KR20120109494A - 광확산성 시트 및 이를 사용한 백라이트 - Google Patents

광확산성 시트 및 이를 사용한 백라이트 Download PDF

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Abstract

확산성을 유지하면서 높은 정면휘도가 확보되는 광확산성 시트를 제공한다.
본 발명의 광확산성 시트는 확산층을 구비한다. 확산층은, 조건 1 및 2나, 조건 3 중 어느 하나 이상을 만족하는 표면형상을 갖는다. 조건 1은, 이차원 표면형상 측정에 있어서의 거칠기 곡선의 첨도(kurtosis)(JIS B0601:2001)를 Rku로 했을 때, Rku가 3.0 이상이 되는 조건이다. 조건 2는, 이차원 표면형상 측정에 있어서의 산술 평균 거칠기(JIS B0601:2001)를 Ra로 했을 때, Ra가 1.5 ㎛ 이하가 되는 조건이다. 조건 3은, 이차원 표면형상 측정에 있어서의 거칠기 곡선 요소의, 평균 높이(JIS B0601:2001)를 Rc로 하고, 평균 길이(JIS B0601:2001)를 RSm으로 했을 때, RSm과 Rc의 비(RSm/Rc)가 7.0 이상이 되는 조건이다.

Description

광확산성 시트 및 이를 사용한 백라이트{Light diffusing sheet and backlight using same}
본 발명은, 예를 들면 액정표시장치의 백라이트에 사용되는 광확산성 시트에 관한 것이다. 특히 광확산성 시트로서 요구되는 높은 정면휘도와 확산성을 발휘할 수 있는 광확산성 시트 및 이를 사용한 백라이트에 관한 것이다.
최근 들어, 컬러 액정표시장치가, 노트형 PC, 데스크탑형 PC, 휴대전화, PDA, 카네비게이션 장치, PND, 게임기기, 휴대 음악 플레이어 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 당해 컬러 액정표시장치는, 액정 셀과 백라이트를 구비하고 있다. 당해 백라이트의 구조로서는, 광원을 확산판을 매개로 액정 셀의 바로 아래에 설치한 직하형의 구조, 또는 광원을 도광판의 측면에 설치한 에지라이트 방식의 구조 등이 알려져 있다.
이러한 백라이트에는, 도광판 또는 확산판의 광출사면 상에, 광원으로부터의 빛을 균일하게 발광시키기 위한 광확산성 시트나 정면휘도를 높이기 위한 프리즘 시트 등의 광학부재가 적층된다(특허문헌 1).
일본국 특허공개 평9-127314호 공보(청구항 1, 단락번호 0034)
특히 최근 들어, 휴대전화, PDA 등의 분야에 있어서는, 예를 들면 원세그 방송이 시청 가능해지는 등, 보다 고정세한 영상이 시인(視認) 가능한 환경하에 있다. 이러한 고정세한 영상을 시인 가능하게 하기 위해, 액정표시장치에 구비되는 액정 셀의 액정화소는 점점 작아지는 경향이 되어, 당해 액정화소를 사용하면, 종래에 비해 광원으로부터의 빛의 투과율이 심하게 저하되어, 정면휘도가 부족한 것이 된다.
이러한 정면휘도의 저하를 개선하기 위해, 백라이트의 고휘도화가 요구되어지고 있어, 이러한 요구에 대해, 최근 들어 고휘도 LED가 광원으로서 사용되어지게 되었다. 이러한 고휘도 LED를 광원으로 하여 설계된 백라이트는, 광원 부근의 부위와 다른 부위에서 휘도에 커다란 편중이 생기기 쉬워, 당해 백라이트의 광출사면에 있어서의 휘도분포가 종래에 비해 더욱 불균일해지기 쉽다. 따라서, 종래부터 사용되고 있는 광확산성 시트를 그대로 사용한 경우에는, 고휘도 LED로부터의 빛을 충분히 확산할 수가 없어, 휘도분포가 불균일한 채로 되어 버린다.
