.

[효과]

본 실시 형태에서는, 2매의 광학 시트(20, 80) 및 2매의 광학 시트(80, 30) 중 적어도 1세트의 광학 시트가 서로 직접적으로 열 라미네이트에 의해 접합되어 있다. 즉, 그 광학 시트의 접합에 있어서는 접착제가 사용되어 있지 않다. 또한, 요철부의 정상부 전체가 접합되어 있으므로, 광학 시트끼리를 접착제로 접합한 것과 동등한 접착성이 얻어지고 있다. 따라서, 박형화 및 경량화를 도모하면서, 주름, 처짐, 휨의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 광학 시트(20, 30, 80) 중 적어도 광학 시트(30, 80)가 소성 변형의 지배적인 제조 방법에 의해 제작되어 있는 경우에는, 광학 시트(30)와 광학 시트(80)의 접합시, 및 광학 시트(80)와 광학 시트(20)의 접합시에, 광학 시트(30, 80)의 요철부(31, 81)의 형상이 무너지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 광학 특성을 거의 변화시키지 않고, 상기한 효과를 얻을 수 있다.

[변형예]

상기한 제3 실시 형태에서는, 3매째의 광학 시트로서 광학 시트(30)가 사용되고 있었지만, 그와는 다른 광학 시트가 사용되어도 된다. 예를 들어, 도 9의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 상기한 제3 실시 형태에 있어서, 광학 시트(30) 대신에, 광학 시트(40)가 설치되어 있어도 된다. 또한, 예를 들어, 도 10의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 상기한 제3 실시 형태에 있어서, 광학 시트(30) 대신에, 광학 시트(50)가 설치되어 있어도 된다. 또한, 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기한 제3 실시 형태에 있어서, 광학 시트(30) 대신에, 광학 시트(70)가 설치되어 있어도 된다. 또한, 예를 들어, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기한 제3 실시 형태에 있어서, 광학 시트(30) 대신에 광학 시트(90)가 설치되어 있어도 된다. 또한, 광학 시트(90)는, 광학 시트(70)의 이면에 요철부(91)를 형성한 것에 상당한다. 이와 같이, 광학 시트(70)의 이면에 요철부(91)를 형성함으로써, 휘도 불균일의 개선, 시야각의 향상, 내찰상성의 향상 등, 여러 가지 장점을 얻을 수 있다.

<제조 방법>

다음에, 상기 각 실시 형태 및 그들 변형예에 관한 광학 시트 적층체(1 내지 3) 및 광학 시트(10 내지 90)의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다.

[엠보스 벨트 제법]

도 13의 (A)는, 광학 시트(10 내지 90) 중 표면에 요철을 갖는 것에 상당하는 광학 시트(170)의 제조 장치(100)의 개략 구성을 나타내는 것이다. 이 제조 장치(100)는, 소성 변형이 지배적인 제조 방법의 하나인 엠보스 벨트 제법을 실시하는 것이 가능한 장치이다. 이 제조 장치(100)는, 예를 들어, 도 13의 (A)에 도시한 바와 같이, 히트 롤(110), 냉각 롤(120), 닙 롤(130), 가이드 롤(140) 및 엠보스 벨트(150)를 구비하고 있다.

엠보스 벨트(150)는, 후술하는 수지 시트(160)의 표면에 형상을 전사하기 위한 것이다. 엠보스 벨트(150)는, 외측의 표면에 요철부(150A)를 구비하고 있다. 요철부(150A)는, 광학 시트(170)의 표면에 전사하는 요철 형상을 반전시킨 형상으로 되어 있고, 볼록부(140A)에 포함되는 오목 형상 또는 볼록 형상은, 예를 들어, 엠보스 벨트(150)의 외측 표면의 이동 방향(엠보스 벨트(150)의 둘레 방향)으로 연장되어 있다. 또한, 요철부(150A)에 포함되는 오목 형상 또는 볼록 형상이, 예를 들어, 엠보스 벨트(150)의 둘레 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 있어도 된다.

히트 롤(110)은, 엠보스 벨트(150)의 이면측(요철부(150A)와는 반대측)에 배치되어 있고, 엠보스 벨트(150)를 동작시킴과 함께, 가열하도록 되어 있다. 냉각 롤(120)은, 엠보스 벨트(150)의 이면측(요철부(150A)와는 반대측)에 배치되어 있고, 엠보스 벨트(150)를 동작시킴과 함께, 냉각하도록 되어 있다. 닙 롤(130) 및 가이드 롤(140)은, 엠보스 벨트(150)의 외측(요철부(150A)측)에 배치되어 있고, 엠보스 벨트(150)와 소정의 간극을 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 닙 롤(130)은, 엠보스 벨트(150)를 사이에 두고, 히트 롤(110)과 대향 배치되어 있고, 가이드 롤(140)은, 엠보스 벨트(150)를 사이에 두고, 히트 롤(120)과 대향 배치되어 있다. 닙 롤(130)과 엠보스 벨트(150) 사이에 형성된 간극(180)은, 닙 롤(130)이 히트 롤(110)과 함께, 후술하는 수지 시트(160)를 엠보스 벨트(150)에 대하여 소정의 압력으로 가압할 수 있을 정도의 크기로 되어 있다. 닙 롤(130)은, 수지 시트(160)를 가열하는 역할도 갖고 있다.

