KR20120102588A - 루버 시트 및 루버 시트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 면에 복수의 평행한 홈이 형성된 수지 시트와, 상기 홈의 적어도 바닥을 채우도록 충전된 루버 재료로 구성된 루버부를 구비하고, 수지 시트의 제1 면에 수직한 방향에서 본 개구율이 80% 이상이며, 홈의 길이 방향에 수직인 절단면에서 루버부의 가장 굵은 폭(W)이 0.1-5㎛ 이며, 루버부의 가장 굵은 폭(W)과 높이(H)의 비율 W/H가 0.01-0.2인 루버 시트이다. 본 발명에 따르면, 외광에 의한 콘트라스트의 저하를 효과적으로 억제하여, 전광선 투과율이 높은 루버 시트가 제공된다.

Description

루버 시트 및 루버 시트의 제조방법{LOUVER SHEET AND METHOD FOR PRODUCING LOUVER SHEET}

본 발명은, 명암 콘트라스트 및 전광선 투과율이 높은 루버 시트 및 루버 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이, 플라스마 디스플레이 등의 디스플레이에는, 통상적으로 반사 방지 기능, 방현(防眩) 기능, 전자파 가림 기능, 근적외선 가림 기능 등을 가지는 기능성 필름이 디스플레이의 시인측에 배치된다. 게다가 외광에 의한 콘트라스트의 저하를 억제하기 위해서, 차광부가 스트라이프 형상으로 복수 배열된 루버 시트를 포함하는 디스플레이용 필터가 제안되고 있다(특허 문헌 1, 2, 3). 루버 시트는, 현금자동입출금기(ATM), 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터의 들여다보는 것을 방지하기 위해서도 사용되고 있다. 또한, 루버 시트는, 자동차 내비게이션(car navigation)의 영상이 전면 유리창에 비치지 않도록 하거나, 시청하는 방향을 한정하기 위해서도 사용되고 있다. 이러한 루버 시트는, 투명기재 상에 자외선 경화성 수지로 구성되는 스트라이프 형상의 볼록부(凸部)를 구비하는 렌즈층이 형성되고, 렌즈층의 볼록부와 볼록부와의 홈에 빛을 흡수할 수 있는 흑색 물질을 충전하여 차광부가 형성된다.

종래에는, 외광에 의한 콘트라스트의 저하를 효과적으로 억제하기 위해서 100㎛ 이상 높이의 차광부가 설치되고 있었다. 또한, 차광부를 가지는 루버 시트는 디스플레이의 표시 화상을 시인성이 저하되지 않는 정도로 투과시킬 필요가 있어서, 차광부의 피치(차광부가 반복되는 주기)는 50㎛ 이상으로 형성된다. 즉, 종래의 차광부는, 높이가 높고 피치가 넓게 설계되고 있었다. 차광부의 형성 과정에서, 깊은 홈을 형성하고, 그 홈에 흑색 물질을 충전하므로, 차광부의 제조 공정 면에서 차광 재료의 사용량이 많으며, 또 홈에의 충전이 불충분하기 쉽고, 생산성이 낮은 등 불리한 점이 있었다.

여기서, 비용이나 시트의 취급성을 개선하기 위해서, 차광부의 피치와 차광부의 폭을 작게 한 루버 시트가 제안되고 있다(특허 문헌 4). 차광부의 피치나 폭을 작게 함으로써, 차광부의 높이를 낮게 할 수 있으므로, 수지 재료의 사용량을 줄일 수 있고 비용을 절감할 수 있다.

또한, 차광 재료로 렌즈층을 팽윤시켜 차광부의 폭을 좁게 하는 루버 시트의 제조 방법이 제안되고 있다(특허 문헌 5).

특개2004-62084호 공보 특개2006-201577호 공보 특개2006-189867호 공보 특개2008-304674호 공보 특개2009-139493호 공보

특허 문헌 4에서는, 평행하고 나란한 복수의 날을 구비하는 금형을 렌즈층에 대해 가압하여 렌즈층에 차광부를 충진하기 위한 홈을 형성한다. 그러나, 차광부의 피치나 폭을 작게 하기 위해서는, 금형의 날의 폭이나 날과 날의 간격을 작게 하지 않으면 안되므로, 금형의 성형성이 나빠진다. 게다가 금형과 렌즈층과의 이형성이 악화되기 때문에, 결점이 발생하기 쉬워져 제품 수율이 저하된다.

특허 문헌 5의 제조 방법에서는, 금형의 날의 폭을 작게 할 필요가 없기 때문에, 금형의 성형성이 우수하다. 또한, 금형과 기재의 이형성도 양호하여 생산효율이 높다. 그러나, 차광 재료로 렌즈층을 팽윤시킬 때 차광부와 렌즈층의 경계가 희미해지기 때문에 전광선 투과율이 낮다.

여기서, 본 발명의 목적은, 외광에 의한 콘트라스트의 저하를 유효하게 억제하는 한편 전광선 투과율이 높은 루버 시트를 제공하는 것이다. 더불어, 본 발명의 목적은, 이러한 루버 시트를 저비용으로 생산성이 양호하게 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 제1 면에 복수의 평행한 홈이 형성된 수지 시트와,

상기 홈의 적어도 저부를 채우도록 충전된 루버 재료로 구성된 루버부를 구비하고,

상기 수지 시트의 제1 면에 대해서 수직인 방향에서 본 개구율이 80% 이상이며,

상기 홈의 길이 방향에 대해서 수직인 절단면에서, 상기 루버부의 가장 굵은 폭(W)이 0.1㎛ 이상 5㎛ 이하이며, 상기 루버부의 가장 굵은 폭(W)과 높이(H)와의 비 W/H가 0.01 이상 0.2 이하인 루버 시트이다.

또한, 본 발명은, 일 측 면에 복수의 평행한 홈을 구비하는 수지 시트를 성형하는 공정 (A)과,

상기 공정 (A)에 이어, 루버 재료를 상기 홈의 적어도 저부를 채우도록 충전하는 공정 (B)와, 상기 수지 시트를 상기 시트의 두께 방향으로 가압하여 상기 홈의 폭을 좁게 하는 공정 (C)를 실시하는 루버 시트의 제조 방법이다.

본 발명에 의하면, 외광에 의한 콘트라스트의 저하를 유효하게 억제하는 한편, 전광선 투과율이 높은 루버 시트를 제공할 수 있다. 더불어, 이러한 루버 시트를 저비용으로 생산성이 양호하게 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 루버 시트의 개략 사시도와 개략 단면도이다.
도 2는 수지 시트의 표면에 홈을 형성하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 3은 홈이 형성된 수지 시트에 루버 재료를 충전하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 4는 루버 재료가 충전된 수지 시트를 두께 방향으로 가압하고, 수지 시트의 볼록부를 변형시키는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 5는 실시예 3의 루버 시트의 단면 사진이다.
도 6은 비교예 1에 따른 루버 시트를 제조하는데 사용되는 제조 장치의 개략도이다.
도 7은 홈에서 루버 재료로 충전되어 있지 않은 부분의 형상이 대략 사다리꼴인 루버 시트의 개략 단면도이다.
도 8은 p, W, H를 설명하기 위한 루버부의 개략 확대도이다.

[루버 시트(louver sheet)]

본 발명에 따른 루버 시트의 몇 가지 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1(a)는 본 발명에 따른 루버 시트의 사시도이다. 루버 시트(1)는, 수지 시트(2) 내부에 복수의 평행한 스트라이프 형상의 루버부(3)가 형성된다. 루버부(3)는, 수지 시트(2)의 일측 표면에 복수의 평행한 홈을 형성하고, 상기 홈에 차광성이나 광확산성의 광학적 특성을 갖는 재료(이하, '루버 재료'라 한다)를 충전하여 형성된다. 이하에서는, 수지 시트에서 홈이 형성되어 있는 쪽의 표면을 '앞면(4)'이라 한다.

루버 재료로는 차광제나 광확산 재료 이외에도, 각종 착색제를 이용할 수 있다. 루버 재료로서 차광제를 충전하는 것은, 위에서 설명한 바와 같이, 디스플레이의 콘트라스트 향상 필름이나 프라이버시 필름에 이용할 수 있다. 광확산 재료를 충전한 것은, 백 라이트 등의 휘도 향상 필름이나 유기 일렉트로 루미네선스 등의 면발광체의 광 추출 향상에 이용할 수 있다. 이와 같이 여러 가지 분야에서 개구율이 높고 홈이 가는 루버 시트가 유용하다. 이하, 루버 재료로서 차광제를 충전하는 경우를 중심으로 설명을 하지만, 본 발명은 루버 재료를 차광제로 한정하는 것은 아니다. 본 발명에서는, 차광성을 목적으로 한 루버부를 '차광부'라 하고, 차광부를 형성하는 루버 재료를 '차광 재료'라 한다.