한편, 확산성의 저하를 보완하기 위해, 단순히 광확산성 시트에 있어서의 확산제의 함유량을 증가시키는 등의 설계를 하면, 확산성은 향상되지만, 이번에는 정면휘도가 부족한 것이 되어 버린다. 즉, 최근 들어서와 같은 고정세한 영상의 시인성이 요구되는 환경하에 있어서, 확산성과 정면휘도의 양립이 이루어지는 광확산 필름은, 충분히는 설계되어 있지 않은 것이라 할 수 있다.
이에 본 발명의 일측면에서는, 확산성을 유지하면서 높은 정면휘도가 확보되는 광확산성 시트 및 이를 사용한 백라이트를 제공한다.
본 발명자는, 전술한 문제점에 관하여 예의 연구한 결과, 확산층의 표면형상을 특정한 것으로 함으로써, 확산성을 유지하면서 높은 정면휘도가 확보되는 것을 발견하고, 본 발명에 도달한 것이다.
즉, 본 발명의 광확산성 시트는, 확산층을 구비한 것으로서, 상기 확산층은, 하기 조건 1 및 2나, 하기 조건 3 중 어느 하나 이상을 만족하는 표면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
조건 1：이차원 표면형상 측정에 있어서의 거칠기 곡선의 첨도(kurtosis)(JIS　B0601：2001)를 Rku로 했을 때, Rku가 3.0 이상이 되는 조건,
조건 2：이차원 표면형상 측정에 있어서의 산술 평균 거칠기(JIS　B0601：2001)를 Ra로 했을 때, Ra가 1.5 ㎛ 이하가 되는 조건,
조건 3：이차원 표면형상 측정에 있어서의 거칠기 곡선 요소의, 평균 높이(JIS B0601：2001)를 Rc로 하고, 평균 길이(JIS　B0601：2001)를 RSm으로 했을 때, RSm과 Rc의 비(RSm/Rc)가 7.0 이상이 되는 조건.
본 발명에 있어서는, 확산층은, 조건 1 및 2만을 만족시켜도 되고, 조건 3만을 만족시켜도 되며, 더 나아가서는 조건 1~3 모두를 만족해도 된다.
본 발명의 광확산성 시트는, 예를 들면, 광도가 1000 mcd 이상인 고휘도 LED 광원이 삽입된 백라이트에 사용할 수 있다. 이 용도에 사용한 경우에도, 종래 구성의 광확산성 시트를 사용한 경우와 비교하여, 고휘도 LED로부터의 빛을 충분히 확산할 수 있어, 그 결과, 백라이트의 광출사면에 있어서의 휘도분포를 균일한 것으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 백라이트는, 적어도 광원과, 상기 광원에 인접하여 배치되고, 도광 또는 확산을 위한 광학판과, 상기 광학판의 광출사측에 배치된 광확산성 시트를 구비한 것에 있어서, 상기 광확산성 시트가 본 발명의 광확산성 시트인 것을 특징으로 하는 것이다. 광원으로서는, 예를 들면, 광도가 1000 mcd 이상인 고휘도 LED 광원 등의 LED 광원 등이 사용 가능하다.
본 발명에 의하면, 확산층의 표면형상을 특정의 것으로 함으로써, 종래에는 달성하는 것이 곤란하였던 광확산성 시트로서 요구되는 확산성을 유지하면서, 높은 정면휘도가 확보된 광확산성 시트를 제공할 수 있다.
특히 최근 들어서는, 액정표시장치의 박형화의 요구도 높아지고 있어, 종래의 광확산성 시트를 박형화시키면 정면휘도와 확산성의 균형이 더욱 악화되는 경향이 되나, 본 발명의 광확산성 시트에 의하면, 박형화시켜도 이러한 정면휘도와 확산성의 양립이 현저히 발휘되게 된다.
도 1은 본 발명의 광확산성 시트의 일실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 평가방법을 보족하는 참고도이다.
이하, 본 발명의 광확산성 시트의 실시형태에 대해서 설명한다.
본 발명의 광확산성 시트는 확산층을 구비한다. 이 확산층은, 표면이 특정 형상으로 조정되어 있다. 구체적으로는, 조건 1 및 2, 및 조건 3 중 한쪽 또는 양쪽을 만족하도록 확산층의 표면형상이 조정되어 있다.