여기서, 엠보스 벨트(150)는, 히트 롤(110)측에서 가열되고 있고, 그 온도 T₁은 수지 시트(160)의 유리 전이 온도 이상으로 되어 있다. 또한, 엠보스 벨트(150)는, 냉각 롤(120)측에서 냉각되고 있고, 그 온도 T₂는 수지 시트(160)의 유리 전이 온도보다도 낮게 되어 있다. 예를 들어, 히트 롤(110) 및 닙 롤(130)이 수지 시트(160)의 유리 전이 온도(Tg)보다도 높은 온도(Tg+ΔT)로 발열하고 있고, 그 열이 엠보스 벨트(150)를 전파함으로써, 엠보스 벨트(150)의 히트 롤(110)측의 온도 T₁이 수지 시트(160)의 유리 전이 온도 이상으로 되어 있다. 또한, 예를 들어, 냉각 롤(120)이 수지 시트(160)의 유리 전이 온도(Tg)보다도 낮은 온도로 냉각되고 있고, 엠보스 벨트(150)가 냉각 롤(120)에 의해 냉각됨으로써, 엠보스 벨트(150)의 히트 롤(120)측의 온도 T₂가 수지 시트(160)의 유리 전이 온도보다도 낮게 되어 있다.

이와 같은 구성의 제조 장치(100)에 있어서, 플레인 시트 등의 수지 시트(160)가, 도시하지 않은 롤로부터 송출되어, 간극(180)에 삽입 관통됨과 함께, 그 간극(180)에 있어서, 수지 시트(160)가 히트 롤(110) 및 닙 롤(130)에 의해 요철부(150A)에 가압된다. 그러면, 수지 시트(160) 중, 적어도 엠보스 벨트(150)측의 표면이 수지 시트(160)의 유리 전이 온도(Tg)를 초과하여 용융된다. 수지 시트(160)는, 잠깐 그 상태를 유지한 상태에서, 엠보스 벨트(150) 상을 이동한다. 그 후, 히트 롤(110)로부터 어느 정도 이격된 부근에서, 수지 시트(160)의 온도가 수지 시트(160)의 유리 전이 온도(Tg)를 하회한다. 그러면, 수지 시트(160)의 엠보스 벨트(150)측의 표면이 고화되어, 요철부(150A)의 반전 형상(요철부(170A))이 수지 시트(160)에 전사된다. 그 후, 요철부(150A)의 반전 형상이 전사된 수지 시트(160)가 엠보스 벨트(150)로부터 박리된다. 이와 같이 하여, 요철부(170A)를 갖는 광학 시트(170)가 제조된다.

또한, 상기한 제조 장치(100)에 있어서, 광학 시트(170)를 엠보스 벨트(150)로부터 박리시킬 때, 도 13의 (A)에 도시한 바와 같이 광학 시트(170)를 굴곡시켜도 되고, 예를 들어, 도 13의 (B)에 도시한 바와 같이, 광학 시트(170)를 굴곡시키지 않고 바로 인출해도 된다. 이때, 수지 시트(160)를 지지하는 무단 벨트(190)와, 무단 벨트(190)를 동작시키는 가이드 롤(191, 192)이 수지 시트(160)의 하면에 설치되어 있어도 된다. 또한, 광학 시트(170)는, 소성 변형이 지배적인 다른 제조 방법에 의해서도 제조 가능하다. 소성 변형이 지배적인 제조 방법으로서는, 상술한 엠보스 벨트 제법 외에, 예를 들어, 사출 성형법이나 열 프레스 성형법 등이 있다.

다음에, 상기한 제조 방법에 의해 얻어지는 효과에 대하여 설명한다. 상기한 제조 방법에서는, 광학 시트(150) 중 적어도 엠보스 벨트(150)측의 표면이, 엠보스 벨트(150) 및 히트 롤(110, 130)에 의해 유리 전이점 이상의 온도로 가열되고, 용융된 상태에서, 그 표면에 엠보스 벨트(150)가 가압된다. 이때에, 광학 시트(150) 중 엠보스 벨트(150)가 접하고 있는 부분은 용융 상태로 되어 있으므로, 그 부분에는 어떠한 왜곡도 축적할 수 없다. 그 후, 광학 시트(150)와 엠보스 벨트(150)가 서로 밀착된 상태에서, 광학 시트(150)가 유리 전이점보다도 낮은 온도로 냉각되고, 그 결과, 광학 시트(150)의 표면에, 엠보스 벨트(150)의 요철부(150A)의 형상이 전사된다. 이때, 요철부(150A)의 형상이 전사된 광학 시트(170)의 표면 및 그 근방에는, 어떠한 왜곡도 축적되어 있지 않고, 광학 시트(170)의 요철부(170A)에는, 그 요철 형상을 평탄면으로 복귀시키고자 하는 왜곡은 존재하지 않는다. 그로 인해, 광학 시트(170)를, 광학 시트(170)의 유리 전이 온도 이상의 온도(예를 들어, Tg+20℃)로 10초간 가열했다고 해도, 광학 시트(170)의 요철부(170A)의 형상이 무너지는 일이 없다. 따라서, 광학 시트(170)의 요철부(170A)의 정상부를 다른 광학 시트에 접합하였을 때에, 요철부(170)의 형상이 무너지는 것을 최소한으로 억제할 수 있다.

[열 라미네이트 제법]

도 14는, 광학 시트 적층체(1 내지 3)의 제조 장치(200)의 개략 구성을 나타내는 것이다. 도 14에는, 제조 장치(200)에 있어서, 광학 시트 적층체(1)를 제조하는 모습이 모식적으로 도시되어 있다. 또한, 도 14에서는, 광학 시트(10)의 요철부(11)가 제조 장치(200)의 폭 방향(지면에 수직인 방향)으로 연장되어 있는 모습이 예시되어 있지만, 제조 장치(200)의 흐름 방향으로 연장되어 있어도 된다. 이 제조 장치(200)는, 2개의 히트 롤(210, 220)을 구비한 것이다. 2개의 히트 롤(210, 220)은 소정의 간극을 사이에 두고 배치되어 있다.