루버부는 홈을 완전히 채울 필요는 없고, 후술하는 폭과 높이의 관계를 만족시킬 수 있도록, 적어도 홈의 저부를 채우면 되고, 내부에 공동이나 다른 성분을 가지고 있는 것도 가능하다. 또한, 홈이나 루버부는 엄밀하게 평행일 필요는 없으며, 실질적으로 사용되는 루버 시트의 크기에서, 홈끼리나 루버부끼리 교차하지 않으면 다소 평행에서 어긋나는 것도 가능하다.

다음으로, 도 1(b), 도 1(c) 및 도 8을 참조하여 루버부(3)의 형상을 상세하게 설명한다. 도 1(b), 도 1(c) 및 도 8은, 수지 시트의 홈의 길이 방향에 수직인 면에서 루버 시트를 절단 했을 때의 단면도들이다. 도 1(b)는 본 발명에 따른 루버 시트의 일 실시예의 단면도이다. 도 1(c)는 본 발명에 따른 루버 시트의 다른 실시예의 단면도이다. 도 8은 본 발명에 따른 루버 시트의 또 다른 실시예의 단면도로, 루버부를 확대한 도면이다.

도 1(b), 도 1(c) 및 도 8에서 p, W, H에 대해 설명한다.

P는 홈의 피치(반복 주기)이다. 피치(p)의 양 끝점은, 홈의 측벽의 선과 수지 시트의 앞면의 선이 교차하는 점이다.

W는 루버부의 가장 굵은 부분의 폭이다. 폭(W)은, 루버부와 홈의 측벽과의 경계선(선분)을 그었을 때 서로 마주 보는 2개의 경계선의 수지 시트의 앞면에 평행한 방향의 간격 중에서, 가장 긴 간격이다. 도 8에서 구체적으로 설명한다. 루버부와 홈의 측벽과의 경계선(점선 13, 14)을 긋는다. 도면 상에서 좌측의 경계선(점선 13)과 도면 상에서 우측의 경계선(점선 14) 사이의 수지 시트 앞면에 평행한 방향의 간격 중에서 가장 긴 간격이 폭(W)이다. H는 루버부의 높이이다. 높이(H)는, 수지 시트 앞면의 선에 평행하게 루버부를 횡단하는 선 중에서, 수지 시트 앞면에 가장 가까운 선에서부터 수지 시트 앞면에서 가장 먼 선까지의 거리이다.

루버부의 단면 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 장방형, 사다리꼴 또는 삼각형 중 어느 하나일 수 있다. 이 중에서, 루버 시트의 표면에 수직인 방향에서의 전광선 투과율을 향상시키기 위해서는 장방형이 바람직하다.

루버부의 가장 굵은 폭(W)은 0.1㎛ 이상 5㎛ 이하이다. W이 0.1㎛ 미만인 경우에는, 수지 시트에 홈을 형성하는 것이 어려워진다. 또한, 차광을 목적으로 한 루버부에서, 루버부의 폭방향으로 입사되는 빛의 차광율이 낮아지기 때문에, 명암 콘트라스트가 불충분하게 된다. 또한, 5㎛ 초과인 경우에는, 루버 재료의 사용량이 증가하거나 루버 시트 전체의 두께가 증가하거나 혹은, 디스플레이에 이용되었을 때의 화상 정밀도가 저하된다. W의 하한은 바람직하게는 0.5㎛ 이상이며, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이상이다. W의 상한은 바람직하게는 4㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 3㎛ 이하이다.

시야각을 극도로 좁히지 않는 한편, 양호한 명암 콘트라스트를 얻기 위해서, 루버부의 가장 굵은 폭(W)과 높이(H)와의 비 W/H는 0.01 이상 0.2 이하이다. W/H가 0.01 미만이면, 시야각이 극단적으로 좁아지거나 루버부의 형성이 곤란하여 생산성이 저하된다. W/H가 0.2보다 크면 명암 콘트라스트를 유지하기 위해서 후술하는 개구율을 작게 해야 하기 때문에, 전광선 투과율이 낮아지는 문제가 생긴다. 그 때문에, 디스플레이에 이용했을 경우, 수상자 측에 방사되는 휘도를 유지하기 위해서 소비 전력이 커진다. W/H의 하한은 바람직하게는 0.05 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.1 이상이다. W/H의 상한은 바람직하게는 0.15 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.12 이하이다.

루버부의 높이(H)는 5㎛ 이상 200㎛ 이하가 바람직하다. H가 5㎛ 미만인 경우, 수지 시트에 홈을 형성하는 것이 곤란하거나, W/H를 상술한 범위로 설정하는 것이 곤란하다. 한편, 200㎛ 초과이면 루버 재료의 사용량이 너무 많아지고, 또한, 루버 시트 전체의 두께도 두꺼워지기 때문에 바람직하지 않다. 높이(H)의 하한은 10㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 높이(H)의 상한은 100㎛ 이하가 더욱 바람직하다.

수지 시트 앞면에 대해서 수직인 방향에서 본 루버 시트의 개구율은 80% 이상이다. 여기서 말하는 개구율은 (p-W)/p×100의 식으로 정의되는 값이다. 도 1(b)와 도 1(c) 중 어느 쪽의 형태에 대해서도, 혹은, 루버부의 단면 형상이 대략 장방형이나 대략 삼각형인 경우에 대해서도, 개구율은 상기 식으로 정의한다.

수지 시트를 구성하는 수지는, 가압하여 임의의 형상으로 성형할 수 있는 수지(이하, '가압 성형 가능한 수지'라 한다)이면 한정되지 않는다. 가압 성형 가능한 수지로서는, 가압에 의한 변형이 쉬운 열가소성 수지가 사용될 수 있다. 열가소성 수지 중에서도 비결정성 수지가 사용될 수 있다. 비결정성 수지는 투명성이 뛰어나므로 디스플레이 등에 사용되는 광학 시트용 수지로서 매우 적합하다. 또한, 비결정성 수지는, 용해 압출하여 막을 형성하는 경우, 결정성 수지와 같이 결정성 저하를 위한 급랭이 불필요하고, 천천히 냉각할 수 있어서 두께의 정밀도가 뛰어난 시트로 막을 형성할 수 있다. 수지 시트를 구성하는 수지의 주성분으로서는, 환상 폴리오레핀(polyolefin) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리오레핀(polyolefin) 수지, 비결정성 폴리에스텔 수지가 사용될 수 있다. 덧붙여 수지의 주성분은 해당 수지를 구성하는 재료의 가장 많은 질량을 차지한다. 수지 재료는, 예를 들면, 상술한 수지의 혼합물을 이용할 수 있으며, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 필요에 따라서 대전 방지제나 개질제가 포함될 수 있다. 이 중에서도, 환상 폴리오레핀(polyolefin) 수지는, 투명성, 내황변성, 투습성이 뛰어나 치수 변화가 매우 작기 때문에 바람직하다.

수지 시트는, 한 층으로 형성되는 시트일 수 있고, 강도 유지 등의 관점에서 2층 이상의 적층 시트일 수 있다. 2층 이상으로 형성되는 적층 시트의 경우, 어느 쪽의 최표층이 가압 성형 가능한 수지로 구성될 수 있다. 그리고 그 이외의 층은 수지 시트 전체의 강도를 유지할 수 있으면 가압 성형 가능한 수지가 아니라도 가능하다.

성형되는 측의 최표층을 구성하는 가압 성형 가능한 수지의 Tg는 80℃ 이상이 바람직하다. 본 발명에서 Tg은, JIS K 7121-1987에 근거하고, 시차주사 열량계로 측정하여 구한 중간점 유리 전이 온도의 값이다. 디스플레이나 가전 등에 이용하는 루버 시트의 경우, 통상적으로, 내구성 시험으로서 가열만, 또는 가열 가습 조건하에서의 시험이 실시된다. 온도는 60~80℃, 상대습도는 80~95%의 범위가 사용되는 경우가 많다. 수지 시트로서는 표면의 가압 성형을 할 수 있는 것을 가압하여 내구성 시험으로의 온도, 습도 범위에서 변형이 발생하지 않는 것이 중요하다. 즉, 성형되는 측의 최표층을 구성하는 가압 성형 가능한 수지의 Tg는, 내구 시험 온도 이상의 온도인 80℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Tg가 80℃보다 낮으면, 내구성 시험 시에 시트 표면에 형성된 형상이 변형되거나 시트 자체의 평면성이 악화될 수 있다. Tg는 바람직하게는 80~180℃이며, 더욱 바람직하게는 90~160℃이다. Tg가 180℃를 초과하면, 경우에 따라서는 수지 시트의 표면 형상을 형성할 때 이용하는 금형의 온도가 200℃ 이상 고온 상태로 할 필요가 있기 때문에, 금형의 내구성이 떨어지거나 성형 공정에 많은 에너지를 필요로 한다.