조건 1은, 확산층의 이차원 표면형상 측정에 있어서의 거칠기 곡선의 첨도(JIS　B0601：2001)를 Rku로 했을 때, 그 Rku가 3.0 이상이 되는 조건이다. 조건 2는, 확산층의 이차원 표면형상 측정에 있어서의 산술 평균 거칠기(JIS　B0601：2001)를 Ra로 했을 때, 그 Ra가 1.5 ㎛ 이하가 되는 조건이다. 조건 3은, 확산층의 이차원 표면형상 측정에 있어서의 거칠기 곡선 요소의, 평균 높이(JIS　B0601：2001)를 Rc로 하고, 평균 길이(JIS　B0601：2001)를 RSm으로 했을 때, RSm과 Rc의 비(RSm/Rc)가 7.0 이상이 되는 조건이다.
또한, 본 발명의 광확산성 시트는 확산층을 구비한 것인데, 당해 광확산성 시트의 구성으로서는, 확산층 단층으로 되는 것이나, 당해 확산층이 지지체 상에 적층되어 되는 것이어도 된다.
일례로서의 확산층은, 상기 조건 1 및 조건 2를 만족하는 표면형상을 갖는다. 조건 1 및 조건 2의 한쪽을 만족하지 않는 경우, 목적하는 표면형상이 얻어지지 않게 되어, 그 결과, 정면휘도가 부족한 것이 되기 때문에 바람직하지 않다.
다른 예로서의 확산층은, 상기 조건 3을 만족하는 표면형상을 갖는다. 또한 다른 예로서의 확산층은, 상기 조건 1~3 모두를 만족하는 표면형상을 갖는다.
본 발명의 확산층이, 조건 1 및 2, 및 조건 3 중 한쪽 또는 양쪽을 만족하도록 조정되어, 즉 특정 이차원 표면형상의 수치범위를 구비함으로써, 미세한 볼록부가 당해 볼록부간에 꾸불꾸불하게 복수 형성된 표면형상으로 되고, 이러한 표면형상에 의하면, 광확산성 시트에 입사한 빛이 확산층 표면을 빠져 나와 출사할 때, 당해 출사광을 당해 확산층의 표면형상에 의해 적절히 확산시키면서도 정면휘도를 향상시킬 수 있다. 그것에 의해, 확산층의 애초의 기능인 광확산성을 발휘시킬뿐 아니라, 보다 많은 출사광을 정면방향으로 굴절?집중시킬 수 있고, 정면휘도도 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 광확산성 시트의 광출사면에 대해 수직으로 절단했을 때의 단면형상의 개략도를, 도 1에 나타낸다. 도 1에 나타내는 광확산성 시트(1)는, 후술하는 바와 같이 지지체(3) 상에 확산층(2)이 형성된 것으로, 확산층(2) 중에는 확산제(4)가 첨가되어 있다.
본 발명의 확산층에 있어서, 조건 1의 Rku는, 확산성이 저하되는 것을 방지하는 관점에서, 5.0 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 조건 2의 Ra에 대해서도, 확산성이 저하되는 것을 방지하는 관점에서, 0.5 ㎛ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
조건 3의 Rc는, 구체적으로는 3.0 ㎛ 이상 8.0 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 조건 3의 RSm은, 구체적으로는 30 ㎛ 이상 90 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 조건 3의 RSm/Rc는, 확산성을 보다 바람직하게 발휘시키는 관점에서 8.0 이상으로 하는 것이 바람직하고, 더 나아가서는 확산성이 저하되는 것을 방지하는 관점에서 30.0 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 확산층은, 예를 들면 바인더 수지를 사용하여 2P(Photo-Polymer)법, 2T(Thermal-Transformation)법이나 엠보스 가공법 등에 의한 전사부형기술에 의해 형성할 수 있다. 또는, 전사부형기술을 사용하지 않고, 바인더 수지와 확산제 등으로 되는 도포액을 도포?건조시킴으로써 형성하는 것도 가능하다. 전사부형기술에 의한 경우라면, 본 발명의 목적하는 표면요철형상과는 상보적인 요철형상을 구비한 틀(型)을 사용하여 본 발명의 요철형상을 전사부형할 수 있기 때문에, 요철형상 형성에 관여하는 확산제 등의 입자를 사용하지 않고 바인더 수지만으로 구성할 수 있다. 한편, 전사부형기술을 사용하지 않고 바인더 수지 및 확산제 등으로 되는 도포액에 의해 형성하는 경우에는, 확산제의 평균 입자경, 입자경 분포의 변동계수, 확산층에 있어서의 바인더 수지와 확산제의 비율 및 확산층의 두께 등을 후술하는 적절한 범위로 설정함으로써, 본 발명의 목적하는 표면요철형상을 실현할 수 있다.