히트 롤(210)은, 상측의 광학 시트(예를 들어 광학 시트(20))를, 2개의 히트 롤(210, 220)의 간극(230)으로 송출함과 함께, 하측의 광학 시트(예를 들어 광학 시트(10))에 가압하기 위한 것이다. 히트 롤(220)은, 하측의 광학 시트를 간극(230)으로 송출함과 함께, 상측의 광학 시트에 가압하기 위한 것이다. 또한, 2개의 히트 롤(210, 220)은, 상측의 광학 시트 및 하측의 광학 시트의 유리 전이 온도 이상의 온도에서 발열하고 있고, 간극(230)에 있어서, 상측의 광학 시트와, 하측의 광학 시트가 서로 접하는 부분을 용융시키도록 되어 있다.

이와 같은 구성의 제조 장치(200)에 있어서, 하측의 광학 시트가, 도시하지 않은 롤로부터 송출되어, 히트 롤(210)을 통하여 간극(230)에 삽입 관통된다. 한편, 상측의 광학 시트가, 도시하지 않은 롤로부터 송출되어, 히트 롤(220)을 통하여 간극(230)에 삽입 관통된다. 그 후, 그 간극(230)에 있어서, 하측의 광학 시트 및 상측의 광학 시트가 히트 롤(210, 220)에 의해 가압됨과 함께 가열된다. 그러면, 상측의 광학 시트와, 하측의 광학 시트가 서로 접하는 부분이, 상측의 광학 시트 및 하측의 광학 시트의 유리 전이 온도 이상의 온도를 초과하여 용융된다. 용융 상태에서 접촉한 상측의 광학 시트 및 하측의 광학 시트는, 간극(230)을 나오면, 서서히 냉각되어, 그들의 온도가 상측의 광학 시트 및 하측의 광학 시트의 유리 전이 온도를 하회한다. 그러면, 상측의 광학 시트 및 하측의 광학 시트의 용융 부분이 고화되어, 상측의 광학 시트 및 하측의 광학 시트가 서로 접합된다. 이와 같이 하여, 광학 시트(170)가 제조된다.

[3층의 광학 시트를 적층하는 경우의 제조 방법]

도 15는, 상기한 제조 장치(200)에 있어서, 3층의 광학 시트를 동시에 접합하여, 광학 시트 적층체(300)를 제조하는 방법의 일례를 나타낸 것이다.

우선, 하측의 광학 시트(310)가, 도시하지 않은 롤로부터 송출되어, 히트 롤(210)을 통하여 간극(230)에 삽입 관통된다. 상측의 광학 시트(320)가, 도시하지 않은 롤로부터 송출되어, 히트 롤(220)을 통하여 간극(230)에 삽입 관통된다. 또한, 중간의 광학 시트(330)가, 도시하지 않은 롤로부터 송출되어, 광학 시트(310)와 광학 시트(320) 사이에 삽입 관통된다. 그 후, 간극(230)에 있어서, 광학 시트(310, 320, 330)가 히트 롤(210, 220)에 의해 가압됨과 함께 가열된다. 그러면, 광학 시트(310)와 광학 시트(320)가 서로 접하는 부분이 광학 시트(310, 320)의 유리 전이 온도 이상의 온도를 초과하여 용융되고, 또한 광학 시트(320)와 광학 시트(330)가 서로 접하는 부분이 광학 시트(320, 330)의 유리 전이 온도 이상의 온도를 초과하여 용융된다. 용융 상태에서 접촉한 광학 시트(310, 320, 330)는, 간극(230)에서 나오면, 서서히 냉각되어, 그들의 온도가 이들의 유리 전이 온도를 하회한다. 그러면, 광학 시트(310) 및 광학 시트(320)의 용융 부분이 고화되어, 광학 시트(310) 및 광학 시트(320)가 서로 접합된다. 또한, 광학 시트(320) 및 광학 시트(330)의 용융 부분이 고화되어, 광학 시트(320) 및 광학 시트(330)가 서로 접합된다. 이와 같이 하여, 광학 시트 적층체(300)가 제조된다.

그런데, 상기한 제법은, 특히, 재료 또는 선팽창 계수가 서로 다른 광학 시트끼리를 접합할 때에 유효한 방법이다. 예를 들어, 광학 시트(330)의 재료(또는 선팽창 계수)와, 광학 시트(310, 320)의 재료(또는 선팽창 계수)를 서로 다르게 한다. 광학 시트(330)는, 예를 들어, 연신한 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)로 이루어지고, 광학 시트(310, 320), 예를 들어, 폴리카르보네이트로 이루어진다. 광학 시트(310, 320)의 선팽창 계수는, 제조 장치(200)에 있어서의 흐름 방향 및 폭 방향 모두, 7×10^-5/℃이다. 한편, 광학 시트(330)의 선팽창 계수는, 제조 장치(200)에 있어서의 흐름 방향에 있어서 8×10^-5/℃이고, 제조 장치(200)에 있어서의 폭 방향에 있어서 4×10^-5/℃이다. 광학 시트(310, 320)의 선팽창 계수와, 광학 시트(330)의 선팽창 계수는, 제조 장치(200)에 있어서의 폭 방향에 있어서 특히 크게 다르다. 이러한 특성을 갖는 광학 시트(310, 320, 330)를 상술한 제법을 이용하여 동시에 접합한 경우에는, 선팽창 계수의 차이에 기인하여 주름, 처짐, 휨이 발생하는 것을 저감시킬 수 있다. 또한, 이 광학 시트 적층체(300)를 제조하는 데 있어서, 광학 시트(310, 320)를 상술한 엠보스 벨트 제법을 사용하여 제조해 두는 것이 바람직하다.