열가소성 수지 이외의 수지 시트의 예로서는, 기재 시트 위에 자외선이나 전자선 등의 전리 방사선으로 경화하는 수지, 올리고머, 모노머 및 이러한 혼합체 등이나 열강화성 조성물 등의 경화성 수지를 적층한 것을 들 수 있다. 여기서, 전리 방사선 경화 조성물은, 경화 속도가 빨라서 생산성이 뛰어난 한편 루버 재료를 충전할 때의 도포 조성물 및 거기에 사용하는 용제 등에 대해서 내구성이 뛰어나므로 바람직하다. 수지 시트 상에 홈을 형성하는 수단으로서는, 예를 들면, 기재 시트 위에 상기 경화성 수지를 미경화 상태로 적층하여 홈에 대응하는 볼록부를 구비하는 금형을 가압한 후 경화시키는 방법을 들 수 있다. 또한, 기재 시트는 각종 플라스틱 필름을 이용할 수 있으며, 예를 들면, 폴리에스텔, 폴리오레핀(polyolefin), 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트(polycarbonate), 불소 수지, 폴리술폰, 폴리에테르, 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라서 2종류 이상의 수지를 혼합하여 이용하거나 적층하여 이용할 수 있다. 기재 시트는 필요한 광학 특성이나 물리 특성, 적층하는 수지와의 밀착성 등으로부터 종합적으로 선택된다.

수지 시트는 홈을 형성하기 전 상태에서 광선 투과율이 85% 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 헤이즈가 5% 이하이다. 광선 투과율이 85% 이상, 헤이즈가 5% 이하이면, 루버부 이외의 부분에서는 뛰어난 광투과성을 발휘하여, 화면 휘도 등이 우수하다.

[루버 재료]

루버부를 형성하기 위한 루버 재료로서는, 매트릭스 조성물에 착색제를 분산 혹은 용해한 도제나, 착색제만을 용매 중에 분산 혹은 용해한 도제를 이용할 수 있다.

매트릭스 조성물에 착색제를 분산 혹은 용해한 도제에서는, 매트릭스 조성물로서는 자외선이나 전자선 등의 전리 방사선으로 경화하는 수지, 올리고머, 모노머 및 이러한 혼합체, 열강화성 조성물 등의 경화성 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 여기서, 전리 방사선 경화 조성물은, 경화 속도가 빨라서 생산성이 뛰어난 한편, 루버부를 피복할 때의 도포 조성물 및 거기에 사용하는 용제 등에 대해서 내구성이 뛰어나므로 바람직하다. 매트릭스 조성물로서는 시판되고 있는 다관능 아크릴계 경화 도료나 실리콘계 경화 도료를 이용할 수 있다. 이러한 경화 도료로서는 미츠비시 레이온 주식회사(상품명 "다이어 빔" 시리즈 등), 나가세 산업 주식회사(상품명 "데나코르" 시리즈 등), 신나카무라 주식회사(상품명 "NK 에스테르" 시리즈 등), 대일본 잉크 화학공업 주식회사(상품명 "UNIDIC" 시리즈 등), 동아합성 화학공업 주식회사(상품명 "아로닉스" 시리즈 등), 일본 유지 주식회사(상품명 "브렌마" 시리즈 등), 일본 화약 주식회사(상품명 "KAYARAD" 시리즈 등), 쿄에이샤 화학 주식회사(상품명 "라이트 에스테르" 시리즈, "라이트 아크릴레이트" 시리즈 등), JSR 주식회사(상품명 "데소라이트" 시리즈), 신에츠 화학 주식회사(상품명 "X-62-7655") 등의 제품을 이용할 수 있다. 이러한 매트릭스 조성물에는 필요에 따라서 경화제나 중합 개시제를 첨가할 수 있다.

차광의 목적으로 루버부를 마련하는 경우, 루버 재료로서는, 상기 매트릭스 조성물에 흑색 안료 분산물을 혼합 혹은 흑색 염료를 용해한 조성물을 주된 구성 성분으로 하여, 필요에 따라서 상기 2 관능 이하의 아크릴레이트, 중합 개시제 및 개질제를 첨가한 도제가 바람직하다.

흑색 안료 분산물로서는, 카본 블랙, 티탄이나 철 등의 흑색 금속 산화물의 폴리머 분산물 등을 들 수 있다. 흑색 안료 분산물의 흡광 계수가 1×106m-1 정도의 경우, 흑색 안료 분산물의 함유량은, 상기 매트릭스 조성물 100 질량부에 대해 1~300 질량부이다. 바람직하게는 10~100 질량부이다. 더욱 바람직하게는 10~50 질량부이다. 1질량부 미만인 경우, 차광기능을 발현할 수 없다. 300 질량부보다 많으면 점도가 너무 높아 지기 때문에 차광 재료를 홈에 틈새 없이 충전하는 것이 곤란하다.

또한, 착색제를 분산 또는 용해시킨 매트릭스 조성물의 점도를 조정하기 위해서 일반적인 유기용매로 희석할 수 있다. 예를 들면, 에탄올, IPA 등의 알코올계, MEK, 아세톤 등의 케톤계, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족계, 초산에틸이나 초산 부틸 등의 에스테르계, 염화 메틸렌이나 클로로포름 등의 염소계 용매를 이용할 수 있어서 이용하는 시트 기재와 루버 재료의 매트릭스 조성물에 맞추어 적당하게 선택할 수 있다.

루버 재료로서 착색제만을 용매 중에 분산 혹은 용해한 것을 이용하는 것도 바람직하다. 착색제를 분산시킨 것으로서는, 예를 들면, 수 평균(數平均) 입경이 약30~500㎚의 카본 블랙을 각종 용매에 분산시킨 것을 들 수 있다. 착색제를 용해한 것으로서는, 예를 들면, 만년필이나 청구서 펜 용으로 시판되고 있는 각종 잉크를 사용할 수도 있다. 그 때, 착색제의 농도는 요구하는 투과율에 의해서 선택할 수 있으며, 도료 전체에 대해 1~50 질량% 함유하고 있는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 3~20 질량%이다. 착색제의 함유량이 1질량% 미만인 경우, 차광 성능이나 그 외의 광학 특성이 부족한 경우가 있다. 함유량이 50 질량%를 넘으면, 도료의 점도가 너무 높아서 코팅이 곤란할 수 있다.

또한, 착색제만을 용매 중에 분산 혹은 용해한 것을 이용하는 경우, 착색제의 분산성 혹은 용해성의 향상을 위해서, 분산제나 용해를 위한 조제를 첨가할 수 있다. 용매로서는, 예를 들면, 에탄올, IPA 등의 알코올계, MEK, 아세톤 등의 케톤계, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족계, 초산에틸이나 초산 부틸 등의 에스테르계, 염화 메틸렌이나 클로로포름 등의 염소계 용매, 혹은 물도 이용할 수 있고, 2종류 이상의 용매를 혼합하여 이용할 수 있다.

또한, 착색제를 수지 시트의 홈 표면에 충분히 흡착시키기 위해서, 홈을 형성하는 기재가 되는 수지를 조금 용해할 수 있으며, 기재 수지를 용해하는 용매를 첨가하는 것도 가능하다.

루버부는 수지 시트의 홈을 완전히 채울 필요는 없고, W/H가 0.01 이상 0.2 이하의 관계를 만족시키도록 적어도 홈의 저부를 채우면 가능하다. 루버 재료를 홈에 충전할 때, 홈 용량보다 루버 재료를 많이 충전하면, 홈에서 흘러 넘친 루버 재료가 수지 시트의 앞면의 일부를 가려서, 본래 광투과부여야 할 부분의 투과율이 저하된다. 여기서, 루버 재료를 홈 용량보다 조금 적은 듯하게 충전하거나, 홈 용량 이상으로 충전하고 충전 후에 적절한 방법으로 여분의 루버 재료를 제거하는 것이 바람직하다. 충전 후에 여분의 루버 재료를 제거하는 경우, 일반적으로는 루버 재료만을 우선적으로 세정 혹은 박리하는 클리닝 방법을 선택한다. 루버 재료를 홈 용량보다 적은 듯하게 충전하는 경우나, 충전 후에 여분의 루버 재료를 제거하는 경우를 포함하여, 수지 시트의 홈에는 수지 시트 표면 부근에 루버부로 충전되지 않는 부분이 발생할 수 있다.

도 7(b)에 도시한 바와 같이, 상기 루버부에서 충전되지 않은 부분의 홈의 형상은 수지 시트의 홈의 길이 방향에 대해서 수직인 절단면에서, 루버부와의 경계선을 윗변으로 하는 대략 사다리꼴인 것이 바람직하다. 「윗변」이란, 사다리꼴의 평행한 2변 중 짧은 쪽 변이다. 또한, 「아랫변」이란, 사다리꼴의 평행한 2변 중 긴 쪽 변이다. 「대략 사다리꼴」이란, 윗변이나, 윗변과 아랫변을 묶는 2변이 직선이지 않아도, 루버부와의 경계선(도 7(b)의 16)이 윗변, 수지 시트의 앞면을 묶는 선(도 7(b)의 17)을 아랫변으로 간주할 수 있는, 대략적인 사다리꼴의 형상이다. 상술한 바와 같이, 루버 시트는 디스플레이 필터로서 이용되는 경우에, 수지 시트의 앞면에 다른 기능층이 점착재를 통해 라미네이트 될 수 있다. 루버부의 폭(W)이 5㎛ 이하의 경우에, 루버부에 충전되지 않은 부분의 공간이 장방형이거나, 수지 시트의 앞측에서 좁아진 형상인 경우, 점착재가 이 공간을 채우지 못하고 공기를 포함하기 쉽고, 기라트키를 발생시킬 수 있다. 공간의 형상이 루버부와의 경계선을 윗변으로 하는 대략 사다리꼴이면, 점착재가 틈새 없이 공간을 채우기가 쉬워서 화질의 열화를 일으키지 않기 때문에 바람직하다.