본 발명의 확산층에 포함되는 바인더 수지로서는, 광학적 투명성이 우수한 수지를 사용할 수 있고, 예를 들면, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴우레탄계 수지, 폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄아크릴레이트계 수지, 에폭시아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세탈계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지 등의 열가소성 수지, 열경화성 수지, 전리방사선 경화성 수지 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 내광성이나 광학특성이 우수한 아크릴계 수지가 매우 적합하게 사용된다.
이어서, 확산제로서는, 실리카, 클레이, 탈크, 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 규산알루미늄, 산화티탄, 합성 제올라이트, 알루미나, 스멕타이트 등의 무기 미립자 외에, 스티렌 수지, 우레탄 수지, 벤조구아나민 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지 등으로 되는 유기 미립자를 사용할 수 있다. 이들 중, 휘도성능을 향상시키는 관점에서, 유기 미립자를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 아크릴 수지로 되는 유기 미립자를 사용하는 것이 바람직하다. 당해 확산제는, 1종뿐이어도 되고, 복수 종을 조합해서 사용하는 것도 가능하다.
확산제의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 광확산성이 우수한 구상 입자인 것이 바람직하다. 또한, 당해 확산제의 평균 입자경으로서는, 본 발명의 확산층의 목적하는 표면형상을 얻기 쉽게 하여, 광확산성과 정면휘도의 성능 균형을 매우 적합한 것으로 하는 관점에서, 1~40 ㎛로 하는 것이 바람직하다. 또한, 광확산층의 빛빠짐(光拔)에 기인한 번쩍거림을 방지하는 관점이나 저비용의 관점에서, 당해 확산제의 평균 입자경을 1~20 ㎛로 하는 것이 보다 바람직하다.
확산제의 입자경 분포의 변동계수는, 본 발명의 확산층의 목적하는 표면형상을 얻기 쉽게 하는 관점에서, 5%~55% 정도로 하는 것이 바람직하고, 10~30%로 하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 확산층 중에 있어서의 바인더 수지에 대한 확산제의 함유 비율은, 사용하는 확산제의 평균 입자경이나 광확산층의 두께에 따라 일률적으로는 말할 수 없으나, 본 발명의 확산층의 목적하는 표면형상을 얻기 쉽게 하여, 광확산성과 정면휘도의 성능 균형을 매우 적합한 것으로 하는 관점에서, 바인더 수지 100 중량부에 대해 확산제를 50~200 중량부 함유시키는 것이 바람직하다. 더 나아가서는, 수지와 미립자의 굴절률차에 기인한 투명성의 저하를 방지하는 관점이나 저비용으로 하는 관점에서, 50~120 중량부로 하는 것이 보다 바람직하다.
당해 확산층 중에는, 전술한 바인더 수지나 확산제 외에, 광중합개시제, 광중합촉진제, 레벨링제?소포제 등의 계면활성제, 산화방지제, 자외선흡수제 등의 첨가제를 첨가해도 된다.
확산층의 두께는 본 발명의 광확산성 시트를 확산층 단층으로 구성하는 경우에는, 10~500 ㎛로 하는 것이 바람직하고, 10~250 ㎛로 하는 것이 보다 바람직하다. 두께를 10 ㎛ 이상으로 함으로써, 도막 강도를 충분한 것으로 하고, 또한, 핸들링성을 양호한 것으로 할 수 있다. 한편, 두께를 500 ㎛ 이하로 함으로써, 확산층의 투명성을 양호한 것으로 할 수 있다. 또한, 지지체 상에 확산층을 형성하는 경우에는, 광확산성능을 발휘하면서 본 발명의 확산층의 표면형상을 얻기 쉽게 하는 관점에서, 5~60 ㎛로 하는 것이 바람직하고, 7~30 ㎛로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 확산층의 두께란, 확산층의 요철면의 볼록부의 선단으로부터, 요철면과는 반대면의 표면까지의 두께를 말한다.