[4층의 광학 시트를 적층하는 경우의 제조 방법]

도 16은, 상기한 제조 장치(200)에 있어서, 광학 시트 적층체(300)와, 광학 시트(340)를 접합하여, 광학 시트 적층체(400)를 제조하는 방법의 일례를 나타낸 것이다. 또한, 도 16에서는, 광학 시트(340)의 요철이 제조 장치(200)의 폭 방향(지면에 수직인 방향)으로 연장되어 있는 모습이 예시되어 있지만, 제조 장치(200)의 흐름 방향으로 연장되어 있어도 된다.

우선, 광학 시트(340)가, 도시하지 않은 롤로부터 송출되어, 히트 롤(210)을 통하여 간극(230)에 삽입 관통된다. 한편, 광학 시트 적층체(300)가, 도시하지 않은 롤로부터 송출되어, 히트 롤(220)을 통하여 간극(230)에 삽입 관통된다. 그 후, 그 간극(230)에 있어서, 광학 시트(340) 및 광학 시트 적층체(300)가 히트 롤(210, 220)에 의해 가압됨과 함께 가열된다. 그러면, 광학 시트(340)와, 광학 시트 적층체(300)가 서로 접하는 부분이, 광학 시트(340) 및 광학 시트 적층체(300) 내의 광학 시트(310)의 유리 전이 온도 이상의 온도를 초과하여 용융된다. 용융 상태에서 접촉한 광학 시트(340) 및 광학 시트 적층체(300)는, 간극(230)에서 나오면, 서서히 냉각되어, 그들의 온도가 광학 시트(340) 및 광학 시트 적층체(300) 내의 광학 시트(310)의 유리 전이 온도를 하회한다. 그러면, 광학 시트(340) 및 광학 시트 적층체(300)의 용융 부분이 고화되어, 광학 시트(340) 및 광학 시트 적층체(300)가 서로 접합된다. 이와 같이 하여, 광학 시트 적층체(400)가 제조된다.

[컬량]

이하에, 상기한 각각의 제조 방법에 의해 제작된 광학 시트 적층체의 컬량 Hc에 대하여 설명한다. 도 17은, 비교예 1, 2, 3에 관한 광학 시트 적층체 및 실시예 1, 2에 관한 광학 시트 적층체에 포함되는 각 광학 시트의 두께 및 컬량 Hc를 나타낸 것이다. 또한, 컬량 Hc는, 각 광학 시트 적층체를 도 18의 (A)에 나타낸 크기로 재단한 테스트 샘플 T를, 평탄면 S에 두었을 때의 휨량(도 18의 (B) 참조)을 계측함으로써 얻어진 것이다.

도 17로부터, 연신 PEN(광학 시트(330))을 중심으로, 표리에 각각 접합된 PC(광학 시트(310, 320))의 두께의 밸런스가 대칭으로 되어 있는 경우(실시예 1)에는, 컬량 Hc가 적은 것을 알 수 있다. 또한, 2단계로 나누어 열 라미네이션을 행한 경우라도, 연신 PEN(광학 시트(330))을 중심으로, 표면측에 접합된 PC(광학 시트(320))의 두께와, 이면측에 접합된 PC(광학 시트(310, 340))의 두께의 밸런스가 대칭으로 되어 있는 경우(비교예 3)에는, 컬량 Hc가 비교적 적은 것을 알 수 있다. 또한, 도 15의 프로세스에 있어서, 히트 롤(210, 220)의 온도를 다르게 하고, 적절한 조건으로 설정한 경우에는, 컬량 Hc가 극적으로 작아지는 것을 알 수 있다(실시예 2). 또한, 비교예 1, 2, 3 및 실시예 1에서는, 히트 롤(210, 220)의 온도를 동일한 온도(160도)로 설정하고 있었지만, 실시예 2에서는, 히트 롤(220)의 온도를 히트 롤(210)의 온도(140도)보다도 높은 온도(170도)로 설정하였다.

또한, 도 14 내지 도 16에 나타낸 제조 프로세스에 있어서, 광학 시트(10, 20, 310, 320, 340) 및 광학 시트 적층체(300)를 열 라미네이트에 의해 접합시키기 전에, 히트 롤(210, 220)에 접촉시켜 두는 것이 바람직하다. 광학 시트(10, 20, 310, 320, 340) 및 광학 시트 적층체(300)에 고온을 가하면, 이들은 팽창하지만, 그 팽창량이 크면, 접합시에 이들에 응력이 가해져, 컬의 원인이 된다. 그로 인해, 접합 전에 미리, 광학 시트(10, 20, 310, 320, 340) 및 광학 시트 적층체(300)를 가열해 두고, 팽창시켜 둠으로써, 접합시에 이들에 응력이 가해지지 않도록 해 두는 것이 바람직하다.

또한, 상하의 필름이 동일 재료로 이루어지는 경우에는, 상하의 히트 롤(210, 220)의 온도가 서로 동일하게 되어 있는 것이 바람직하다. 이것은, 상하의 필름의 팽창량을 동일하게 할 수 있기 때문이다. 또한, 반대로, 상하의 필름이 서로 다른 재료로 이루어지는 경우에는, 상하의 필름의 팽창량이 서로 동일해지도록, 상하의 히트 롤(210, 220)의 온도를 조정하는 것이 바람직하다.

[박리]

상기한 바와 같이 하여 작성한 광학 시트 적층체는, 액정 표시 장치의 백라이트 등에 탑재하기 위하여, 예를 들어 톰슨 칼이나 빅토리아 칼 등을 사용하여 소정의 형상 및 크기로 커트된다. 이때, 광학 시트 적층체 내의 각 광학 시트의 접합 강도가 불충분한 경우에는, 커트시에 광학 시트의 박리가 발생할 우려가 있다. 또한, 광학 시트 적층체 내의 각 광학 시트의 접합 강도가 불충분한 경우에는, 광학 시트 적층체의 기계적인 강도도 불충분해지므로, 광학 시트 적층체의 핸들링이 어려워질 우려가 있다.

