KR20120051683A - 펀칭 가공용 아크릴 필름, 면 광원 장치 및 광학 부재의 제조 방법 - Google Patents

펀칭 가공용 아크릴 필름, 면 광원 장치 및 광학 부재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 펀칭 가공에 의해서 균열이나 백화가 없고 투명성이 우수한 아크릴 필름을 제공하는 것이 가능한 펀칭 가공용 아크릴 필름을 제공한다. 본 발명은 하기 화학식 1로 나타내는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위와, 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하는 중합체 (C)를 함유하는 펀칭 가공용 아크릴 필름이다.
<화학식 1>
Figure pct00007

[(X)는 C2H4O, C3H6O 및 C4H8O에서 선택되는 적어도 1종류의 반복 단위를 나타내고, (X)n의 분자량은 500 이상이고, R1은 H 또는 CH3를 나타냄]

Description

펀칭 가공용 아크릴 필름, 면 광원 장치 및 광학 부재의 제조 방법{ACRYLIC FILM FOR PUNCHING, SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE, AND PROCESS FOR PRODUCTION OF OPTICAL MEMBER}
본 발명은 펀칭 가공용 아크릴 필름, 면 광원 장치 및 광학 부재의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 박형, 경량 및 전력 절약화가 가능하기 때문에 휴대용 기기의 표시부에 많이 이용되고 있다. 액정 표시 장치는 자발광형이 아니기 때문에 조명 수단을 필요로 한다는 점에서 일반적인 액정 표시장치로 이용되는 조명 장치에는 백 라이트라고 불리는 면 광원 장치가 사용되고 있다.
종래, 백 라이트의 발광 소자(광원)에는 냉음극 방전관이 이용되고 있지만, 최근 발광 다이오드(LED)도 발광 소자로서 이용되고 있다.
박형의 백 라이트로서, 측면에 발광 소자를 구비하는 사이드 라이트형 백 라이트가 있다. 사이드 라이트형 백 라이트에는 판형의 도광판이 구비되어 있다. 이 도광판은 투명성이 높은 수지로 형성되어 있고, 발광 소자로부터 도광판에 입사한 광은 도광판 중을 전파한다. 또한, 이 도광판에는 홈, 돌기 또는 인쇄물 등의 반사ㆍ산란 부재가 형성되어 있어, 이 반사ㆍ산란 부재에 의해 도광판 중을 따라 광은 액정 표시 장치측을 향하여 출사한다.
LED는 냉음극 방전관과 비교하면 박형화가 용이하여, 최근에는 500 ㎛ 이하의 두께의 LED도 입수할 수 있게 되었다. 그에 따라, 도광판도 LED에 맞춘 두께까지 박형화가 진행되고 있다.
발광 소자로서 LED를 이용하는 경우, LED는 점상 광원이기 때문에 종래의 냉음극관과는 상이하게 평면상의 측면에 균일하게 광을 입사시키는 것이 곤란하다.
따라서, 예를 들면 특허문헌 1에서는 일정한 피치로 연속하여 형성된 V자형또는 삼각 형상 등의 프리즘 형상 또는 연속한 원호상, 물결 형상 등의 미세한 요철 형상을 부여한 도광판의 측면에 입사광을 입사시켜, 이들 미세한 요철 형상에서 입사광을 넓혀 도광판의 광 방사면의 휘도가 균일화된 도광판이 제안되어 있다.
미세한 요철 형상을 부여하는 방법으로는 수지를 필름상 또는 시트상으로 성형한 후에 절삭 가공 또는 펀칭 가공하는 방법, 금형에 용융한 수지를 충전하는 사출 성형법이 알려져 있다. 그러나, 사출 성형법에서는 얇은 필름상으로 수지를 균일하게 충전하는 것이 어렵다는 점, 및 절삭 가공법은 다량의 제품 가공에는 적합하지 않다는 점에서, 간편하고 염가에 미세한 요철 형상을 부여할 수 있는 펀칭 가공법에 의한 형상 부여의 필요성이 높아지고 있다.
또한, 이들 미세한 요철 형상을 부여하는 목적 이외에도, 필름을 펀칭 가공에 의해서 소정의 크기로 연속적으로 또는 복수 동시에 펀칭하여 사용하는 경우가 많아지고 있다.
또한, 광학 필름으로 이용되는 필름으로는 투명한 폴리카르보네이트 필름이나 아크릴 필름이 알려져 있다. 이들 필름 중에서 전체 광선 투과율, 헤이즈, 황색도와 같은 투명성에 관한 특성에서 아크릴 필름이 특히 우수하기 때문에 광학 필름 용도에서 아크릴 필름의 펀칭 가공 요망이 많아지고 있다.
그러나, 종래의 아크릴 필름은 취약하기 때문에 아크릴 필름을 소정의 크기로 연속적으로 또는 복수 동시에 펀칭하는 것과 같은 제조법이나, 펀칭 가공에 의해서 미세한 요철 형상을 부여하는 것과 같은 제조법에는 적합하지 않아 그의 개선이 요망되고 있었다.
아크릴 필름의 강도를 개선하는 방법으로는 예를 들면 특허문헌 2에서는 메타크릴 수지 중에 고무 입자를 분산시킨 특정 두께의 필름을 사용한 면 광원 장치용 도광판이 제안되어 있다.
그러나, 특허문헌 2에서 얻어지는 필름을 이용하여 펀칭 가공하려고 하면, 펀칭 가공에서 얻어진 필름의 단부면에 백화가 생기는 경우가 있어, 개선이 요망되고 있었다.
일본 특허 공개 제2006-210140호 공보 일본 특허 공개 제2008-218207호 공보
본 발명의 목적은 펀칭 가공에 의해서 균열이나 백화가 없고 투명성이 우수한 아크릴 필름을 제공하는 것이 가능한 펀칭 가공용 아크릴 필름을 제공하는 것이다. 또한, 이 필름을 사용한 광학 부재의 제조 방법 및 면 광원 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 하기 화학식 1로 나타내는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위와, 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하는 중합체 (C)를 함유하는 펀칭 가공용 아크릴 필름이다.
Figure pct00001
[(X)는 C2H4O, C3H6O 및 C4H8O에서 선택되는 적어도 1종류의 반복 단위를 나타내고, (X)n의 분자량은 500 이상이고, R1은 H 또는 CH3를 나타냄]
또한, 본 발명은 광학 부재의 제조 방법으로서, 상기 펀칭 가공용 아크릴 필름의 한쪽면 또는 양면에 미세한 요철 형상을 부여하고, 펀칭 가공에 의해서 광학 부재를 제작하는 것을 특징으로 하는 광학 부재의 제조 방법이다.
또한, 본 발명은 1개 또는 복수의 광원의 광을 면상으로 변환하여 출사하는 면 광원 장치로서,
도광체와, 상기 도광체의 단부면에 인접하여 배치하는 적어도 1개의 광원과, 상기 도광체의 표면에 접하여 배치하는 광 편향 소자와, 상기 도광체의 이면에 접하여 배치하는 반사체를 포함하며,
상기 도광체가 상기 펀칭 가공용 아크릴 필름을 이용하여 형성되어 있는 면 광원 장치이다.