다음으로, 본 발명의 광확산성 시트가 지지체를 갖는 경우에는, 당해 지지체는 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴우레탄계 수지, 폴리에스테르아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄아크릴레이트계 수지, 에폭시아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세탈계 수지, 비닐계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지, 불소계 수지, 환상 올레핀 등의 1종 또는 2종 이상을 혼합한 투명 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 이 중, 연신가공, 특히 이축 연신가공된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이, 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 점에서 바람직하다. 또한, 광확산층과의 접착성을 향상시키기 위해, 표면에 코로나 방전처리를 행하거나, 이접착층을 설치한 것도 매우 적합하게 사용된다. 또한, 지지체의 두께는, 통상 10~400 ㎛ 정도인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광확산성 시트 표면의 요철면과는 반대측 면에는, 다른 부재와의 밀착을 방지하기 위해 미(微)매트 처리를 행하거나, 광투과율을 향상시키기 위해 반사방지처리를 행해도 된다. 더 나아가서는, 하기와 같은 도포 건조방법에 의해, 백코트층이나 대전방지층이나 점착층을 설치해도 된다.
여기서, 일반적으로 광확산 시트의 총 두께는 통상 20~460 ㎛ 정도이나, 확산층이 조건 1 및 2, 및 조건 3 중 한쪽 또는 양쪽을 만족하도록 조정된 것이라면, 설령 확산층의 두께가 얇고, 광확산 시트로서의 총 두께가 20~80 ㎛ 정도인 박형의 것이었다 하더라도, 우수한 정면휘도 및 확산성이 발휘되게 된다. 따라서, 종래부터 광확산성 및 정면휘도의 양립을 도모하는 것이 곤란했던 박형의 광확산성 시트를 설계할 때, 본 발명의 광확산성 시트가 보다 바람직하게 적용되게 된다.
본 발명의 광확산성 시트에 대해서, 전사부형기술을 사용하지 않고 코팅 등에 의해 제작하는 경우에는, 전술한 바인더 수지나 확산제 등의 재료를 적당한 용매에 용해시킨 확산층용 도포액을, 종래부터 공지의 방법, 예를 들면, 바 코터, 블레이드 코터, 스핀 코터, 롤 코터, 그라비아 코터, 플로우 코터, 다이 코터, 스프레이, 스크린 인쇄 등에 의해 지지체 상에 도포하고, 건조함으로써 제작할 수 있다. 또한, 확산층을 지지체 상에 형성한 것으로부터, 당해 지지체를 박리 제거함으로써, 확산층 단층으로 되는 광확산성 시트를 제작하는 것도 가능하다.
이상 설명한 본 발명의 광확산성 시트에 의하면, 최근 들어서의 고정세화된 액정표시장치의 환경에 있어서도, 확산성과 정면휘도의 양립이 이루어지는 것이기 때문에, 노트형 PC, 데스크탑형 PC, 휴대전화, PDA, 카네비게이션 장치, PND, 게임기기, 휴대 음악 플레이어 등의 각종 분야에 있어서 매우 적합하게 사용된다.
다음으로, 본 발명의 광확산성 시트를 구비한 본 발명의 백라이트의 실시형태에 대해서 설명한다. 본 발명의 백라이트는, 적어도 본 발명의 광확산성 시트와 광원으로 구성된다. 백라이트 중에 있어서의 광확산성 시트의 방향은 특별히 제한되는 경우는 없지만, 바람직하게는 요철면이 광출사면이 되도록 사용한다. 백라이트는, 소위 에지라이트형, 직하형으로 불리는 구성을 채용하는 것이 바람직하다.
에지라이트형의 백라이트 장치는, 도광판과, 도광판의 적어도 일단부에 배치된 광원과, 도광판의 광출사면측에 배치된 광확산성 시트 등으로 구성된다. 여기서, 광확산성 시트는, 요철면이 광출사면이 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도광판과 광확산성 시트 사이에 프리즘 시트를 사용해도 상관없다. 이러한 구성으로 함으로써, 정면휘도, 시야각의 균형이 우수한 백라이트 장치로 할 수 있다.