접합 강도의 크기는, 주로, 단위 면적당 접합 면적의 크기에 의존한다. 따라서, 단위 면적당 접합 면적을 크게 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 한쪽의 광학 시트의 요철부의 정상부와 다른 쪽의 광학 시트의 이면(평탄면)을 서로 접합하는 경우에, 광학 시트 전체면에 걸쳐서, 단위 면적당 접합 면적을 크게 하였을 때에는, 요철부의 요철 형상이 지나치게 무너져 버려, 광학 특성이 변화(악화)되어 버릴 가능성이 있다.

따라서, 그와 같은 경우에는, 광학 시트의 외연과, 광학 시트의 외연 이외의 부분에서, 단위 면적당 접합 면적을 바꾸는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 광학 시트의 외연에 있어서의 단위 면적당 접합 면적이, 광학 시트의 외연 이외의 부위에 있어서의 단위 면적당 접합 면적보다도 커지도록, 광학 시트끼리를 접합하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한 경우에는, 광학 특성에 크게 영향을 미치는, 광학 시트의 외연 이외의 부위에 있어서의 요철 형상의 변화를 최소한으로 억제할 수 있어, 광학 시트끼리의 접합 강도를 더욱 높일 수 있다.

그런데, 핸들링이나 펀칭 공정 등에서는, 광학 시트 적층체의 박리는, 광학 시트 적층체의 외연 부분에 발생한 약간의 박리가 계기가 되어 발생한다. 왜냐하면, 광학 시트끼리를 부분적으로(정상부만으로) 접합한 경우에는, 광학 시트 적층체를, 면내 방향으로 인장하였을 때에 박리되는 강도(전단 인장 강도)보다도, 광학 시트 적층체를, 절곡하면서 인장하였을 때에 박리되는 강도(절곡 각도가 180°인 경우에는 박리 강도) 쪽이 약하기 때문이다. 따라서, 상술한 바와 같이, 광학 시트 적층체의 외연 부분의 접합 강도를 강하게 하여, 그 부분으로부터의 박리가 발생하기 어려워지도록 하면, 광학 시트 적층체의 외연 이외의 부분의 접합 강도가 약해도, 광학 시트 적층체에 박리가 발생할 가능성을 저감시킬 수 있다.

광학 시트 적층체의 외연 부분에 있어서, 광학 시트 적층체의 중심 부분과 비교하여 접합 부분의 비율을 많게 한 경우에는, 중심 부분과 외연 부분에서는 표시 특성이 다르다. 그로 인해, 접합 강도를 강화하는 부분은, 표시 패널의 유효 화소 영역(표시 영역)과 비대향의 부분에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 현재, 출시되고 있는 액정 표시 장치에 탑재되어 있는 광학 시트는 표시 패널의 표시 영역에 대하여, 수평 방향 및 수직 방향 모두 20㎜ 정도 큰 크기로 되어 있다. 따라서, 접합 강도를 강화하는 부분은, 광학 시트의 단부 가장자리로부터 10㎜ 미만의 범위 내에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

[각종 평가]

이하의 각종 평가를 행하기 위하여 사용하는 광학 시트 적층체에 대하여 설명한다. 이 광학 시트 적층체는, PC로 이루어지는 2매의 광학 시트를 접합시킨 2층 구조의 광학 시트 적층체이다. 하측의 광학 시트로서, 단면이 직각 이등변 삼각형인 막대 형상의 복수의 볼록부가 상측의 면내에 병렬 배치된 프리즘 시트를 사용하였다. 상측의 광학 시트는, 대략 반구 형상의 복수의 볼록부가 상측의 면내에 2차원 배치된 확산 시트이다. 광학 시트 적층체로서, 하측의 광학 시트의 볼록부의 피치가 40, 50 또는 70um으로 되어 있는 것을 각각 1개씩 준비하였다. 하측의 광학 시트 및 상측의 광학 시트는, 상술한 엠보스 벨트 제법으로 제작하였다.

상기한 3종류의 광학 시트 적층체에 있어서, 휘도, 박리 강도 및 접합 폭을 측정하였다.

휘도의 측정에는 탑콘제 BM-7을 사용하였다. 또한, 이하에서는, 3종류의 광학 시트 적층체를 제작하기 전의 하측의 광학 시트 및 상측의 광학 시트의 적층체의 휘도를 100%로 하여, 3종류의 광학 시트 적층체의 휘도를 휘도비로 나타내는 것으로 한다.

접합 강도는, 하측의 광학 시트 및 상측의 광학 시트의 일부를 박리한 다음에, 박리 시험기를 사용하여, 상측의 광학 시트와 하측의 광학 시트가 90도의 각도를 이루도록, 상측의 광학 시트를 인장하였다. 이때, 인장하는 힘이 약하면 광학 시트 적층체의 박리는 진행되지 않지만, 어느 인장 강도를 넘으면 박리가 진행된다. 이때의 임계적인 박리 강도를 90도 박리 강도로서 측정하였다. 박리 강도는 높으면 높을수록 좋지만, 핸들링으로 광학 시트 적층체에 박리가 발생하지 않도록 하기 위해서는 0.2N/25㎜ 폭 있으면 충분하다. 또한, 펀칭 공정에서 광학 시트 적층체에 박리가 발생하지 않도록 하기 위해서는, 박리 강도는 임계적으로 1N/25㎜ 폭 이상 있으면 충분하다. 펀칭 공정에서 광학 시트 적층체에 박리가 발생하지 않도록 되어 있으면, 광학 시트끼리를 롤로 접합하고, 그 후, 접합에 의해 얻어진 광학 시트 적층체를 펀칭하는 것이 가능해지므로, 공업적으로 생산성이 향상되어, 적합하다.