또한, 본 발명은 1개 또는 복수의 광원의 광을 면상으로 변환하여 출사하는 면 광원 장치로서,
도광체와, 상기 도광체의 단부면에 인접하여 배치하는 적어도 1개의 광원과, 상기 도광체의 표면에 접하여 배치하는 광 편향 소자와, 상기 도광체의 이면에 접하여 배치하는 반사체를 포함하며,
상기 도광체는 상기 화학식 1로 나타내는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위와, 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하는 중합체 (C)를 포함하는 면 광원 장치이다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 나타내는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위와, 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하는 중합체 (C)를 포함하는 면 광원 장치용의 도광체이다.
본 발명에서 얻어지는 아크릴 필름은 펀칭 가공하더라도 균열이나 백화가 없고, 투명성이 우수하다. 따라서, 예를 들면 전기ㆍ전자 부품, 광학 필터, 자동차 부품, 기계 기구 부품, OA 기기ㆍ가전 기기 등의 하우징 및 이들의 부품류, 일반 잡화 등의 일반 부재; 프레넬 렌즈, 편광 필름, 편광자 보호 필름, 위상차 필름, 광 확산 필름, 시야각 확대 필름, 반사 필름, 반사 방지 필름, 방현 필름, 휘도 향상 필름, 프리즘 시트, 마이크로 렌즈 어레이, 터치 패널용 도전 필름, 도로 표식용 반사재 등의 광학 부재; 및 박형의 액정 디스플레이, 평판 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 휴대 전화 디스플레이, 휴대 전화 키패드 조명, 개인용 컴퓨터 키보드 조명, 기타 간판 등의 도광판으로서 바람직하다.
도 1은 펀칭 형틀의 형상을 나타내는 펀칭 형틀 형상 개략도이다.
도 2는 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 단부면 휘도를 측정하기 위한 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 도광체의 실시 형태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 도광체를 이용한 면 광원 장치의 실시 형태를 나타내는 모식적 분해 사시도이다.
도 5는 실시예 4에 있어서의 도광 거리에 대한 색 좌표 x, y의 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시예 10에 있어서의 도광 거리에 대한 색 좌표 x, y의 변화를 나타내는 도면이다.
도 7은 비교예 4에 있어서의 도광 거리에 대한 색 좌표 x, y의 변화를 나타내는 도면이다.
도 8은 비교예 5에 있어서의 도광 거리에 대한 색 좌표 x, y의 변화를 나타내는 도면이다.
<디(메트)아크릴레이트 (A) 단위>
본 발명에서 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위는 화학식 1로 나타내는 단량체 단위로, 중합체 (C)의 구성 단위의 하나이다.
디(메트)아크릴레이트 (A) 단위는 유연성이 풍부한 장쇄 분자 구조에 의한 가교 구조에 의해서, 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 펀칭 가공성을 향상시키는 목적에서 중합체 (C) 중으로 도입된다.
본 발명에 있어서, 화학식 1 중의 (X)는 C2H4O, C3H6O 및 C4H8O에서 선택되는 적어도 1종의 반복 단위를 나타낸다. (X)를 상기한 반복 단위로 함으로써 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름에 투명성 및 유연성을 부여할 수 있다.
본 발명에서는 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름을 광학 부재로서 사용하는 경우에는 (X)로서 소수성이 가장 높은 C4H8O를 반복 단위로 하는 것이 바람직하다.
(X)n의 분자량은 500 이상이고, 500 내지 10,000이 바람직하고, 600 내지 2,000이 보다 바람직하다. (X)n의 분자량을 500 이상으로 함으로써 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 펀칭 가공성을 양호하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 투명성의 점에서 (X)n의 분자량은 10,000 이하인 것이 바람직하다. (X)n의 분자량을 10,000 이하로 함으로써 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름을 구성하는 중합체를 얻기 위한 중합 중에서의 상 분리 구조의 발현을 억제할 수 있는 경향이 있다.
(X)n의 n은 자연수이다. 예를 들면, (X)가 분자량 72의 C4H8O의 반복 단위에서 n이 9의 경우, (X)n의 분자량은 642로 계산된다. 또한, 디(메트)아크릴레이트 (A)는 중합도가 상이한 것의 혼합물이고, 그의 분포는 정규 분포를 따르기 때문에 상기한 반복 단위수 n은 중앙값을 의미한다.
(X)n의 형태로는 단독 중합체 또는 공중합체의 어느 것일 수도 있고, 또한 랜덤 중합체, 블록 중합체 또는 교대 공중합체의 어느 것일 수도 있다.
디(메트)아크릴레이트 (A) 단위를 구성하기 위한 원료인 디(메트)아크릴레이트 (A)로는 예를 들면 도데카에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리데카에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 테트라데카에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타데카에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 헥사데카에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 반복 단위수 n이 12 이상의 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 노나프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 데카프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 운데카프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 도데카프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리데카프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 반복 단위수 n이 9 이상의 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 및 헵타부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 옥타부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 노나부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 데카부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 운데카부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 반복 단위수 n이 7 이상의 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
상기한 디(메트)아크릴레이트 (A)의 구체예로는 미쓰비시 레이온(주) 제조의 아크리에스텔 PBOM, 니찌유(주) 제조의 브렘머-PDE-600, 브렘머-PDP-700, 브렘머-PDT-650, 브렘머-40PDC1700B 및 브렘머-ADE-600 및 신나카무라 가가꾸 고교(주) 제조의 NK 에스테르 A-600, NK 에스테르 A-1000, NK 에스테르 APG-700, NK 에스테르 14G 및 NK 에스테르 23G(모두 상품명)가 공업적으로 입수 가능하고, 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 「(메트)아크릴레이트」는 「아크릴레이트」 및 「메타크릴레이트」에서 선택되는 적어도 1종을 말한다.
<모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위>
본 발명에서 사용되는 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위는 중합체 (C)의 구성 단위의 하나이다.
모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위는 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 탄성률을 높게 하기 위해서 중합체 (C) 중으로 도입된다.
모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 구성하기 위한 원료인 모노(메트)아크릴레이트 (B)로는 예를 들면 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트; 페닐(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트 등의 방향족 메타크릴레이트; 및 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 메틸시클로헥실(메트)아크릴레이트, t-부틸시클로헥실(메트)아크릴레이트, 1-아다만틸(메트)아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸(메트)아크레이트, 2-에틸-2-아다만틸(메트)아크릴레이트 등의 지환식 메타크릴레이트를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 투명성의 점에서 메틸메타크릴레이트가 바람직하다.
<중합체 (C)>
본 발명에 있어서, 중합체 (C)는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위 및 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하는 중합체이고, 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 펀칭 가공성을 부여할 수 있다.