이와 같이, 홈의 수지 시트 앞면 근방에 루버부로 충전되어 있지 않은 부분이 있고, 또한, 상기 부분의 형상이 루버부와의 경계선을 윗변으로 하는 대략 사다리꼴인 루버 시트는, 다음에서 설명하는 본 발명의 제조 방법에 의해 용 이하게 제조할 수 있다.

[루버 시트의 제조 방법]

본 발명에 따른 루버 시트의 제조 방법은,

(A) 일측 면에 복수의 평행한 홈을 가지는 수지 시트를 성형하는 공정

(B) 루버 재료를 홈의 적어도 저부를 채우도록 충전하는 공정

(C) 수지 시트를 시트의 두께 방향으로 가압하여 홈의 폭을 좁게 하는 공정

의 3개의 공정을 가진다. 공정 (A)를 최초로 하여, 공정 (B)와 공정 (C)는 어느 쪽을 먼저 수행해도 가능하다. 도 2에 공정 (A)의 일 실시예를, 도 4에 공정 (B)와 공정 (C)의 일 실시예를 도시하였다. 도 4에서는, 공정 (B)의 다음에 공정 (C)를 실시하고 있으며, 물론 이와 반대 순서도 가능하다. 도 2와 도 4에 대해서는 다음에서 상세하게 설명한다.

이러한 제조 방법을 이용함에 따라, 루버부의 폭이 좁은 루버 시트를 만들 수 있다. 더불어, 루버부의 가장 굵은 폭(W)이 0.1㎛ 이상 5㎛ 이하, 개구율이 80% 이상, W와 루버부의 높이(H)와의 비 W/H가 0.01 이상 0.2 이하인 루버 시트를 용이하게 제조할 수 있다.

공정 (C)를 공정 (B)보다 먼저 수행하는 경우, 적절한 루버부의 형상을 얻기 위해서는, 공정 (C)에서 수지 시트를 가압하여 홈을 변형시켜 가는 과정을 도중에 둘 필요가 있으며, 가압 공정의 온도, 압력, 시간 등을 엄밀하게 조정하고, 수지 시트면 내의 온도나 압력 분포를 극히 줄이지 않으면 안 된다. 이용하는 수지 시트의 재료나 루버 재료의 조합에 따라 다르지만, 공정 (B)의 루버 재료를 충전하는 공정을 먼저 수행함으로써 동일한 형상을 얻기 위한 공정 (C)의 가압 공정의 조건 범위를 완만하게 설정할 수 있다.

한편, 공정 (B)를 공정 (C)보다 먼저 실시하는 경우, 공정 (C)의 가압시에, 홈에 충전되는 루버 재료의 영향을 받는 일이 있으므로, 사용할 수 있는 루버 재료가 한정될 수 있다. 공정 (C)을 공정 (B)보다 먼저 실시하는 경우, 이러한 제약이 없기 때문에, 루버 재료로서 보다 많은 재료를 적용할 수 있다. 이와 같이, 공정 (B)과 공정 (C)의 어느 쪽을 먼저 실시할지 여부는, 제작하고 싶은 루버 시트의 특성 등에서 종합적으로 판단할 수 있다.

다음으로, 공정 (A), 공정 (B) 및 공정 (C)에 대해서, 각각에 대해서 상세하게 설명한다.

[공정 (A)]

우선, 공정 (A)에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는, 수지 시트(6)에서 표면에 볼록부를 가지는 패턴 금형(5)을 가압하여 수지 시트에 볼록부 형상에 대응되는 형상의 홈을 형성하는 공정을 수지 시트의 측면에서 본 도면이다. 패턴 금형(5)의 볼록부 형상은 수지 시트에 형성해야 할 홈의 형상을 반전시킨 형상이다.

패턴 금형(5) 및 수지 시트(6)는, 온조판(21, 22)에 의해서 끼워지도록 배치된다. 온조판(21, 22)은 내부에 가열 히터 등의 가열원 및 냉매 유로 등의 냉각원을 구비하고, 임의의 온도로 가열 냉각할 수 있다. 또한, 온조판(21, 22)은 도시하지 않은 프레스 장치에 장착되고, 시트의 두께 방향으로 패턴 금형(5) 및 수지 시트(6)를 원하는 압력으로 가압할 수 있다.

우선, 온조판(21, 22)을 가열하여 패턴 금형(5) 및 미리 세트한 수지 시트(6)를 소정의 온도까지 상승시킨다. 패턴 금형 및 수지 시트(6)의 온도가 수지 시트(6)를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg 이상, Tg+60℃ 이하의 온도 범위 내가 되도록 온도 제어한다(도 2(a)). 상기 온도 범위로 하는 이유는, Tg보다 낮은 온도에서는 성형성이 나쁘고, Tg+60℃보다 높은 온도에서는 필름의 탄성률이 너무 낮아서 시트로서의 평면성을 유지할 수 없기 때문이다.

다음으로, 수지 시트(6)와 패턴 금형(5)을 원하는 압력으로 프레스 한다. 압력 범위는 0.1㎫~20 ㎫의 범위에서 제어할 수 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 1~10 ㎫의 범위에서 제어할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 성형 영역에서 균일하게 압력이 가해지도록, 시트와 온조판, 혹은 금형과 온조판에 쿠션성을 가지는 탄성체나 완충재를 사이에 둘 수 있다.

다음으로, 압력을 가한 채로 수지의 성형에 필요한 시간을 유지한 후, 압력을 유지한 채로 온조판을 냉각함으로써 시트의 온도를 내린다.

다음으로, 시트의 온도가 시트를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg 이하가 될 때까지 저하시킨 후, 프레스 압력을 개방하여 금형에서 렌즈 시트를 분리한다(도 2(d)).

시트의 금형 표면에 세트 및 금형에서 분리시키는 것은, 연속형 또는 매엽형인 제품 형태나 성형 면적 등에 의해서 적절하게 최적의 기구를 사용할 수 있다. 또한, 수지를 가열 연화시키고, 금형을 가압함으로써 원하는 패턴 형상을 전사하고, 수지를 냉각 고체화하는 프로세스이면 상기 방법 및 구성에 한정되는 것은 아니다.

또한, 시트 표면에 패턴 성형 방법으로서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 평판 모양의 금형을 이용하여 간헐적으로 성형하는 방법(간헐 성형법) 이외에도, 표면에 패턴을 형성한 롤 모양의 금형 혹은 엔드리스 벨트(endless belt) 모양의 금형을 이용하여 연속적으로 성형할 수 있다(연속 성형법). 간헐 성형법의 경우에는, 압력을 장시간 유지할 수 있기 때문에 미세하고 높은 어스펙트비(aspect 比)의 패턴을 형성할 수 있다는 점이 우수하다. 연속 성형법의 경우, 패턴 형상 정도가 간헐 성형법에 비해 뒤떨어지는 반면, 생산성 면에서는 간헐 성형법보다 우수하다.

공정 (A)에서 사용하는 금형의 제작 방법에 대해 설명한다. 우선, 금형 재료의 부형면 측에, 원하는 단면 오목형상과 같은 형상을 가지는 가공 바이트를 이용하여, 3차원 가공이 가능한 초정밀 가공기에서 절삭 가공함으로써 단면 볼록형상을 부형면에 형성할 수 있다. 초정밀 가공기로서는, 플래너(planer)(셰이퍼(shaper)) 방식, 플라이 컷 방식, 엔드밀 방식, 선반 가공 방식의 여러 가지 방식이 사용될 수 있다. 그 중에서도 가장 고정밀도인 플래너(셰이퍼) 방식 및 플라이 컷 방식을 이용하는 것이 바람직하다.

홈을 가지는 수지 시트의 성형 방법으로서는, 수지 시트에 금형을 가압하는 방법 이외에도, 시트의 수지를 용해 압출한 후, 전사해야 할 패턴을 반전시킨 형상을 가지는 전사 롤에 가압하는 압출 성형에 의한 방법도 사용될 수 있다. 수지 온도가 높은 상태로 형을 분리시키기 위해서, 상기 방법에 비해 패턴 정밀도가 낮다는 결점이 있으나, 제막 공정과 성형 공정을 동시에 실시할 수 있으므로 생산성이 높은 장점이 있다.