접합 폭에 대해서는, 광학 시트 적층체의 절단면을 광학 현미경으로 측정함으로써 얻었다. 여기서는, 하측의 광학 시트의 볼록부의 정상부 중, 상측의 광학 시트의 하면에 접하고 있는 부분의 폭을 접합 폭으로 정의하였다.

도 19는, 휘도비와 90°박리 강도의 관계의, 히트 롤 온도 의존성을 나타낸 것이다. 도 19에서는, 하측의 광학 시트의 볼록부의 피치를 50㎛로 하였다. 도 19로부터, 히트 롤(210, 220)의 온도를 170도, 190도, 200도로 변화시켰을 때에, 히트 롤(210, 220)의 온도가 190도, 200도로 되어 있었던 경우에는, 히트 롤(210, 220)의 온도가 170도로 되어 있었던 경우에 비하여, 휘도비 및 박리 강도 모두 바람직한 값으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것으로부터, PC 필름에 있어서는, 히트 롤(210, 220)의 온도 즉 접합 온도는 190도 이상이 바람직하다고 할 수 있다.

도 20은, 접합 폭과 휘도비의 관계의, 히트 롤 온도 의존성을 나타낸 것이다. 도 20으로부터, 접합 폭이 커지면 커질수록, 휘도비가 낮아지는 것을 알 수 있었다. 단, 이때, 히트 롤(210, 220)의 온도에 의한 변화는 보이지 않았다.

도 21은, 접합 폭과 90°박리 강도의 관계의, 히트 롤 온도 의존성을 나타낸 것이다. 도 21로부터, 접합 폭이 커지면 커질수록, 박리 강도가 강해지는 것을 알 수 있었다. 또한, 도 21로부터, 히트 롤(210, 220)의 온도가 190도로 되어 있었던 경우에는, 히트 롤(210, 220)의 온도가 170도로 되어 있었던 경우와 비교하여, 동일한 접합 폭에 있어서, 박리 강도가 커지는 것을 알 수 있었다. 이것으로부터, 접합 폭이 작은 경우라도, 고온에서 접합시킴으로써, 박리 강도를 강화하는 것이 가능한 것을 알 수 있었다. 즉, 고온에서 접합시킴으로써, 밀착성(접착성)을 높일 수 있다고 할 수 있다.

밀착(접착)의 질에 대하여 미시적으로 생각해 보면, 이하와 같이 된다. 접합시에는 서로 유리 전이점을 초과한 고분자가 교차하고, 접합 후에 상온으로 복귀되어 밀착한다. 접합시에 유리 전이점 근방이면, 고분자의 에너지가 낮고, 예를 들어 분자 운동이 활발하지 않다. 또한, 고분자끼리의 분자간력에 대하여 고분자의 운동 에너지가 낮으므로 광학 시트끼리의 계면에서의 고분자의 얽히는 방법이 충분하지 않다. 이에 대하여, 접합 온도가 높으면 고분자의 운동 에너지도 높고, 높은 운동 상태, 진동 상태를 형성하기 위하여 계면에서 보다 견고한 접합이 된다고 할 수 있다. 이상과 같이, 밀착(접착)의 질을 정하는 것은 고분자의 에너지 상태이며, 유리 전이점으로부터의 차에 의해 정해진다고 할 수 있다. PC의 유리 전이점은 150℃이므로, 유리 전이점보다 40도 이상 높은 온도(190℃)에서 접합하면 밀착(접착)의 질이 좋아져, 양호한 접합 상태가 만들어진다.

도 22는, 히트 롤(210, 220)의 온도를 190도로 일정하게 하고, 하측의 광학 시트의 볼록부의 피치를 40, 50, 70㎛로 하였을 때의, 휘도비와 90°박리 강도의 관계의, 요철 피치 의존성을 나타낸 것이다. 도 22로부터, 하측의 광학 시트의 볼록부의 피치를 40㎛, 50㎛로 한 경우에는, 하측의 광학 시트의 볼록부의 피치를 70㎛로 한 경우에 비하여, 휘도비 및 박리 강도 모두 바람직한 값으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것으로부터, 하측의 광학 시트의 볼록부의 피치는 50㎛ 이하로 되어 있는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 이것은 이하와 같은 이유에 의한 것이다. 접합 면적에 의존하여 휘도는 일의적으로 정해진다. 이에 대하여 박리 강도는 접합 면적과 완전히 대응하지 않는다. 박리 강도는, 상술한 바와 같이 밀착(접착)의 질에 따라서도 변화하고, 도 21과 같이 하측의 광학 시트의 볼록부의 피치에 따라서도 변화한다. 하측의 광학 시트의 볼록부의 피치에 의한 박리 강도의 변화는 이하와 같이 설명된다. 접합 면적은, 「하나의 접합부의 면적」×「접합부의 수」로 결정된다. 가령 접합 면적이 동일해도, 접합부의 수가 많은 쪽이, 구조상, 박리 강도가 높아진다. 이것으로부터, 하측의 광학 시트의 볼록부의 피치는 50㎛ 이하이면 바람직하다.

도 23은, 히트 롤(210, 220)의 온도를 190도로 일정하게 하고, 하측의 광학 시트의 볼록부의 피치를 50㎛로 하였을 때의, 단위 면적당 접합 면적(접합 면적비)과 90°박리 강도의 관계를 나타낸 것이다. 전술한 바와 같이, 핸들링으로 광학 시트 적층체에 박리가 발생하지 않도록 하기 위해서는 박리 강도는 0.2N/25㎜ 폭 있으면 충분하다. 또한, 펀칭 공정에서 광학 시트 적층체에 박리가 발생하지 않도록 하기 위해서는 박리 강도는 임계적으로 1N/25㎜ 폭 이상 있으면 충분하다. 도 23으로부터, 핸들링으로 광학 시트 적층체에 박리가 발생하지 않는 0.2N/25㎜ 폭의 박리 강도를 얻기 위해서는, 접합 면적비가 0.055(5.5%) 이상이면 된다. 또한, 도 23으로부터, 펀칭 공정에서 광학 시트 적층체에 박리가 발생하지 않는 1.0N/25㎜ 폭의 박리 강도를 얻기 위해서는, 접합 면적비가 0.115(11.5%) 이상이면 된다.