중합체 (C) 중의 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위의 조성비로는 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 펀칭 가공성의 점에서 10 내지 90 질량％가 바람직하고, 30 내지 70 질량％가 보다 바람직하며, 35 내지 65 질량％가 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서는 중합체 (C) 중에는 필요에 따라서 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위 및 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위 이외의 기타 단량체 단위를 포함할 수 있다.
기타 단량체 단위를 구성하기 위한 원료인 기타 단량체로는 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌 등의 방향족 비닐 단량체; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 니트릴기 함유 비닐 단량체 등의 모노비닐 단량체; 및 디(메트)아크릴레이트 (A) 이외의 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 등의 폴리비닐 단량체를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 중합체 (C) 중에 필요에 따라서 이형제를 배합할 수 있다.
이형제의 배합량으로는 중합체 (C) 100 질량부에 대하여 0.005 내지 0.5 질량부가 바람직하다. 이형제의 배합량이 0.005 질량부 이상에서, 얻어진 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이나 스테인리스판 등의 주형으로부터 박리할 때의 이형성을 양호하게 할 수 있는 경향이 있다. 또한, 이형제의 배합량이 0.5 질량부 이하에서, 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 흡수성이나 표면 상태를 양호하게 할 수 있는 경향이 있다.
이형제로는 예를 들면 미쓰이 사이텍(주) 제조의 디옥틸술포숙신산나트륨(상품명: 에어로졸 OT-100) 및 죠호쿠 가가꾸 고교(주) 제조의 인산디에틸에스테르와 인산모노에틸에스테르의 55:45의 혼합물(상품명: JP-502)을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 목적에 따라서 윤활제, 가소제, 항균제, 곰팡이 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 블루잉제, 염료, 대전 방지제, 열 안정제 등의 각종 첨가제를 첨가할 수 있다.
중합체 (C)를 얻는 방법으로는 예를 들면 괴상 중합법, 용액 중합법, 유화 중합법 및 현탁 중합법을 들 수 있다.
중합체 (C)의 중합 수단으로는 열 중합법, 활성 에너지선 중합법 및 그의 병용의 어느 쪽의 수단일 수도 있다.
중합체 (C)를 얻기 위한 단량체 원료(이하, 「단량체 원료 (c)」라 함)의 중합에 이용되는 중합개시제는 열 중합 또는 활성 에너지선 중합에서 사용되는 열 중합개시제 또는 광 중합개시제이면 특별히 한정되지 않는다.
열 중합개시제로는 예를 들면 과산화벤조일, 라우로일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시이소부티레이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실퍼옥시피발레이트, 디이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보네이트 등의 유기 과산화물계 중합개시제 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 및 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조계 중합개시제를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
광 중합개시제로는 예를 들면 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 히드록시시클로헥실페닐케톤, 메틸페닐글리옥실레이트, 아세토페논, 벤조페논, 디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 1-페닐-1,2-프로판-디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심, 2-메틸[4-(메틸티오)페닐]-2- 모르폴리노-1-프로파논, 벤질, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 2-클로로티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2-메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 및 벤조일디메톡시포스핀옥사이드를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
단량체 원료 (c) 중의 상기한 열 중합개시제 또는 광 중합개시제의 첨가량으로는 단량체 원료 (c) 100 질량부에 대하여 0.005 내지 5 질량부가 바람직하고, 0.01 내지 1 질량부가 보다 바람직하며, 0.05 내지 0.5 질량부가 특히 바람직하다. 열 중합개시제 또는 광 중합개시제의 배합량이 5 질량부 이하에서 중합체 (C)의 착색을 억제할 수 있는 경향이 있다. 또한, 열 중합개시제 또는 광 중합개시제의 배합량이 0.005 질량부 이상에서 중합 시간이 지나치게 길지 않은 적정한 중합 시간이 되는 경향이 있다.
본 발명에 있어서는, 단량체 원료 (c)로서 디(메트)아크릴레이트 (A) 및 모노(메트)아크릴레이트 (B)의 혼합물을 일부 중합시킨 디(메트)아크릴레이트 (A) 및 모노(메트)아크릴레이트 (B)의 혼합물 중에 디(메트)아크릴레이트 (A) 및 모노(메트)아크릴레이트 (B)의 공중합체가 용해된 시럽상물 (c')를 사용할 수 있다.
<펀칭 가공용 아크릴 필름>
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름은 중합체 (C)를 함유하며, 펀칭 가공성 및 투명성이 우수한 필름이다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름으로는 펀칭 가공성의 점에서 JIS K6251에 준거하여 덤벨형 1호형의 시험편을 이용하여, 23 ℃에서 500 mm/분으로 인장 시험을 행했을 때의 필름의 절단시의 신장은 30 ％ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름으로는 상기한 필름의 절단시의 신장은 고속에서의 펀칭 가공성의 점에서 40 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50 ％ 이상인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름은 상기 특성이 우수하다는 점에서 펀칭 가공에서 얻어진 성형물을 광학 부재로서 바람직하게 사용할 수 있다.
상기한 광학 부재로는 예를 들면 프레넬 렌즈, 편광 필름, 편광자 보호 필름, 위상차 필름, 광 확산 필름, 시야각 확대 필름, 반사 필름, 반사 방지 필름, 방현 필름, 휘도 향상 필름, 프리즘 시트, 마이크로 렌즈 어레이, 터치 패널용 도전 필름, 도로 표식 등에 이용되는 반사재, 태양 전지용 필름, 휴대 전화 전면 보호 필름, 휴대 전화 콘트라스트 향상용 필름, 박형의 액정 디스플레이, 평판 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 휴대 전화 디스플레이, 휴대 전화 키패드 조명, 개인용 컴퓨터 키보드 조명 및 기타 간판 등에 이용되는 사이드 라이트형 도광판을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름은 상기 특성이 우수하다는 점에서 펀칭 가공에서 얻어진 필름 측면(단부면)에 미세한 요철 형상이 부여된 성형물을 도광판으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름을 도광판으로서 사용하는 경우에는 그의 양면 또는 한쪽면에, 예를 들면 매트 구조, 도트 형상 또는 프리즘열 배열 구조 등의 미세한 요철 형상을 형성하여 이용할 수 있다. 상기 미세한 요철 형상은 1종일 수도 있고, 또는 2종 이상을 조합할 수도 있다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 투명성은 아크릴 필름의 단부면 (가)로부터 광을 입사시켜, 이 단부면 (가)에 대향하는 단부면 (나)로부터 출사한 광의 단부면 휘도에 의해서 평가할 수 있다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 단부면 휘도를 평가하기 위한 장치로는 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같은 측정 장치를 들 수 있다. 광원 (5)로부터 출사된 광은 반사 시트 (4)로 표면이 피복된 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름 (3)의 단부면 (가)로부터 광이 입사되어, 필름 중을 투과하여 단부면 (나)로부터 출사된다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 단부면 휘도를 측정할 때, 단부면 (가)로부터 단부면 (나)까지의 거리로는 휴대 전화 등의 소형의 디스플레이에 이용되는 도광판의 길이를 상정한 경우에는 5 cm 이상이 바람직하다. 또한, 중형의 휴대 게임기 등의 디스플레이에 이용되는 것을 상정한 경우에는 10 cm 이상이 보다 바람직하고, 노트북 컴퓨터 등의 보다 큰 디스플레이에 이용되는 것을 상정한 경우에는 20 cm 이상이 특히 바람직하다.