도광판은, 하나 이상의 측면을 광입사면으로 하고, 이것과 대략 직교하는 한쪽 면을 광출사면으로 하도록 성형된 대략 평판상으로 되는 것으로, 주로 폴리메틸메타크릴레이트 등의 고투명한 수지로부터 선택되는 매트릭스 수지로 된다. 필요에 따라 매트릭스 수지와 굴절률이 상이한 수지 입자가 첨가되어 있어도 된다. 도광판의 각 면은, 일률적인 평면이 아니라 복잡한 표면형상을 하고 있는 것이어도 되고, 도트 패턴 등의 확산 인쇄가 설치되어 있어도 된다.
광원은, 도광판의 적어도 일단부에 배치되는 것으로, 주로 냉음극관, LED 광원 등이 사용된다. 광원의 형상으로서는 점상, 선상, L자상의 것 등을 들 수 있다. 이러한 광원 중에 있어서, LED 광원, 특히 광도가 1000~2000 mcd 정도인 고휘도 LED 광원을 사용하면, 백라이트 장치로서의 정면휘도 및 광확산성의 균형을 잡는 것이 곤란해지는데, 이러한 경우에도, 본 발명의 광확산성 시트와 조합함으로써, 정면휘도 및 광확산성의 균형이 우수한 것으로 할 수 있다.
에지라이트형 백라이트 장치에는, 전술한 광확산성 시트, 도광판, 광원 외에, 목적에 따라 반사판, 편광필름, 전자파 차폐 필름 등이 구비된다.
다음으로, 직하형의 백라이트 장치는, 광확산성 시트와, 광확산성 시트의 광출사면과는 반대측 면에 순서대로 구비된, 광확산재, 광원 등으로 구성된다. 여기서, 광확산성 시트는, 요철면이 광출사면이 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 광확산재와 광확산성 시트 사이에 프리즘 시트를 사용해도 상관없다. 이러한 구성으로 함으로써, 정면휘도, 시야각의 균형이 우수한 백라이트 장치로 할 수 있다.
광확산재는, 광원의 패턴을 지우기 위한 것으로, 유백색의 수지판, 광원에 대응하는 부분에 도트 패턴을 형성한 투명 필름(라이팅 커튼) 외에, 투명기재 상에 요철의 광확산층을 갖는 소위 광확산 필름 등을 단독 또는 적절히 조합해서 사용할 수 있다.
광원은, 전술한 에지라이트형의 백라이트 장치에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다. 또한, 직하형의 백라이트 장치에는, 전술한 광확산성 시트, 광확산재, 광원 외에, 목적에 따라, 반사판, 편광필름, 전자파 차폐 필름 등을 구비하고 있어도 된다.
본 발명의 백라이트 장치는, 적어도 광원과, 광원에 인접하여 배치되어, 도광 또는 확산을 위한 광학판과, 광학판의 광출사측에 배치된 광확산성 시트를 구비한 것으로, 광확산성 시트로서 전술한 본 발명의 광확산성 시트를 사용하는 것이기 때문에, 정면휘도 및 광확산성의 균형이 우수한 것으로 할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 추가적으로 설명한다. 또한, 「부」, 「%」는 특별히 나타내지 않는 한, 중량 기준으로 한다.
1. 광확산성 시트의 제작
[실시예 1]
하기 처방의 광확산층용 도포액을 혼합하여 교반한 후, 두께 50 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(루밀러 T60：도오레사)으로 되는 지지체 상에, 건조 후의 두께가 10 ㎛가 되도록 바 코팅법에 의해 도포, 건조하여 광확산층을 형성해, 실시예 1의 광확산성 시트를 얻었다.
<실시예 1의 광확산층용 도포액>
?아크릴폴리올 10부
(아크리딕 A-807：DIC사)
?이소시아네이트계 경화제 2부
(다케네이트 D110N：미쯔이 가가쿠사)
?폴리메틸메타크릴레이트 진구상 입자 7부
(평균 입경 8 ㎛, 변동계수 20%)
?희석용제 32부
[실시예 2]
실시예 1의 광확산층용 도포액을 하기 처방의 광확산층용 도포액으로 변경하고, 건조 후의 두께가 11 ㎛가 되도록 설계한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 2의 광확산성 시트를 얻었다.