[공정 (B)]

다음으로, 공정 (B)에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 루버 재료의 충전은, 긴 시트 상태에서 연속적으로 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 루버 재료를 수지 시트에 형성된 홈에 공기를 포함하지 않도록 채우는 것이 중요하다. 홈 내에 기포 등의 공기층이 존재하면 헤이즈의 상승이나 외관 불량의 원인이 된다. 이러한 문제는, 홈의 길이 방향에 대해 평행한 루버 재료를 도포함으로써 해결할 수 있다. 도포 방법으로서는 홈에 루버 재료를 충전할 수 있으면 한정되는 것은 아니지만, 마이크로 그라비어(micro gravure)법, 바 코트(bar coat)법이 바람직하다. 루버 재료를 미리 용매에 희석해서 도 3(a)와 같이 도포한다. 용매는 루버 재료와 분리되지 않고 균일하게 분산되는 것을 이용한다. 희석률은 홈의 깊이에 의해서 적절하게 결정될 수 있다. 또한, 공정 (B)의 다음에 공정 (C)를 실시하는 경우, 공정 (C)의 가압 공정에 의해서 성형하고 싶은 루버부의 사이즈에 의해서 희석률을 적절하게 결정할 수 있다. 도포한 후의 수지 시트의 단면도를 도 3(b)에 나타낸다. 다음으로, 루버 재료를 건조시키는 것에 의해서 도 3(c)와 같이 홈부에만 루버 재료가 충전된다. 본 발명에 따른 방법에 따라 루버 재료를 충전하면, 루버 시트의 제조 시에 일반적으로 행해지고 있는 루버 재료를 충전 후 쓸데 없는 재료를 긁어내는 공정을 생략 가능할 뿐만 아니라, 긁힌 상처나 더러움이 감소하기 때문에 품질도 향상될 수 있다.

[공정 (C)]

계속해서, 공정 (C)에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 홈에 루버 재료가 충전된 수지 시트에, 금형(12)을 가압하고, 홈의 폭을 가늘게 변형시키는 공정을 수지 시트의 측면에서 본 도면이다.

수지 시트 및 금형은 온조판(23, 24)에 끼워지도록 배치된다. 온조판(23, 24)은 내부에 가열 히터 등의 가열원 및 냉매 유로 등의 냉각원을 구비하고, 임의의 온도로 가열 냉각할 수 있다. 또한, 온조판(23, 24)은 도시하지 않는 프레스 장치에 장착되고, 시트의 두께 방향으로 금형 및 수지 시트를 원하는 압력으로 누를 수 있다.

최초로, 온조판(23, 24)을 가열하여 금형(12) 및 미리 세트한 루버 재료가 충전된 수지 시트(11)를 소정 온도로 상승시킨다. 금형(12) 및 수지 시트(11)의 온도가 시트를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg-10℃ 이상, Tg+50℃ 이하의 온도 범위 내가 되도록 온도를 제어한다(도 4(a)). Tg-10℃보다 낮은 온도에서는, 수지 시트의 홈과 홈 사이의 부분(이하, '수지 시트의 볼록부'라 한다)이 변형하기 어려워진다. Tg+50℃보다 높은 온도에서는 볼록부의 변형이 너무 커서, 홈이 무너지거나 홈이 소실할 수 있다. 보다 바람직하게는 Tg+20℃ 이하의 온도 범위 내로 온도를 제어하는 것이 바람직하다.

다음으로, 수지 시트(11)와 금형(12)을 원하는 압력으로 프레스 한다. 수지 시트의 볼록부는 외력을 받아서 폭이 굵어지면서 수지 시트 두께 방향으로 압축된다. 그 결과, 볼록부와 볼록부 사이의 홈 폭이 가늘어지도록 변형된다. 압력 범위는 0.1㎫~20 ㎫의 범위에서 제어하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1㎫~10 ㎫의 범위이다. 또한, 성형 영역에서 균일하게 압력이 가해지도록 수지 시트와 온조판 혹은, 금형과 온조판에 쿠션성을 갖는 탄성체나 완충재를 사이에 두는 것도 가능하다.

다음으로, 압력을 가한 채로 볼록부의 변형에 필요한 시간을 유지한 후, 압력을 유지한 채로 온조판을 냉각함으로써 수지 시트(11)의 온도를 내린다.

다음으로, 수지 시트의 온도가 수지 시트를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg 이하가 될 때까지 필요에 따라서 강온시킨 후, 프레스 압력을 개방하여 금형에서 수지 시트(11)를 분리한다(도 4(d)).

수지 시트의 금형 표면에의 세트 및 금형에서의 분리는, 연속형 혹은 매엽형인 제품 형태나 성형 면적 등에 의해서 적절하고 최적인 기구를 사용할 수 있다. 또한, 수지를 가열연화 시키고 금형을 가압함으로써 볼록부를 변형시키는 프로세스이면 상기 방법에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상술한 간헐 성형법 이외에도, 연속 성형법을 사용할 수 있다. 간헐 성형법의 경우에는, 압력을 장시간 유지할 수 있기 때문에 수지 시트 볼록부의 변형량이 큰 경우에 적절하다. 연속 성형법의 경우, 변형량이 간헐 성형법에 비해 작지만 생산성이 뛰어나다.

또한, 공정 (C)를 공정 (B)보다 나중에 실시하는 경우, 수지 시트 볼록부의 변형이 홈의 내부에 충전된 루버 재료에 의해 저하되지 않고 변형하는 조건은, 루버 재료의 탄성률이 수지 시트 재료의 탄성률보다 낮은 상태인 것이 바람직하다. 루버 재료의 탄성률이 수지 시트 재료보다 높은 경우, 홈 형상의 변형을 방해하는 경우가 있다.

또한, 변형 전의 홈의 형상은, 변형 후에 원하는 형상을 얻을 수 있도록 최적인 형상 설계가 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 홈의 바닥을 향함에 따라 측벽 간격을 좁혀가는 것이 변형 후에 일정한 홈 폭 형상을 얻는데 바람직하다. 더불어, 홈의 바닥은 평평하게 하여 각 장소의 측벽 간격을 변형한 후에 얻고자 하는 측벽 간격 이상의 길이로 하는 것이 바람직하다. 초기의 측벽 간격이 너무 좁으면 가압했을 때 볼록부가 소멸하는 경우가 있다. 또한, 상기와 같이 변형 전의 홈의 형상을 수지 시트의 앞면 쪽이 홈 폭이 넓은 형상으로 함으로써, 용이하게 변형 후의 루버부에서 충전되어 있지 않은 부분의 홈의 형상을 루버부와의 경계선을 윗변으로 하는 대략 사다리꼴로 할 수 있다.

[그 외의 공정]

더불어, 공정 (B) 및 (C)가 완료된 후에, 도 4의 (e), (f)와 같이, 표면이 평탄한 금형 혹은 표면이 평활한 롤을 이용하여 재차 수지 시트를 두께 방향으로 가압하고, 수지 시트(11)의 앞면을 평탄화할 수 있다. 수지 시트의 앞면이 평탄하게 되면, 루버 시트로의 빛의 입사가 용이해지고, 빛이 의도하지 않는 방향으로 산란하여 화상의 열화를 일으키는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 전광선 투과율이 상승하여 헤이즈가 작아지기 때문에 바람직하다. 가압 프레스 조건은, 루버 재료가 변형하지 않고 수지 시트 볼록부를 평탄화하도록 수지가 변형하는 조건이면 가능하다.

루버 재료의 변형을 억제하면서 수지 시트의 앞면만 평탄화하기 위해서는, 가압시에 루버 재료가 수지 시트를 구성하는 수지보다 변형하기 어려운 것이 필요하다. 그 때문에, 가압시의 금형 및 수지 시트의 온도를 수지 시트를 구성하는 수지의 유리 전이 온도보다 높게 하는 한편, 루버 재료의 탄성률의 저하가 현저하지 않은 범위로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 4(d)에서 가압하여 볼록부를 변형시킨 후에, 루버 재료를 UV 조사 등에 의해 경화시키고, 그 후에 평탄화할 수 있다.

가압 조건으로서는, 예를 들면, 수지 시트 및 금형의 온도가 수지 시트를 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg 이상, Tg+60℃ 이하의 온도 범위 내가 되도록 온도를 제어한다. Tg보다 낮은 온도에서는 수지 시트 볼록부가 변형하기 어렵다. Tg+60℃보다 높은 온도에서는 루버 재료가 충전된 홈이 무너질 가능성이 있다. 또한, 압력 범위는 0.1㎫~20 ㎫의 범위에서 제어할 수 있는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1㎫~10 ㎫의 범위이다. 또한, 성형 영역에서 균일하게 압력이 가해지도록, 시트와 온조판, 혹은 금형과 온조판에 쿠션성을 가지는 탄성체나 완충재를 사이에 둘 수 있다. 수지 시트의 앞면이 평탄하게 되는데 필요한 시간 후, 압력을 유지한 후 압력을 개방하여 수지 시트에서 금형을 분리한다. 금형을 분리할 때는 수지 시트 표면의 점착성이나 수지 시트 표면의 거침을 억제하기 위해서, 금형 및 수지 시트의 온도를 Tg보다 낮은 온도까지 냉각할 수 있다.