단부면 (가)로부터 단부면 (나)의 거리가 20 cm 이상이면, 광의 흡수, 산란, 반사 등에 의한 근소한 투과 손실의 차를 큰 휘도차로서 관찰할 수 있는 경향이 있다.
단부면 (가)로부터 단부면 (나)의 거리가 긴 경우에도 높은 단부면 휘도가 얻어지는 필름은 투명성이 높기 때문에 광학 부재로서 바람직하고, 특히 장광로에서 투명성이 요구되는 도광판 용도에 바람직하다.
도광판으로서 사용할 때의 단부면 휘도로는 단부면 (가)로부터 단부면 (나)의 거리가 20 cm인 측정 장치를 사용했을 때의, 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름과 동일한 두께와 크기이고 단량체로서 메틸메타크릴레이트만을 이용한 PMMA 필름의 단부면 휘도를 100 ％로 한 경우의 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 상대 휘도는 50 ％ 이상이 바람직하고, 70 ％ 이상이 보다 바람직하며, 90 ％ 이상이 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름으로부터 얻어지는 도광판으로는 박형 액정 표시 장치용 도광판이 바람직하다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름을 도광판용, 특히 LED를 사용한 도광판용의 필름으로서 사용하는 경우, 휘도의 균일성을 높이는 목적에서 LED로부터의 광이 입사하는 필름 측면(입사면)에 미세한 요철 형상을 부여하는 것이 바람직하다.
필름 측면에 형성하는 미세한 요철 형상으로는 예를 들면 일정한 피치로 연속하여 형성된 V자형 또는 삼각 형상 등의 프리즘상, 연속한 원호상 또는 파 형상 및 이들을 조합한 형상을 들 수 있다.
필름 측면에 형성하는 미세한 요철 형상은 반경이 0.2 mm 이하, 바람직하게는 0.1 mm 이하, 보다 바람직하게는 0.05 mm 이하의 원호상 또는 파 형상의 요철 상태 또는 프리즘 형상을 갖는 형상이 바람직하다. 미세한 요철 형상의 구체예를 도 1에 나타내었다. 도 1은 원호 또는 파형의 반경 (1)이 피치 (2)의 간격으로 교대 방향으로 연속하여 연결된 요철 형상을 나타내는 것이다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 두께로는 500 ㎛ 이하가 바람직하고, 5 ㎛ 내지 500 ㎛가 보다 바람직하고, 25 ㎛ 내지 400 ㎛가 더욱 바람직하며, 30 ㎛ 내지 350 ㎛가 특히 바람직하다. 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 두께를 500 ㎛ 이하로 함으로써 광학 부재, 특히 박형의 도광판 용도로 바람직하게 사용할 수 있는 경향이 있다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 제조 방법으로는 예를 들면 단량체 원료 (c)를 PET 필름 등의 플라스틱 필름, 스테인리스 등의 금속, 유리 등으로 형성된 벨트 또는 형틀을 대향시킨 주형내로 주입하여, 단량체 원료 (c)를 열 또는 활성 에너지선 등으로 중합함으로써 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름을 얻는 방법을 들 수 있다.
상기 방법에 있어서, 단량체 원료 (c)를 활성 에너지선으로 경화시키는 경우에는 대향하는 벨트 또는 형틀의 한쪽 또는 양쪽에 투명한 유리 또는 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 별도의 제조 방법으로서, 엔드레스 벨트 위로 단량체 원료 (c)를 공급하여, 그 위로 엔드레스 벨트와 동일한 방향 및 동 속도에서 이송되는 필름을 적층한 후에 활성 에너지선을 조사시켜 경화함으로써 연속적으로 제조하는 방법을 들 수 있다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름을 연속적으로 제조하는 경우, 얻어지는 필름은 종이관이나 플라스틱 코어 등의 롤에 감은 상태로 하여 회수할 수 있다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름은 펀칭 가공에 적합하다.
<광학 부재의 제조 방법>
본 발명에 있어서, 광학 부재의 제조 방법의 일실시 형태는 1) 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 한쪽면 또는 양면에 미세한 요철 형상을 부여하는 공정과, 그 후, 2) 펀칭 가공에 의해서 광학 부재를 펀칭하는 공정을 포함하는 제조 방법이다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 한쪽면 또는 양면에 미세한 요철 형상을 부여하는 공정으로는 필름의 제막과 동시에 요철 형상을 부여하는 방법과, 필름의 제막 후에 요철 형상을 부여하는 방법을 들 수 있다.
필름의 제막과 동시에 요철 형상을 부여하는 방법으로는 예를 들면 미리 미세한 요철 형상이 표면에 부여된 PET 필름이나 스테인리스 벨트 위에서 단량체 원료 (c)를 중합함으로써 필름의 표면에 요철 형상을 부여하는 방법을 들 수 있다.
필름의 제막 후에 요철 형상을 부여하는 방법으로는 예를 들면 전사용 형틀 부재를 이용하여 열 프레스함으로써 형상을 전사하는 열 임프린트 방식, 광 경화성 수지 조성물을 산포하여 경화시킴으로써 형상을 부여하는 UV 잉크젯 인쇄 방식, CO2 레이저 등에 의해서 수지 표면을 가공하여 형상을 부여하는 레이저 가공 방식, 또는 광 경화성 수지 조성물을 도포하여 전사용 형틀 부재에 의해서 형상을 전사하는 혹은 전사용 형틀 부재를 이용하여 실크 인쇄 수지 조성물을 도포하여 형상을 전사하는 수지 인쇄 방식 등에 의해 필름의 표면에 요철 형상을 부여하는 방법을 들 수 있다.
미세한 요철 형상으로는 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 한쪽면 또는 양면에, 예를 들면 매트 구조, 도트 형상 또는 프리즘 배열 구조 등을 형성한 것을 들 수 있다. 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 표면에의 이들의 구조 형성은 단독 구조일 수도 있고, 2종 이상의 구조를 병용할 수도 있다.
상기 공정의 미세한 요철 구조를 부여하는 공정은 펀칭 가공용 아크릴 필름을 소정의 크기로 절단 또는 펀칭 가공한 후에 회분식으로 실시하는 방법과, 또는 롤상 필름에 연속적으로 실시하는 방법을 들 수 있지만, 생산성의 면에서는 롤상 필름에 대하여 연속적으로 실시하는 쪽이 보다 바람직하다.