<실시예 2의 광확산층용 도포액>
?아크릴폴리올 10부
(아크리딕 A-807：DIC사)
?이소시아네이트계 경화제 2부
(다케네이트 D110N：미쯔이 가가쿠사)
?폴리메틸메타크릴레이트 진구상 입자 6부
(평균 입경 8 ㎛, 변동계수 10%)
?희석용제 22부
[실시예 3]
실시예 1의 광확산층용 도포액을 하기 처방의 광확산층용 도포액으로 변경하고, 건조 후의 두께가 11 ㎛가 되도록 설계한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 3의 광확산성 시트를 얻었다.
<실시예 3의 광확산층용 도포액>
?아크릴폴리올 10부
(아크리딕 A-807：DIC사)
?이소시아네이트계 경화제 2부
(다케네이트 D110N：미쯔이 가가쿠사)
?폴리메틸메타크릴레이트 진구상 입자 6부
(평균 입경 8 ㎛, 변동계수 30%)
?희석용제 23부
[실시예 4]
실시예 1의 광학산층용 도포액을, 하기 처방의 광확산층용 도포액으로 변경하고, 건조 후의 두께가 10 ㎛가 되도록 설계한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 4의 광학산성 시트를 얻었다.
<실시예 4의 광학산층용 도포액>
?아크릴폴리올 10부
(아크리딕 A-807：DIC사)
?이소시아네이트계 경화제 2부
(다케네이트 D110N：미쯔이 가가쿠사)
?폴리메틸메타크릴레이트 진구상 입자 5부
(평균 입경 10 ㎛, 변동계수 10%)
?희석용제 23부
[비교예 1]
실시예 1의 광학산층용 도포액을, 하기 처방의 광확산층용 도포액으로 변경하고, 건조 후의 두께가 13 ㎛가 되도록 설계한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 1의 광학산성 시트를 얻었다.
<비교예 1의 광학산층용 도포액>
?아크릴폴리올 10부
(아크리딕 A-807：DIC사)
?이소시아네이트계 경화제 2부
(다케네이트 D110N：미쯔이 가가쿠사)
?폴리메틸메타크릴레이트 진구상 입자 9부
(평균 입경 8 ㎛, 변동계수 30%)
?희석용제 33부
[비교예 2]
실시예 1의 광학산층용 도포액을, 하기 처방의 광확산층용 도포액으로 변경하고, 건조 후의 두께가 18 ㎛가 되도록 설계한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 2의 광학산성 시트를 얻었다.
<비교예 2의 광학산층용 도포액>
?아크릴폴리올 10부
(아크리딕 A-807：DIC사)
?이소시아네이트계 경화제 2부
(다케네이트 D110N：미쯔이 가가쿠사)
?폴리메틸메타크릴레이트 진구상 입자 11부
(평균 입경 10 ㎛, 변동계수 30%)
?희석용제 28부
[비교예 3]
실시예 1의 광학산층용 도포액을, 하기 처방의 광확산층용 도포액으로 변경하고, 건조 후의 두께가 12 ㎛가 되도록 설계한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 3의 광학산성 시트를 얻었다.
<비교예 3의 광학산층용 도포액>
?아크릴폴리올 10부
(아크리딕 A-807：DIC사)
?이소시아네이트계 경화제 2부
(다케네이트 D110N：미쯔이 가가쿠사)
?폴리메틸메타크릴레이트 진구상 입자 10부
(평균 입경 8 ㎛, 변동계수 20%)
?희석용제 36부
2. 광확산성 시트의 확산층의 이차원 표면형상 측정
실시예 1，2 및 비교예 1~3의 광학산성 시트의 확산층 표면에 대해서, 촉침식 표면형상 측정기(SAS-2010 SAU-II：메이신 고우키사, 선단 반경 5 ㎛, 재질 다이아몬드, 측정력 0.8 mN)를 사용하여, 이차원 표면형상 측정에 있어서의 거칠기 곡선의 첨도 Rku 및 이차원 표면형상 측정에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra를 각각 임의로 10개소 측정하여, 이들의 평균값을 얻었다. 측정결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 1，3，4 및 비교예 2，3의 광학산성 시트의 확산층 표면에 대해서, 동일한 측정기를 사용하여, 이차원 표면형상 측정에 있어서의 거칠기 곡선 요소의 평균 높이 Rc 및 거칠기 곡선 요소의 평균 길이 RSm을 각각 임의로 10개소 측정하여, 이들의 평균값을 얻었다. 그리고, 이러한 거칠기 곡선 요소의 평균 높이 Rc의 평균값에 대한 거칠기 곡선 요소의 평균 길이 RSm의 평균값의 비율 RSm/Rc를 산출하였다. 이들 거칠기 곡선 요소의 평균 높이 Rc 및 거칠기 곡선 요소의 평균 길이 RSm의 평균값 및 RSm/Rc의 산출결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
3. 백라이트의 제작
다음으로, 각 예에서 얻어진 광확산성 시트를, 2.4 인치의 에지라이트형 백라이트(광도 1300 mcd의 LED 광원 4등, 두께 0.6 ㎜의 도광판 내장)에 있어서, 당해 광확산성 시트의 지지체가 당해 백라이트의 도광판과 대향하도록 삽입함으로써, 각 예의 백라이트를 제작하였다.