[적용예]

다음에, 상기 각 실시 형태 및 그 변형예에 관한 광학 시트 적층체(1 내지 3, 300, 400)의 일 적용예에 대하여 설명한다.

(제1 적용예)

예를 들어, 도 24에 도시한 바와 같이, 광학 시트 적층체(1 내지 3, 300, 400)와, 조명 장치에 일반적으로 사용되는 두께 1㎜ 이상의 확산판(500)을, 주연에 설치한 접합부(510)에 의해 일체화하도록 해도 된다. 이와 같이 한 경우에는, 보다 높은 강성을 얻을 수 있다. 접합부(510)에 의한 접합 방법으로서는, 열 용착, 열 압착, 초음파 용착 등 중간제를 사용하지 않는 방법이어도 되고, 접착제 등의 중간제를 사용한 방법을 사용해도 된다. 접착제로서는, 예를 들어 PSA(감압 접착제)를 사용할 수 있다.

(제2 적용예)

도 25는, 본 적용예에 관한 표시 장치(600)의 단면 구성을 나타낸 것이다. 이 표시 장치(600)는, 화상 신호에 기초하여 구동되는 액정 표시 패널(610)과, 액정 표시 패널(610)의 배후에 배치된 광원(620)과, 액정 표시 패널(610) 및 광원(620) 사이에 배치된 광학 시트 적층체(1 내지 3, 300, 400) 및 확산판(630)을 구비하고 있다. 또한, 필요에 따라서, 확산판(630)을 생략하는 것도 가능하다. 또한, 액정 표시 패널(610)이, 본 발명의 「표시 패널」의 일 구체예에 상당한다.

액정 표시 패널(610)은, 도시하지 않지만, 화상 표시측의 투명 기판과 광원(620)측의 투명 기판 사이에 액정층을 갖는 적층 구조로 되어 있다. 구체적으로는, 화상 표시 측부터 순서대로 편광판, 투명 기판, 컬러 필터, 투명 전극, 배향막, 액정층, 배향막, 투명 화소 전극, 투명 기판 및 편광판을 갖고 있다.

편광판은, 광학 셔터의 일종이며, 어느 일정한 진동 방향의 광(편광)만을 통과시킨다. 이들 편광판은 각각, 편광축이 서로 90도 다르게 배치되어 있고, 이에 의해 광원(620)으로부터의 사출광이, 액정층을 통하여 투과하거나, 혹은 차단되도록 되어 있다. 투명 기판은, 가시광에 대하여 투명한 기판, 예를 들어 판유리로 이루어진다. 또한, 광원(620)측의 투명 기판에는, 투명 화소 전극에 전기적으로 접속된 구동 소자로서의 TFT(Thin Film Transistor; 박막 트랜지스터) 및 배선 등을 포함하는 액티브형의 구동 회로가 형성되어 있다. 컬러 필터는, 광원(620)으로부터의 사출광을, 예를 들어, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 삼원색으로 각각 색 분리하기 위한 컬러 필터를 배열하여 구성되어 있다. 투명 전극은, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide; 산화인듐주석)로 이루어지고, 공통인 대향 전극으로서 기능한다. 배향막은, 예를 들어 폴리이미드 등의 고분자 재료로 이루어지고, 액정에 대하여 배향 처리를 행한다. 액정층은, 예를 들어, VA(Vertical Alignment) 모드의 액정으로 이루어지고, 구동 회로로부터의 인가 전압에 의해, 광원(620)으로부터의 사출광을 화소마다 투과 또는 차단하는 기능을 갖는다. 투명 화소 전극은, 예를 들어 ITO로 이루어지고, 화소마다의 전극으로서 기능한다.

광원(620)은, 광학 시트 적층체(1 내지 3, 300, 400)를 통하여 액정 표시 패널(610)을 조명하는 것이다. 광원(620)은, 예를 들어, 복수의 선형 광원이 등간격(예를 들어 20㎛ 간격)으로 병렬 배치된 것이다. 선형 광원은, 전형적으로는, 냉음극관(CCFL; Cold Cathode Fluorescent Lamp)이라고 불리는 냉음극 형광 램프이지만, 열음극관(HCFL; Hot Cathode Fluorescent Lamp)이어도 된다. 또한, 선형 광원은, 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode) 등의 점 형상 광원을 직선 형상으로 배치한 것이어도 된다. 각 선형 광원은, 예를 들어 광학 시트 적층체(1 내지 3)의 하면과 평행한 면내에 있어서, 예를 들어 최하의 광학 시트의 요철의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장하여 배치되어 있다.

그런데, 본 적용예에서는, 광학 시트 적층체(1 내지 3)가 사용되고 있으므로, 광학 시트의 주름, 처짐, 휨에 기인하는 광학 특성의 저하가 거의 없어, 표시 품질이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 광학 시트 적층체(1 내지 3)를 사용한 결과, 표시 장치(600) 전체를 얇게 할 수 있어, 표시 장치(600)를 경량화할 수 있다.

이상, 실시 형태, 변형예 및 적용예를 들어 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 실시 형태 등에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시 형태, 변형예, 적용예를 서로 조합하여 실시하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 있어서의 광학 시트는, 필름 형상의 광학 소자(광학 필름)도 포함하는 것으로 한다.