펀칭 가공에 의해서 광학 부재를 펀칭하는 공정은, 예를 들면 펀칭날을 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 금형을 제작하고, 이 금형을 사용하여 프레스기 등으로 소정의 형태로 펀칭하는 방법을 들 수 있다.
펀칭 가공에 사용하는 날로는 예를 들면 빅 펀칭날(톰슨날), 밀봉날(태엽날), 조각날 및 부식날(에칭날)을 들 수 있다. 이들 중에서 미세한 요철 형상을 부여하는 날로는 수치 제어에 의한 기계 가공에 적용할 수 있도록 치수 정밀도가 높고, 복잡한 형상으로 제작할 수 있는 조각날이 바람직하다. 또한, 펀칭 가공시에는 소정의 온도를 가하여 펀칭할 수도 있다.
직선 형상 또는 미세한 요철 형상을 갖는 금형을 사용하여 펀칭 가공을 행함으로써, 가공면(측면)에 금형 형상과 상보적인 형상을 부여할 수 있다. 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 가공면에의 이들의 구조 형성은 단독 구조일 수도 있고, 2종 이상의 구조를 병용할 수도 있다. 또한, 펀칭한 후에 가공면에 대하여 연마를 실시할 수도 있다.
본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름을 면 광원 장치의 도광판 용도, 특히 LED를 사용한 도광판 용도의 필름으로서 사용하는 경우에는 휘도의 균일성을 높이는 목적에서 필름 측면의 LED의 배열 간격에 맞춘 미세한 요철 형상을 부여하는 쪽이 보다 바람직하다.
<면 광원 장치>
상술한 바와 같이, 본 발명의 펀칭 가공용 아크릴 필름을 이용하여 도광판을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 도광체 및 면 광원 장치의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 제한되지 않는다.
본 실시 형태에 있어서는, 간략화를 위해 몇개의 상이한 도면에 있어서 공통의 지시 부호에 의해서 동일한 부재를 나타낸다. 또한, 본 실시 형태의 도면은 본 발명의 내용을 설명하기 위해서 이용되는 것이며, 각 부의 치수의 비율을 정확하게 반영하는 것은 아니다.
또한, 참조의 편의상, 도면 중에 xyz 직교 좌표계를 설정한다. 즉, 도광체에 있어서의 광의 진행 방향으로 도광체의 상면 또는 하면의 2개의 변에 따라서 x축 및 y축을 설정하고, 출사면의 법선 방향으로 z축을 설정한다.
도 3은 본 실시 형태의 도광체 (10)의 개략을 나타낸다. 도면 중에는 일차 광원이 되는 발광 다이오드 (20)도 동시에 나타내었다. 또한, 광원으로는 도 1에 나타내는 바와 같은 복수의 발광 다이오드 외에, 냉음극관 등의 형광관도 이용할 수 있지만, 발광면의 한변이 짧은 발광 다이오드가 바람직하다.
도광체 (10)은 일차 광원으로부터의 광을 입사시키는 입사면 (11)과, 광을 도광체로부터 출사하는 출사면 (12)와, 입사면 (11)로부터의 입사광 또는 출사면 (12)로부터의 반사광을 반사하는 반사면 (13)을 적어도 갖는다.
보다 상세하게는 도광체 (10)의 출사면 (12) 및/또는 반사면 (13)에는 광을 출사시키는 기능을 갖는 1개 또는 복수의 오목 또는 볼록 형상의 광 제어부 (14)를 갖는다. 광 제어부 (14)의 제작 방법은 열 임프린트 방식, UV 잉크젯 인쇄 방식, 레이저 가공 방식, 수지 인쇄 방식 등과 같은 가공 방법을 이용할 수 있다.
도광체와 조합하여 사용되는 일차 광원으로는 박형의 발광 다이오드가 예시되지만, 그의 발광부의 두께 치수는 예를 들면 250 내지 500 ㎛ 정도이다. 따라서, 도광체의 두께는 500 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이에 따라, 상술한 바와 같은 소형 발광 다이오드를 사용하여 면 광원 장치의 충분한 박형화를 도모할 때에도, 일차 광원으로부터 발생하는 광의 거의 모두를 도광체내에 도입하여 유효 이용할 수 있어, 광 이용의 효율을 높게 유지할 수 있다. 또한, 도광체의 두께는 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 도광체의 두께를 500 ㎛ 이하로 함으로써, 적당한 가요성이 얻어져 도광체를 제조할 때에 장척의 도광체를 연속하여 공급하는 것이 가능하게 되어, 제조상의 이점이 얻어진다.
본 발명의 면 광원 장치에 있어서는, 광 편향 소자가 도광체의 표면에 접하여 배치된다. 광 편향 소자로는 하향의 프리즘 시트와 확산 시트의 조합, 또는 하기에 나타내는 바와 같은 2종의 상향의 프리즘 시트와 확산 시트의 조합이 사용된다.
도 4는 도광체를 이용한 면 광원 장치의 일실시 형태를 나타내는 모식적 분해 사시도이다.
도 4에 있어서, 도광체 (10)은 출사면 (12) 및 반사면 (13)(도 3 참조)이 xy면내에 위치하도록 배치되어 있고, xy면내의 형상이 x축 방향 변 및 y축 방향 변을 갖는 직사각 형상이다. 도광체 (10)의 입사면 (11)(도 3 참조)에 인접하여, 일차 광원으로서의 복수의 LED (20)이 y축 방향으로 적절한 피치로 배치되어 있다. 도광체 (10)의 출사면 (12)에 대향하도록 광 편향 소자로서의 2매의 프리즘 시트 (31)과 확산 시트 (32)가 각각의 프리즘의 연장되는 방향이 직행하도록 배치되어 있다. 한편, 도광체 (10)의 반사면 (13)에 대향하도록 반사체로서의 반사 시트 (40)이 배치되어 있다.
LED (20)으로부터 발생한 광은 도광체 (10)내로 그의 입사면 (11)을 통해 도입되어, 출사면 (12) 및 반사면 (13)에서의 내면 전반사에 의해 도광체 (10)내를 xy축면내의 방향으로 도광된다. 출사면 (12) 및/또는 반사면 (13)에는 1개 또는 복수의 오목 또는 볼록 형상의 광 제어부 (14)(도 1 참조)를 가지며, 이 오목 또는 볼록 형상이 광 출사 기능을 발휘하여, 소요되는 출사율로써 광이 출사한다. 도광체 (10)의 광 출사면으로부터 그의 법선 방향(Z 방향)에 대하여 XZ면내 분포에 있어서 비스듬히 출사하는 광은 프리즘 시트 (31)의 하면(입광면)에 입사하여 굴절에 의해, 대략 Z 방향으로 진행 방향을 편향시킨다. 편향된 광은 프리즘 시트 (31)의 상면(출광면으로서 기능함)으로부터 출광한다. 또한, 도광에 있어서, 반사면 (13)으로부터 출사하는 광은 반사 시트 (40)에 의해 반사되어, 도광체 (10)내로 재도입된다.