또한, 수지 시트 앞면을 평탄화할 때에 부드럽게 수지를 변형 혹은 유동시키기 위해서, 수지 시트 앞면과 상기 면에 접촉하는 가압 부재와의 마찰 계수를 작게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 가압 부재의 수지 시트 표면 접촉부를 내열성의 높은 불소 수지나 폴리이미드 수지를 포함한 필름으로 구성하거나 다이아몬드 라이크 카본 등의 저마찰 재료를 가압 부재의 표면에 성막할 수 있다.

또한, 한 번의 가압 프레스로 수지 시트 앞면이 충분히 평탄화되지 않는 경우에는, 여러 차례로 나누어 가압 프레스 처리를 실시할 수 있다.

수지 시트의 앞면을 평탄화하기 위해서는, 다른 층을 적층할 수 있다. 예를 들면, 점착층을 개입시켜 라미네이트 하는 방법이나, 도료를 도포?건조?경화하는 것으로 평탄화할 수 있다. 또한, 수지 시트만을 용해 혹은 팽윤시키는 용제(루버 재료는 실질적으로 용해하지 않는다)를 도포한 후, 건조함으로써 앞면의 평탄화를 실시할 수 있다. 이 경우 상기 용해 혹은 팽윤시키는 용매를 포함한 혼합 용매를 이용할 수 있다.

도 1(c)와 같이, 저부에 비해 수지 시트 앞면 근방이 폭의 좁은 홈을 통상의 방법으로 형성하려고 하면, 금형의 가공 정밀도가 어렵거나, 수지 시트에 형상을 전사 할 때에 금형을 뽑아 내는 것이 곤란하다. 그러나, 본 발명에 따른 루버 시트의 제조 방법에 따르면, 이러한 형상도 만들 수 있다. 구체적으로는, 공정 (C)로 가압할 때, 수지 시트 앞면측만큼 온도가 높아지도록 수지 시트에 두께 방향으로 온도 분포를 부여하여 앞면측의 수지 시트의 점도를 낮게 하여 변형하기 쉽게 함으로써 이러한 형상의 홈을 만들 수 있다.

실시예

이하에서는 각 실시예?비교예의 측정 방법 및 평가 방법에 대하여 설명한다. 측정은 별도의 기재가 있는 경우를 제외하고, 실온 23℃, 상대습도 65%의 조건에서 수행한다.

A. Tg 측정

JIS K 7121-1987에 근거하고, 시차주사 열량 측정을 이용하여 측정하였다. 알루미늄제 받침 접시에 5㎎의 조성물 또는 필름 샘플을 충전하였다. 상기 시료를 상온에서 20℃/분의 온도상승 속도로 300℃까지 가열하고 5분간 용해 시켰다. 다음으로 액체 질소로 급랭하고, 재차 상온에서 20℃/분의 온도상승 속도로 300℃까지 가열하고, 2번째의 온도상승 시에 유리 전이 온도(중간점 유리 전이 온도)를 측정하여 이것을 Tg라 한다. 시차주사 열량 측정은, 세이코 전자공업 주식회사제의 로봇 DSC 「RDSC220」을 이용하였다. 데이터 해석 장치는 동사제의 디스크 스테이션 「SSC/5200」을 이용하였다.

B. 단면 관찰

루버 시트를 홈의 길이 방향에 대해서 수직인 면에서 절단하였다. 미크로톰(Mikrotom)을 사용하여, 나이프 경사 각도 3°에서 루버 시트의 단면을 잘랐다. 단면에 백금-팔라듐(Pd)을 증착하였다. 상기 단면을 주사형 전자현미경을 이용하여 시야 내에 루버부가 5개 이상 포함되도록 10~5000배로 조정하여 사진을 촬영하였다. 상기 단면 사진으로부터, 홈과 루버부의 각 치수를 측정하였다. 절단 시 형상의 붕괴가 발생하는 경우에는 미리 루버 시트 전체를 액체 질소 중에 침지하여 동결시킨 후 절단하거나, 혹은, 다른 수지로 포매(embedding)한 후 절단하는 등의 방법에 따라 형상의 붕괴를 방지하였다. 미크로톰은, 미크로톰 연구소(주) 제의 로터리식 미크로톰을 사용하였다. 주사형 현미경은 히타치 제작소(주) 제의 주사형 전자현미경 S-2100A을 사용하였다.

[p 홈의 피치]

단면 사진을 길이를 재서 홈의 피치의 치수를 측정하였다. 여기서 말하는 피치는 홈의 반복 주기이다. 피치의 양 끝점은, 홈의 측벽의 선과 수지 시트의 앞면의 선이 교차하는 점이다. 이것을 1개의 단면 사진 내에서 무작위로 선택한 10개의 점, 혹은 복수의 단면 사진 내에서 무작위로 선택한 합계 10개의 점에 대해서 실시하여, 그 평균치를 홈의 피치 p라 한다.

[H 루버부의 높이]

단면 사진 내의 임의의 루버부를 선택하여, 루버부의 높이의 치수를 측정하였다. 여기서 말하는 높이는, 수지 시트 앞면의 선에 평행으로 루버부를 횡단하는 선 가운데, 수지 시트 앞면에 가장 가까운 선으로부터, 수지 시트 앞면에서 가장 먼 선까지의 거리이다. 이것을 1개의 단면 사진 내에서 무작위로 선택한 10개의 점, 혹은 복수의 단면 사진 내에서 무작위로 선택한 합계 10개의 점에 대해서 실시하고, 그 평균치를 루버부 높이(H)라 한다.

[W 루버부의 가장 굵은 폭]

단면 사진 내의 임의의 루버부를 선택하여, 루버부의 가장 굵은 부분의 폭의 치수를 측정하였다. 여기서 말하는 폭은, 루버부와 홈의 측벽과의 경계선(선분)을 취해, 서로 마주 보는 2개의 경계선의 수지 시트 앞면에 평행한 방향의 간격 가운데, 가장 긴 간격이다. 이것을 1매의 단면 사진 내에서 무작위로 선택한 10개의 점, 혹은 복수의 단면 사진 내에서 무작위로 선택한 합계 10개의 점에 대해서 실시하고, 그 평균치를 루버부의 가장 굵은 폭(W)이라 한다.

[W/H 루버부의 가장 굵은 폭과 루버부의 높이의 비]

단면 사진 내의 임의의 루버부를 선택하여, 루버부의 높이와 가장 굵은 폭을 측정하여 (폭/높이)의 비를 구하였다. 이것을 1매의 단면 사진 내에서 무작위로 선택한 10개의 점, 혹은 복수의 단면 사진 내에서 무작위로 선택한 합계 10개의 점에 대해서 실시하고, 그 평균치를 비 W/H라 한다.

[수지 시트의 홈의 충전되지 않은 부분의 형상의 판정]

단면 사진 내의 임의의 루버부를 선택하여, 루버 재료의 충전된 홈에 대해서, 루버 재료로 충전되어 있지 않은 부분의 형상이, 루버부의 경계선을 윗변으로 하는 대략 사다리꼴인지를 판정하였다. 이 때, 충전되어 있지 않은 부분의 높이가 0.1㎛ 이상이며 개구부 상단의 폭보다 루버부의 경계선의 길이가 짧으면, 윗변이나, 윗변과 아랫변을 묶는 2변이 직선으로 되어 있지 않아도, 루버부와의 경계선(도 7(b)의 16)을 윗변, 수지 시트의 앞면을 묶는 선(도 7(b)의 17)을 아랫변으로 간주할 수 있으며, 대략 사다리꼴 형상이면, 대략 사다리꼴이라 한다. 1매의 단면 사진 내에서 무작위로 선택한 10개의 점, 혹은 복수의 단면 사진 내에서 무작위로 선택한 합계 10개의 점에 대해서 판정을 실시하고, 그 중 8점 이상으로 대략 사다리꼴 형상을 가지고 있으면, 수지 시트의 홈의 충전되어 있지 않은 부분의 형상이 대략 사다리꼴 형상이라고 판정하였다.

C. 홈 형성전의 수지 시트의 광선 투과율, 헤이즈

헤이즈는 ISO 14782: 1999에 근거하고, 헤이즈 메타(haze meter)를 이용하여 측정하였다. 광선 투과율은 상기 헤이즈 측정에 대해 요구한 전광선 투과율과 확산 투과율의 값으로부터 (전광선 투과율-확산 투과율)의 값을 산출함으로써 구하였다. 수지 시트를 80㎜로 각지게 자르고, 샘플의 임의의 근방이 수평 방향이 되도록 세트하여 측정하였다. 또한, 샘플을 뒤집어서 상기와는 반대면에서의 광선 투과율, 헤이즈를 측정하였다. 1샘플에서 3개소를 샘플링 하여 각각 1회씩 측정하고, 합계 6 데이터의 평균치를 광선 투과율 및 헤이즈라 한다. 헤이즈 메타는, 일본전색(주) 제의 헤이즈 메타 NDH2000을 이용하였다.