1, 2, 3, 300, 400: 광학 시트 적층체
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 310, 320, 330, 340: 광학 시트
10A, 20A, 30A, 40A, 50A, 60A, 70A, 80A, 90A: 상면
10B, 20B, 30B, 40B, 50B, 60B, 70B, 80B, 90B: 하면
11, 21, 31, 41, 51, 61, 81: 요철부
12, 22, 32, 42, 52, 62, 82: 정상부
100, 200: 제조 장치
500, 630: 확산판
510: 접합부
600: 표시 장치
610: 액정 표시 패널
620: 광원

Claims (17)

1. 광학 시트 적층체로서,
   상면 및 하면 중 적어도 상면이 요철 형상으로 되어 있는 제1 광학 시트와,
   상면 및 하면을 갖는 제2 광학 시트를 구비하고,
   상기 요철 형상의 정상부 중 상기 제2 광학 시트의 하면과의 대향 부분 전체와, 상기 제2 광학 시트의 하면이, 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합되어 있는, 광학 시트 적층체.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 시트의 유기 복굴절값이 5×10^-5 이하로 되어 있는, 광학 시트 적층체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 시트는, 상기 요철 형상의 반전 패턴을 갖는 형을 상기 제1 광학 시트의 원료인 수지 재료의 유리 전이 온도 이상의 온도로 한 상태에서, 상기 반전 패턴을 수지 재료로 이루어지는 수지층에 가압한 후, 그대로의 상태에서, 상기 형을 냉각하여 상기 반전 패턴을 상기 수지층에 전사함으로써 형성된 것인, 광학 시트 적층체.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 광학 시트의 외연에 있어서의 단위 면적당 접합 면적이, 상기 제1 광학 시트의 외연 이외의 부위에 있어서의 단위 면적당 접합 면적보다도 크게 되어 있는, 광학 시트 적층체.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 광학 시트의 상면에 형성된 요철 형상의 피치가 50㎛ 이하로 되어 있는, 광학 시트 적층체.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 광학 시트의 하면 중 상기 제1 광학 시트와의 대향 영역의 면적을 1로 하였을 때에, 상기 제1 광학 시트와 상기 제2 광학 시트의 접합 면적은, 0.055 이상으로 되어 있는, 광학 시트 적층체.
7. 제6항에 있어서, 상기 제2 광학 시트의 하면 중 상기 제1 광학 시트와의 대향 영역의 면적을 1로 하였을 때에, 상기 제1 광학 시트와 상기 제2 광학 시트의 접합 면적은, 0.115 이하로 되어 있는, 광학 시트 적층체.
8. 상면 및 하면 중 적어도 상면이 평탄면으로 되어 있는 제1 광학 시트와,
   상면 및 하면 중 적어도 하면이 평탄면으로 되어 있는 제2 광학 시트를 구비하고,
   상기 제1 광학 시트의 상면 중 상기 제2 광학 시트의 하면과의 대향 부분 전체와, 상기 제2 광학 시트의 하면 중 상기 제1 광학 시트의 상면과의 대향 부분 전체가, 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합되어 있는, 광학 시트 적층체.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 광학 시트 및 상기 제2 광학 시트는 서로 동일 재료에 의해 구성되어 있는, 광학 시트 적층체.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 광학 시트 및 상기 제2 광학 시트는 폴리카르보네이트를 포함하여 구성되어 있는, 광학 시트 적층체.
11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 광학 시트 및 상기 제2 광학 시트는 서로 다른 재료에 의해 구성되어 있고,
    상기 제1 광학 시트 및 상기 제2 소자 광학 시트 중 열팽창률이 상대적으로 큰 쪽의 시트의 두께가, 상기 제1 광학 시트 및 상기 제2 소자 광학 시트 중 열팽창률이 상대적으로 작은 쪽의 시트의 두께보다도 얇게 되어 있는, 광학 시트 적층체.
12. 제11항에 있어서, 상기 제2 광학 시트와의 관계에서, 상기 제1 광학 시트와는 반대측에 배치됨과 함께, 상기 제1 광학 시트의 열팽창률과 동일 또는 대략 동일한 열팽창률을 갖는 제3 광학 시트를 더 구비하고,
    상기 제3 광학 시트의 상기 제2 광학 시트측의 면과, 상기 제2 광학 시트의 상기 제3 광학 시트측의 면이, 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합되어 있는, 광학 시트 적층체.
13. 제12항에 있어서, 상기 제2 광학 시트는, 반사성 편광자인, 광학 시트 적층체.
14. 광학 시트 적층체의 제조 방법으로서,
    상면 및 하면 중 적어도 상면이 요철 형상으로 되어 있는 제1 광학 시트와, 상면 및 하면을 갖는 제2 광학 시트를 준비하는 준비 공정과,
    상기 요철 형상의 정상부 중 상기 제2 광학 시트의 하면과의 대향 부분 전체와, 상기 제2 광학 시트의 하면 중 상기 요철 형상의 정상부와의 대향 부분 전체를 중간재를 끼우지 않고 서로 직접적으로 접합하는 접합 공정을 포함하는, 광학 시트 적층체의 제조 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 준비 공정에 있어서, 상기 요철 형상의 반전 패턴을 갖는 형을 상기 제1 광학 시트의 원료인 수지 재료의 유리 전이 온도 이상의 온도로 한 상태에서, 상기 반전 패턴을 상기 수지 재료로 이루어지는 수지층에 가압한 후, 그대로의 상태에서, 상기 형을 냉각하여 상기 반전 패턴을 상기 수지층에 전사함으로써 상기 제1 광학 시트를 형성하는, 광학 시트 적층체의 제조 방법.
16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트 적층체와,
    상기 광학 시트 적층체를 향하여 광을 사출하는 광원을 구비한, 조명 장치.
17. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 광학 시트 적층체와,
    화상 신호에 기초하여 구동되는 표시 패널과,
    상기 광학 시트 적층체를 통하여 상기 표시 패널을 조명하는 광원을 구비한, 표시 장치.
    
    
    

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