면 광원 장치로는 광 편향 소자로부터의 출사광으로 측정되는 색 좌표의 x값 및 y값의 도광체의 단부면으로부터의 도광 거리에 대한 변화율이 0.00065/cm 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.00050/cm 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.0004/cm 이하이다.
상기 변화율은 이하와 같이 측정한다.
길이 180 mm 및 폭 280 mm의 사각형으로 이면에 직경 53 ㎛ 및 높이 10 ㎛의 볼록한 반구 형상이 형상 부여되어 있는 아크릴 필름, 두께 450 ㎛의 백색 칩 타입 LED(상품명: NSSW045, 니치아 가가꾸 고교(주) 제조) 63개를 4.88 mm 간격으로 가로 일렬로 설치한 광원, 반사 시트, 확산 시트 및 프리즘 시트를 도 4에 나타낸 바와 같이 설치한다. LED와 접하는 단부면이 280 mm이다. 이어서, 출사면으로부터 1 m의 위치에 휘도계(상품명: BM-7A, (주)탑콘 테크노 하우스 제조)를 설치하여, 법선 방향에 있어서의 색 좌표의 x값 및 y값을 측정한다. 도광체의 입사면으로부터 도광체 중심부에 향하여, 도광체의 출사면을 따르면서 입사면과 출사면의 교선에 직교하는 방향(x축 방향)의 도광체의 중심선에 대응하는 선 C 위에서 휘도계를 2 mm 간격으로 이동시켜 각 점의 x값 및 y값을 측정하여, 최소 제곱 근사 직선의 기울기로서 색 좌표 변화율을 산출한다.
또한, 본 발명의 일실시 형태는 이하와 같이도 파악된다.
본 발명에 따른 면 광원 장치는
1개 또는 복수의 광원의 광을 면상으로 변환하여 출사하는 면 광원 장치로서,
도광체와, 상기 도광체의 단부면에 인접하여 배치하는 적어도 1개의 광원과, 상기 도광체의 표면에 접하여 배치하는 광 편향 소자와, 상기 도광체의 이면에 접하여 배치하는 반사체를 포함하며,
상기 도광체는 화학식 1로 나타내는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위와, 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하는 중합체 (C)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 면 광원 장치용 도광체는, 화학식 1로 나타내는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위와, 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하는 중합체 (C)를 포함한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 얇더라도 깨지기 어렵고, 색 특성이 우수한 도광체 및 그것을 이용한 면 광원 장치를 얻을 수 있다.
상술한 특허문헌 2에서는 PMMA 중에 고무 성분을 함유하는 미립자를 첨가하고 있지만, 고무 성분을 함유하는 미립자를 첨가한 경우에는 PMMA와 불균일 구조를 형성하여 내부 산란을 발생시켜, 면 발광 강도의 저하를 초래한다. 또한, 폴리카르보네이트의 경우에는 많든 적든 자외 영역에 가까운 단파장 영역으로 광의 흡수가 존재한다. 그 때문에 이들을 이용하는 도광체에서는 도광 과정에서 황변이라고 불리는 착색이 나타나는 경우가 있다. 이것은, 특히 면 광원 장치를 액정 표시 장치의 백 라이트로서 사용하는 경우에는 표시 특성을 저하시키기 때문에 바람직하지 않다. 그 때문에 상기와 같은 문제점을 해소하여, 얇더라도 깨지기 어렵고, 착색의 억제가 가능한 투명성이 우수한 도광체를 이용한 면 광원 장치를 제공하는 것이 요구되고 있었다. 따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 구성으로 함으로써, 얇더라도 깨지기 어렵고, 착색의 억제가 가능한 투명성이 우수한 도광체를 이용한 면 광원 장치를 제공할 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명을 실시예에 따라 설명한다. 또한, 아크릴 필름의 펀칭 가공성, 탄성률, 절단시의 신장, 전체 광선 투과율, 헤이즈값, 단부면 휘도 및 색 좌표 변화율의 평가는 이하의 방법에 의해 실시하였다. 또한, 이하에서 「부」는 「질량부」를 나타낸다.
(1) 펀칭 가공성
도 1에 나타내는 바와 같은 높이 23.6 mm, 반경(R) 0.2 mm 및 원호의 피치 0.8 mm 및 높이 23.6 mm, 반경(R) 0.1 mm 및 원호의 피치 0.4 mm의 미세한 요철 형상을 갖는 2종류의 조각날을 제작하였다. 이어서, 이들의 어느 하나의 조각날 한변과 높이 23.6 mm의 톰슨날 세변을 갖는 2종의 사각형의 펀칭 형틀을 제작하였다.
상기에서 얻어진 2종류의 펀칭 형틀의 각각의 형틀 위에 아크릴 필름을 놓고, 그 위에 두께 188 ㎛의 PET 필름, 두께 5 mm의 폴리카르보네이트판을 순차 중첩하였다. 또한, 전동 구동 타입의 프레스기(상품명: PAC-SBP-07, (주)다이텍스 제조)를 이용하여, 프레스 압력 5 t 및 속도 10 mm/초에서 아크릴 필름을 각각 펀칭하였다.
펀칭하여 얻어진 아크릴 필름의 세그먼트에 있어서의 조각도의 미세한 요철 형상의 펀칭부의 균열이나 이지러짐의 유무에 대해서 초심도 현미경(상품명: VK-8500, (주)기엔스 제조)을 사용하여 조사하였다. 또한, 하기 기준으로 펀칭 가공성을 평가하였다.
○: 균열이나 이지러짐은 인정되지 않는다.
×: 균열이나 이지러짐이 인정된다.
또한, 펀칭면의 백화의 유무에 대해서도 초심도 현미경(상품명: VK-8500, (주)기엔스 제조)을 사용하여 더불어 하기 기준으로 평가하였다.
○: 백화는 인정되지 않는다.
×: 백화가 인정된다.
(2) 탄성률
수퍼 덤벨 커터(상품명: SDK-100D, (주)덤벨 제조)를 이용하여 덤벨형 1호형의 아크릴 필름의 시험편을 5매 제작하였다. 다음으로, 이들의 시험편을 이용하여, 인장 시험기(상품명: 스트로그래프T, (주)도요 세이키 세이사꾸쇼 제조)를 사용하여 실온 23 ℃ 및 인장 속도 500 mm/분에서 인장 시험을 5회 실시하였다. 또한, 응력 왜곡 곡선의 접선을 탄성률로서, 이들의 평균값을 구하였다.
(3) 절단시의 신장
JIS K6251에 준거하여, 수퍼 덤벨 커터(상품명: SDK-100D, (주)덤벨 제조)를 이용하여 덤벨형 1호형의 아크릴 필름의 시험편을 5매 제작하였다. 다음으로, 이들의 시험편을 이용하여, 인장 시험기(상품명: 스트로그래프T, (주)도요 세이키 세이사꾸쇼 제조)를 사용하여 실온 23 ℃ 및 인장 속도 500 mm/분에서 인장 시험을 5 회 실시하였다. 또한, 절단시의 신장을 평균값으로서 구하였다.