D. 전광선 투과율, 헤이즈

전광선 투과율은 ISO 13468-1: 1996에 근거하고, 헤이즈는 ISO 14782: 1999에 근거하고, 헤이즈 미터를 이용하여 측정하였다. 루버 시트를 80㎜로 각지게 자르고, 홈이 형성되어 있지 않은 쪽의 면에서 빛이 입사되도록 하고, 또한, 홈의 길이 방향이 상하 방향이 되도록 장치에 세트 하였다. 1샘플에서 3개소의 샘플링을 하여 각각 1회씩 측정하고, 3회의 평균치를 전광선 투과율 및 헤이즈라 한다. 헤이즈 메타는, 일본전색(주) 제의 헤이즈 메타 NDH2000을 이용하였다.

E. 시야각 특성

변각 광도계를 사용하고, 루버 시트의 출사 강도 분포를 측정하였다. 루버 시트를 80㎜로 각지게 자르고, 홈이 형성되지 않은 쪽의 면에 빛이 입사하도록 하고, 또한, 홈의 길이 방향이 상하 방향이 되도록 시료대에 세트 하였다. 장치의 광원과 수광부를 고정하고, 샘플면에 대해서 입사각이 -90° ~ +90°의 범위에서 5° 각도로 측정하였다. 변각 광도계는, (주) 무라카미 색채 기술 연구소제의 변각 광도계 GP-200을 이용하였다. 측정 조건은 이하와 같다.

? 광원: 할로겐 램프 12V 50W

? 광원측 필터: 평균 투과율 1% 및 10%의 광량 조정 필터를 반복 사용

? 광속 조임: 설정 1(φ 약 4㎜)

? 수광 조임: 설정 6(φ 약 13㎜)

? 시료대: 반사 투과용 충격 표준 시료대

? 측정 모드: 투과

? 입사각도 0° 때의 빛의 감도를 100이라 한다.

평가는, 출사광의 감도가 피크가 되는 값에 대해서 50%가 되는 입사각도를 조사함으로써 실시하고, 피크에 대해 -측과 +측의 각도의 폭으로 기재하였다. 예를 들면, 가장 감도가 높은 입사각이 0°이며, 0° 입사에서 감도가 100일 때, 출사광의 감도가 50이 되는 각도가 -30° 및 +30° 일 때는 60°라 기재하였다.

(실시예1)

수지 시트를 구성하는 수지로서 환상 폴리오레핀(polyolefin)계 수지('TOPAS＇ 6013, Tg 136℃, 폴리플라스틱스(주)제)를 준비하였다. 이것을 120℃에서 6시간 건조한 후 260℃의 온도에서 용해하였다. 다음으로, 용해 압출구에서 압출된 수지를 100℃로 유지된 금속 드럼에 시트 형상으로 압출하였다. 금속 드럼의 속도를 25m/분으로 설정하여 권취함으로써 수지 시트(1)를 얻었다. 수지 시트(1)의 광선 투과율은 91%, 헤이즈는 0.4%이다.

다음으로, 아래와 같이 금형 1과 수지 시트(1)를 175℃에서 1분간 가열하여, 175℃를 유지하면서 압력 2㎫로 금형 1과 수지 시트(1)를 30초간 압착하였다. 계속해서 70℃까지 냉각한 후, 수지 시트(1)에서 금형을 분리하였다. 이와 같이 하여 수지 시트(1)의 한 면에 금형 1의 형상을 반전시킨 패턴을 형성한 홈붙이 수지 시트(1)를 얻었다(공정 (A)).

(금형 1)

면내 패턴: 스트라이프 형상

볼록부의 단면 형상: 등변 사다리꼴

볼록부의 높이: 65㎛

볼록부의 폭: (상부) 7㎛, (저부) 13㎛

볼록부의 피치: 35㎛

사이즈: 100㎜×100㎜(패턴 영역).

다음으로, 도 4(a)~(d)에 도시한 방법(단, 루버 재료는 충전되어 있지 않음)으로 홈붙이 수지 시트(1)를 가압하고, 홈붙이 수지 시트(2)를 얻었다. 가압시의 가압판 온도는 135℃, 가압 압력은 2㎫, 압력 유지 시간은 30초로 하였다(공정 (C)).

다음으로, 염소화 폴리오레핀(polyolefin) 도료(하드 렌(R) EH-801 동양화성사제, 고형분 농도 30%) 100 질량부에, 흑색 재료로서 카본 블랙을 20 질량부를 첨가하고 교반하여 루버 재료(1)를 제작하였다.

홈붙이 수지 시트(2)에 루버 재료(1)를 홈이 없는 와이어 바를 이용하여 바 코트법으로 도포하고, 110℃에서 1분간 건조하였다. 더불어, 재차 루버 재료(1)를 홈이 없는 와이어 바를 이용하여 바 코트법으로 도포하고, 110℃에서 1분간 건조하였다(공정 (B)).

표 1에 각 부위의 치수, 전광선 투과율, 시야각의 결과를 기재하였다. W/H=0.167, 개구율이 86%, 전광선 투과율은 83%, 헤이즈는 5%, 시야각은 65°이었다.

(실시예 2)

다음으로, 실리콘계 수지(X-62-7655, 신에츠 화학사제) 100 질량부에 경화제(CAT-7605, 신에츠 화학사제) 1질량부, 흑색 재료로서 카본 블랙을 100 질량부 첨가하여 교반하였다. 다음으로, 고형분 농도가 20%가 되도록 MEK로 희석하여 루버 재료(2)를 제작하였다.

홈붙이 시트(1)에 루버 재료(2)를 홈이 없는 와이어 바를 이용하여 바 코트법으로 도포하고, 90℃에서 1분간 건조하였다(공정 (B)). 다음으로, 초고압 수은등으로 1J/㎡ 조사하여 루버 재료(1)를 경화시킨다. 다음으로, 도 4(a)~(d)에 도시한 방법으로 가압판 온도 130℃, 가압 압력 1.5㎫, 압력 유지 시간 1분으로 가압 프레스하여, 루버 시트(2)을 얻었다(공정 (C)).

표 1에 각 부위의 치수, 전광선 투과율, 시야각의 결과를 기재하였다. W/H=0.1, 개구율이 86%, 전광선 투과율은 80%, 헤이즈는 10%, 시야각은 40°이었다.

(실시예 3)

초고압 수은등 조사에 의한 루버 재료(1)의 경화를 공정 (C)의 다음에 수행하는 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 샘플을 제작하여, 루버 시트(3)을 얻었다.

도 5에서 위와 같이 얻어진 루버 시트의 단면 사진을 기재하고, 표 1에 각 부위의 치수, 전광선 투과율, 시야각의 결과를 기재하였다. W/H=0.125, 개구율이 86%, 전광선 투과율은 85%, 헤이즈는 5%, 시야각은 65°이었다.

(실시예 4)

아래와 같이 금형 2와 두께 1㎜의 아크릴 수지 시트(2)(테라그라스 A999, 아사히 화성 케미컬즈사제, 광선 투과율 92%, 헤이즈 0.1%)를 145℃에서 1분간 가열하고, 145℃를 유지하면서 압력 5㎫로 금형 2와 수지 시트(2)를 30 초간 압착하였다. 계속하여 70℃까지 냉각 후, 수지 시트(2)에서 금형을 분리하였다. 이와 같이 하여, 수지 시트(2)의 일 면에 금형 2의 형상을 반전한 패턴을 형성한 홈붙이 수지 시트(2)을 얻었다(공정 (A)).

(금형 2)

볼록부의 단면 형상: 등변 사다리꼴

볼록부의 높이: 80㎛

볼록부의 폭: (상부) 7㎛, (저부) 13㎛

볼록부의 피치: 35㎛

사이즈: 100㎜×100㎜(패턴 영역).

다음으로, 우레탄 수지 도료(바이론(R) UR-8300, 동양방사제) 100 질량부에 흑색 재료로서 카본 블랙을 30 질량부 첨가하여 교반하였다. 다음으로 고형분 농도가 20%가 되도록 초산에틸로 희석하여 루버 재료(4)를 제작하였다.

홈붙이 수지 시트(2)에 루버 재료(4)를 홈이 없는 와이어 바를 이용하여 바 코트법으로 도포하고, 90℃에서 1분간 건조하였다(공정 (B)). 다음으로, 도 4(a)~(d)에 도시한 방법과 같이, 프레스판의 온도를 135℃, 프레스 압력을 1.5㎫, 압력 유지 시간을 1분으로 하여 가압 프레스 하고, 루버 시트(4)를 얻었다(공정 (C)).

표 1에 각 부위의 치수, 전광선 투과율, 시야각의 결과를 기재하였다. W/H=0.089, 개구율이 89%, 전광선 투과율은 85%, 헤이즈는 7%, 시야각은 60°이었다.

(실시예 5)

실시예 4와 같은 방법으로 홈붙이 수지 시트(2)을 얻었다(공정 (A)).