(4) 전체 광선 투과율
각변 5 cm로 잘라낸 아크릴 필름을 JIS K7361-1에 준거하여, 헤이즈 미터(상품명: NDH2000, 닛본 덴쇼꾸 고교(주) 제조)를 이용하여 전체 광선 투과율을 측정하였다.
(5) 헤이즈값
각변 5 cm로 잘라낸 아크릴 필름을 JIS K7105에 준거하여, 헤이즈 미터(상품명: NDH2000, 닛본 덴쇼꾸 고교(주) 제조)를 이용하여 헤이즈값을 측정하였다.
(6) 단부면 휘도
길이 200 mm 및 폭 100 mm의 사각형의 아크릴 필름, 두께 450 ㎛의 백색 칩 타입 LED(상품명: NSCW335, 니치아 가가꾸 고교(주) 제조) 20개를 가로 1열로 설치한 광원 및 막 두께 50 ㎛의 반사 시트(상품명: 루일 미러, (주)레코 제조)를 도 2에 나타낸 바와 같이 설치한 상태에서 아크릴 필름의 단부면 휘도를 측정하였다.
아크릴 필름의 단부면 (가)로부터 단부면 (나)까지의 거리는 200 mm이다. 또한, 아크릴 필름으로는 단부면 (가)와 단부면 (나)의 표면을 회전식 연마기(상품명: AP-120, 카사이 쇼꼬(주) 제조)로 #1200의 연마지를 이용하여 연마한 것을 사용하였다.
단부면 휘도의 측정에 있어서는 단부면 (나)로부터 1 m의 위치에 휘도계(상품명: CS-100A, 코니카 미놀타 센싱(주) 제조)를 설치하여, 단부면 (가)로부터 입사시킨 광이 단부면 (나)로부터 출사했을 때의 단부면 휘도를 측정하였다.
또한, 단량체로서 메틸메타크릴레이트만을 이용하여 얻어지는 PMMA 필름의 단부면 휘도를 100으로 했을 때의 상대 휘도를 더불어 구하였다.
(7) 색 좌표 변화율
길이 180 mm 및 폭 280 mm의 사각형으로 이면에 직경 53 ㎛ 및 높이 10 ㎛의 볼록한 반구 형상이 형상 부여되어 있는 아크릴 필름, 두께 450 ㎛의 백색 칩 타입 LED(상품명: NSSW045, 니치아 가가꾸 고교(주) 제조) 63개를 4.88 mm 간격으로 가로 일렬로 설치한 광원, 반사 시트, 확산 시트 및 프리즘 시트를 도 4에 나타낸 바와 같이 설치한 상태에서 아크릴 필름의 색 좌표 변화율을 측정하였다. LED와 접하는 단부면이 280 mm이다.
색 좌표 변화율의 측정에 있어서는 출사면으로부터 1 m의 위치에 휘도계(상품명: BM-7A, (주)탑콘 테크노 하우스 제조)를 설치하여, 법선 방향에 있어서의 색 좌표의 x값 및 y값을 측정하였다. 또한, 도광체의 입사면으로부터 도광체 중심부에 향하여, 도광체의 출사면을 따르면서 입사면과 출사면의 교선에 직교하는 방향(X축 방향)의 도광체의 중심선에 대응하는 선 C 위에서 휘도계를 2 mm 간격으로 이동시켜 각 점의 x값 및 y값을 측정하여, 최소 제곱 근사 직선의 기울기로서 색 좌표 변화율을 산출하였다.
[실시예 1]
디(메트)아크릴레이트 (A) 단위의 원료로서 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트 (A-1)(상품명: 아크리에스텔 PBOM, 화학식 1에 있어서의 R1=CH3, (X)n=(C4H8)9, 미쓰비시 레이온(주) 제조) 80부, 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위의 원료로서 메틸메타크릴레이트 (B-1)(상품명: 아크리에스텔 M, 미쓰비시 레이온(주) 제조) 20부, 열 중합개시제로서 t-헥실퍼옥시피발레이트(상품명: 퍼헥실 PV, 니찌유(주) 제조) 0.3부 및 이형제로서 디옥틸술포숙신산나트륨(상품명: 에어로졸 OT-100, 미쓰이 사이텍(주) 제조) 0.05부를 혼합하여 단량체 원료 (c-1)을 조정하고, 감압하에서 탈기 처리를 행하였다.
세로 300 mm 및 가로 300 mm의 유리판을 폴리염화비닐제 가스켓을 통해 0.4 mm 간격으로 대향하여 주형을 형성하고, 형성된 주형내에 단량체 원료 (c-1)을 주입하였다. 이어서, 주형을 80 ℃의 수욕 중에서 60분 가열하고, 이어서 130 ℃의 공기로에서 30분 가열하여 중합을 완료시켰다. 그 후, 주형을 실온까지 냉각하고, 형틀 프레임을 탈프레임하여, 평균 두께 약 400 ㎛의 아크릴 필름 (a)를 얻었다. 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pct00002
[실시예 2 내지 5, 비교예 1 및 2]
폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트 (A-1) 및 메틸메타크릴레이트 (B-1)의 사용량을 표 1에 나타내는 양으로 하는 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 아크릴 필름 (b) 내지 (g)를 얻었다. 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
또한, 실시예 4에서 얻어진 아크릴 필름 (d)에 대해서는 A4 크기의 아크릴 필름을 경면판과 직경 53 ㎛ 및 높이 10 ㎛의 오목한 반구 형상이 경면판에 형상 부여되어 있는 전사용 형틀 부재 사이에 끼워, 열 프레스기(상품명: NIC200형 라미네이트 성형기, 닛신 쥬시 고교(주) 제조)를 이용하여 한쪽면에 미세한 볼록 형상을 부여하였다. 얻어진 아크릴 필름을 길이 180 mm 및 폭 280 mm의 사각형으로 펀칭 가공하고, 폭 280 mm의 가공면을 경면 가공기(상품명: 프라피니셔, 아사히 테크노사(ASAHI TECHNO C0. LTD.) 제조)를 사용하여 회전수 9000 rpm 및 전송 속도 2.5 mm/sec의 조건에서 경면 가공하였다. 이어서, 도 4에 나타낸 바와 같이 두께 450 ㎛의 백색 칩 타입 LED(상품명: NSSW045, 니치아 가가꾸 고교(주) 제조) 63개를 4.88 mm 간격으로 가로 일렬로 설치한 광원, 반사 시트, 미세한 볼록 형상을 이면에 부여한 아크릴 필름 (d), 확산 시트 및 프리즘 시트를 설치하여 면 광원 장치를 제작하였다. LED와 접하는 단부면이 280 mm이다. 평가 결과를 표 2 및 도 5에 나타내었다.
[실시예 6 내지 11]
디(메트)아크릴레이트 (A)로서 (A-1) 대신에 폴리옥시에틸렌ㆍ폴리옥시프로필렌 디메타크릴레이트 (A-2)(상품명: 브렘머-40PDC-1700B, 화학식 1에 있어서의 R1=CH3, (X)n=(C2H4O)7.5-(C3H6O)18-(C2H4O)7.5, 니찌유(주) 제조)를 사용하여, (A-2)와 (B-1)의 사용량을 표 1에 나타내는 양으로 하는 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 아크릴 필름 (h) 내지 (m)을 얻었다. 평가 결과를 표 1에 나타내었다. 실시예 10에서 얻어진 아크릴 필름 (l)에 대해서는 실시예 4와 마찬가지로 면 광원 장치를 제작하였다. 평가 결과를 표 2 및 도 6에 나타내었다.
[비교예 3]
디(메트)아크릴레이트 (A) 단위의 원료로서 (A-1) 대신에 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트 (A-3)(상품명: 아크리에스텔 3ED, 미쓰비시 레이온(주) 제조)를 사용하여, (A-3)와 (B-1)의 사용량을 표 1에 나타내는 양으로 하는 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 아크릴 필름 (h)를 제작하였다. 얻어진 아크릴 필름 (h)는 매우 취약하고, 탈형 곤란하여, 펀칭 가공성을 평가할 수 없었다.
[비교예 4]
모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위의 원료로서 폴리메틸메타크릴레이트 (D-1)(상품명: VH000, 미쓰비시 레이온(주) 제조)의 펠릿을 80 ℃에서 1일간 건조하여, 이 건조 펠릿을 300 mm 폭의 T 다이를 부착한 40 mmφ의 넌벨트 스크류형 압출기(L/D=26)에 공급하여, 평균 두께 약 400 ㎛의 아크릴 필름을 얻었다. 그때의 조건은 실린더 온도 200 내지 240 ℃, T 다이 온도 250 ℃, 냉각롤 온도 95 ℃이었다. 평가 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 실시예 4와 마찬가지로 면 광원 장치를 제작하였다. 평가 결과를 표 2 및 도 7에 나타내었다.
[비교예 5]
모노(메트)아크릴레이트 (B)로서 폴리메틸메타크릴레이트 (D-1)(상품명: VH000, 미쓰비시 레이온(주) 제조)의 펠릿 78부에, 고무 함유 아크릴 중합체 (E-1)(상품명: 메타블렌 W377, 미쓰비시 레이온(주) 제조) 22부를 가한 후, 헨셀 믹서를 이용하여 혼합하였다. 다음으로, 얻어진 혼합물을 230 ℃로 가열한 탈기식 압출기(상품명: PCM-30, 이케가이 텟꼬(주) 제조)에 공급하고, 혼련하여 펠릿을 얻었다. 상기한 방법으로 제조한 펠릿을 사용하는 이외에는 비교예 4와 동일하게 하여, 평균 두께 약 400 ㎛의 아크릴 필름을 얻었다. 평가 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 실시예 4와 마찬가지로 면 광원 장치를 제작하였다. 평가 결과를 표 2 및 도 8에 나타내었다.
실시예 1 내지 11은 모두 펀칭 가공성과 투명성이 양호하였다. 또한, 실시예 4 및 10은 색 좌표 변화율이 작았다. 이에 비하여, 비교예 1은 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위를 포함하고 있지 않기 때문에 또한 비교예 2는 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하고 있지 않기 때문에 펀칭 가공성이 불량이었다. 비교예 3은 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위의 (X)n의 분자량이 부족하며 아크릴 필름은 매우 취약하였다. 비교예 4는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위를 포함하고 있지 않기 때문에 펀칭 가공성이 불량이었다. 비교예 5는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위를 포함하고 있지 않기 때문에 펀칭 가공성이 불량이었다. 또한, 색 좌표 변화율이 컸다.
1: 요철 형상을 형성하는 원호 또는 파형의 반경
2: 요철 형상을 형성하는 원호 또는 파형의 피치
3: 아크릴 필름
4: 반사 시트
5: 광원
6: 단부면 (가)
7: 단부면 (나)
10: 도광체
11: 입사면
12: 출사면
13: 반사면
14: 광 제어부
20: LED
31: 프리즘 시트
32: 확산 시트
40: 반사 시트

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1로 나타내는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위와, 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하는 중합체 (C)를 함유하는 펀칭 가공용 아크릴 필름.
    <화학식 1>
    Figure pct00004

    [(X)는 C2H4O, C3H6O 및 C4H8O에서 선택되는 적어도 1종류의 반복 단위를 나타내고, (X)n의 분자량은 500 이상이고, R1은 H 또는 CH3를 나타냄]
  2. 제1항에 있어서, 두께가 5 ㎛ 내지 500 ㎛인 것을 특징으로 하는 펀칭 가공용 아크릴 필름.
  3. 제1항 또는 제2항의 펀칭 가공용 아크릴 필름의 한쪽면 또는 양면에 미세한 요철 형상을 부여하고, 펀칭 가공에 의해서 광학 부재를 제작하는 것을 특징으로 하는, 광학 부재의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 펀칭 가공에 의해서 가공면에 미세한 요철 형상을 부여하는 광학 부재의 제조 방법.
  5. 1개 또는 복수의 광원의 광을 면상으로 변환하여 출사하는 면 광원 장치로서,
    도광체와, 상기 도광체의 단부면에 인접하여 배치하는 적어도 1개의 광원과, 상기 도광체의 표면에 접하여 배치하는 광 편향 소자와, 상기 도광체의 이면에 접하여 배치하는 반사체를 포함하며,
    상기 도광체는 하기 화학식 1로 나타내는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위와, 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하는 중합체 (C)를 포함하는 면 광원 장치.
    <화학식 1>
    Figure pct00005

    [(X)는 C2H4O, C3H6O 및 C4H8O에서 선택되는 적어도 1종류의 반복 단위를 나타내고, (X)n의 분자량은 500 이상이고, R1은 H 또는 CH3을 나타냄]
  6. 제5항에 있어서, 상기 광 편향 소자로부터의 출사광에서 측정되는 색 좌표의 x값 및 y값의 상기 도광체의 단부면으로부터의 도광 거리에 대한 변화율이 0.00065/cm 이하인 면 광원 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 광원이 발광 다이오드(LED)인 면 광원 장치.
  8. 하기 화학식 1로 나타내는 디(메트)아크릴레이트 (A) 단위와, 모노(메트)아크릴레이트 (B) 단위를 포함하는 중합체 (C)를 포함하는 면 광원 장치용의 도광체.
    <화학식 1>
    Figure pct00006

    [(X)는 C2H4O, C3H6O 및 C4H8O에서 선택되는 적어도 1종류의 반복 단위를 나타내고, (X)n의 분자량은 500 이상이고, R1은 H 또는 CH3을 나타냄]
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