다음으로, 흑잉크(잉크 증권용(품번: INK-30-DO), 파일럿 코퍼레이션사제)을 홈이 없는 와이어 바를 이용하여 바 코트법으로 도포하고, 90℃에서 1분간 건조하였다(공정 (B)). 다음으로, 도 4(a)~(d)에 도시한 방법으로 프레스판 온도 135℃, 프레스 압력 1.5㎫, 압력 유지 시간 1분으로 가압 프레스 하고, 루버 시트(5)를 얻었다(공정 (C)).

표 1에 각 부위의 치수, 전광선 투과율, 시야각의 결과를 기재하였다. W/H=0.067, 개구율이 91%, 전광선 투과율은 87%, 헤이즈는 5%, 시야각은 65°이었다.

(비교예 1)

도 6에 도시한 제조 장치를 이용하여 제작하였다. 자외선 경화성 조성물(데소라이트 Z7528, JSR사제) 100 질량부를 70℃로 가온하여 저점도화 하고, 믹서로 교반한 카본 블랙 10 질량부를 서서히 첨가하여 분산시키고, 흑색 도료를 제작하여, 이것을 루버 재료라 한다. 루버 재료를, 공급 장치(32)에서 화살표 방향으로 회전하는 하기 홈붙이 금형 롤(금형 3)(30)에 공급하여, 금형 롤(30)의 홈에 충전하였다. 홈붙이 금형 롤(30)에 공급된 잉여의 루버 재료는 독터 블레이드(doctor blade)(33)를 이용하여 떨어뜨린다. 다음으로, 연속 주행하는 두께 100㎛의 PET 필름(34)(르미라 U34, 토오레(주)사제, 광선 투과율 91%, 헤이즈 0.9%)를 니프 롤(nip roll)(35)에 의해서 홈붙이 금형 롤(30)에 밀착시킨다. PET 필름(34)이 홈붙이 금형 롤(30)에 밀착된 상태로 자외선 조사 장치(36)에서 자외선을 1J/㎡ 조사하여, 홈붙이 금형 롤(30)의 홈에 충전된 수지를 경화시킨다. 다음으로, 전환 롤(37)로 PET 필름(34)을 홈붙이 금형 롤(30)에서 박리하고, 루버부를 형성하였다. 계속해서, 루버부가 형성된 면측에 위치하는 밀러 롤(38)에, 수지 공급 장치(40)에서 자외선 경화성 조성물(데소라이트 Z7528, JSR사제)을 공급하여, 두 개의 밀러 롤(38, 39) 사이로 루버부 사이의 공간을 채우도록 하고, PET 필름(34)을 압착하였다. 그 후, 자외선 조사 장치(41)에서 자외선을 1J/㎡ 조사하고, 권취 롤(42)로 권취하여 루버 시트(3)을 얻었다. 표 1에 각 부위의 치수, 전광선 투과율, 시야각의 결과를 기재하였다. W/H=0.182, 개구율이 75%, 전광선 투과율은 76%, 헤이즈는 14%, 시야각은 60°이었다.

(금형 3)

홈의 단면 형상: 등변 사다리꼴

홈이 깊이: 110㎛

홈의 폭: (저부) 8㎛, (상부) 20㎛

홈의 피치: 80㎛

사이즈: 100㎜×100㎜(패턴 영역).

(비교예 2)

홈붙이 금형 롤(금형 3) 대신에, 금형 1의 단면 형상을 반전시킨 단면 형상을 가지는 홈붙이 금형 롤(금형 4)을 이용한 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여 루버 시트(4)를 얻었다. 표 1에 각 부위의 치수, 전광선 투과율, 시야각의 결과를 기재하였다. W/H=0.200, 개구율이 63%, 전광선 투과율은 75%, 헤이즈는 18%, 시야각은 55°이었다.

(비교예 3)

루버 시트(3)의 홈과 같은 형상의 볼록부를 가지는 금형 4를 제작하고자 하였다. 그러나 금형을 절삭 할 때, 볼록부가 무너져서 금형을 제작할 수 없었다.

(금형 4의 설계 형상)

볼록부의 단면 형상: 등변 사다리꼴

볼록부의 높이: 40㎛

볼록부의 폭: (상부) 3㎛, (저부) 5㎛

볼록부의 피치: 35㎛

사이즈: 100㎜×100㎜(패턴 영역).

각 실시예의 결과를 보면, 본 발명에 따른 루버 시트는, 비교예의 루버 시트와 거의 동등한 시야각을 유지하면서, 정면 방향의 전광선 투과율이 높고, 헤이즈가 적은 것을 알 수 있다. 즉, 디스플레이에 이용했을 때 휘도 손실 및 화질 열화가 적은 루버 시트이다. 또한, 본 발명에 따른 루버 시트의 제조 방법에 의하면, 극히 가는 루버부를 용이하게 제조할 수 있음을 알 수 있다.

공정 (B)과 공정 (C)의 순서에 관계 없이, 본 발명에 따른 루버 시트를 제작할 수 있다(실시예 1, 2, 3). 또한, 공정 (B)를 먼저 실시하는 경우, 루버 재료의 경화를 공정 (C)의 다음에 실시하는 것이, 보다 전광선 투과율이 높고, 헤이즈가 적은 루버 시트를 얻을 수 있다(실시예 2와 실시예 3의 비교).

또한, 루버 재료는, 수지와 안료의 혼합물의 경우뿐만 아니라, 안료만, 염료 중 어느 경우에서도 루버 시트를 제작할 수 있는 것을 알 수 있다. (실시예 4, 5)

또한, 루버 시트의 홈에서 루버 재료로 충전되어 있지 않은 부분의 형상이, 루버부와의 경계선을 윗변으로 하는 대략 사다리꼴인 것(실시예 1, 3, 4, 5)은 다른 실시예 및 비교예와 비교하여 전광성 투과율이 높고, 헤이즈가 적은 것을 알 수 있다.

본 발명은 디스플레이나 스크린의 시야각 제어 시트, 확산 제어 시트, 콘트라스트 개선 시트 등의 루버 시트 및 루버 시트의 제조 기술로서 유용하다.

1: 루버 시트
2: 홈이 형성된 수지 시트
3: 루버부
4: 루버 시트의 앞면
5: 패턴 금형
6: 홈이 형성되기 전의 수지 시트
8: 홈
9: 밀러 롤
110: 루버 재료
11: 루버 재료가 충전된 수지 시트
12: 금형
13, 14: 루버부와 홈의 측벽과의 경계선
15: 수지 시트의 홈의 루버 재료로 충전되어 있지 않은 부분
16: 루버부와의 경계선
17: 수지 시트의 앞면을 묶는 선
21~24: 온조판
30: 홈 다해 금형 롤
31: 홈
32: 수지 공급 장치
33: 독터 블레이드
34: PET 필름
35: 니프 롤
36: 자외선 조사 장치 1
37: 즉시 롤
38: 밀러 롤 2
39: 밀러 롤 3
40: 수지 공급 장치
41: 자외선 조사 장치 2
42: 두루마리 롤
p: 홈의 피치
H: 루버부의 높이
W: 루버부의 가장 굵은 폭

Claims (9)

1. 제1 면에 복수의 평행한 홈이 형성된 수지 시트와,
   상기 홈의 적어도 저부를 채우도록 충전된 루버 재료로 구성된 루버부를 구비하고,
   상기 수지 시트의 제1 면에 대해서 수직인 방향에서 본 개구율이 80% 이상이며,
   상기 홈의 길이 방향에 대해서 수직인 절단면에서, 상기 루버부의 가장 굵은 폭(W)이 0.1㎛ 이상 5㎛ 이하이며, 상기 루버부의 가장 굵은 폭(W)과 높이(H)와의 비 W/H가 0.01 이상 0.2 이하인 루버 시트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 홈의 길이 방향에 대해서 수직인 절단면에서, 상기 홈에서 상기 루버 재료로 충전되지 않은 부분의 형상이, 상기 루버부와의 경계선을 윗변으로 하는 대략 사다리꼴인 루버 시트.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 수지 시트는 열가소성 수지로 구성된 루버 시트.
   
4. 일측 면에 복수의 평행한 홈을 가지는 수지 시트를 성형하는 공정 (A)와
   상기 공정 (A)에 이어, 루버 재료를 상기 홈의 적어도 저부를 채우도록 충전하는 공정 (B)와, 상기 수지 시트를 상기 시트의 두께 방향으로 가압하여 상기 홈의 폭을 좁게 하는 공정 (C)를 실시하는 루버 시트의 제조 방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 수지 시트는 열가소성 수지로 구성된 루버 시트의 제조 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 공정 (A)가 열가소성 수지를 용해 사출하여 수지 시트를 형성하는 공정과, 상기 수지 시트 표면에 볼록부(凸部)를 구비하는 금형을 가압하여 상기 볼록부의 형상에 대응되는 형상의 홈을 수지 시트에 형성하는 공정으로 수행되는 루버 시트의 제조 방법.
   
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 공정 (A)는, 수지의 압출 성형에 의해서 수행되는 루버 시트의 제조 방법.
   
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공정 (B)의 다음에 상기 공정 (C)를 실시하는 루버 시트의 제조 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 공정 (C)의 다음에 상기 루버 재료를 경화시키는 루버 시트의 제조 방법.

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