4. 평가
(1) 정면휘도
각 예의 백라이트를 점등하고, 도 2에 나타내는 바와 같은 백라이트(5)의 광출사면 중앙 부근의 P점의 정면휘도를 측정하였다. 측정결과를 표 3, 4에 나타낸다(단위는 「cd/㎡」). 또한, 비교예 3의 백라이트의 정면휘도를 100%로 했을 때의, 각 예에서의 정면휘도의 비율도 함께 표 3，4에 나타낸다.
Figure pct00003
Figure pct00004
표 1 및 표 3의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1，2의 광학산성 시트를 사용한 실시예 1，2의 백라이트는, 당해 광확산성 시트의 광확산층의 첨도 Rku가 3.0 이상이고, 산술 평균 거칠기 Ra가 1.5 ㎛ 이하인 것으로부터, 높은 정면휘도가 발휘되는 것이 되었다.
표 2 및 표 4의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1，3，4의 광학산성 시트를 사용한 실시예 1，3，4의 백라이트는, 당해 광확산성 시트의 광확산층의 거칠기 곡선 요소의 평균 높이 Rc에 대한 거칠기 곡선 요소의 평균 길이 RSm의 비율 RSm/Rc가 7.0 이상인 것으로부터, 높은 정면휘도가 발휘되는 것이 되었다.
또한, 실시예 1~4의 광학산성 시트를 사용한 실시예 1~4의 백라이트의 확산성에 대해 평가하였다. 먼저, 각 실시예의 백라이트에 대해서, 도 2에 나타내는 바와 같은 광원(6) 부근의 A~C점(모두 이웃하는 2개의 광원(6)간 상에 위치한다)에 있어서의 정면휘도를 측정하였다. 이어서, PA점간의 정면휘도의 변위(A점의 정면휘도를, P점의 정면휘도로 나눴을 때의 비율), 동일하게 PB점간의 정면휘도의 변위, PC점간의 정면휘도의 변위를 산출하여, 당해 3개의 변위의 평균값(백라이트 전체에 있어서의 빛의 균일성)을 산출하였다. A~C점 및 P점에 있어서의 정면휘도의 측정결과를 표 5，6에, 및 각 PA점간, PB점간, PC점간의 변위 및 그의 평균값(백라이트 전체에 있어서의 빛의 균일성)의 산출결과를 표 7, 8에 나타낸다.
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
표 5 및 표 7의 결과로부터, 실시예 1，2의 광학산성 시트를 사용한 실시예 1, 2의 백라이트는, 정면휘도의 평균값이 모두 75%를 초과하고 있었기 때문에, 확산성이 유지되어 있는 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 1의 광학산성 시트를 사용한 비교예 1의 백라이트는, 당해 광확산성 시트의 광확산층의 첨도 Rku가 3.0 미만이고, 산술 평균 거칠기 Ra가 1.5 ㎛를 초과하고 있었던 것으로부터, 실시예에 비해 정면휘도가 부족한 것이 되었다.
또한, 비교예 2의 광학산성 시트를 사용한 비교예 2의 백라이트는, 당해 광확산성 시트의 광확산층의 첨도 Rku가 3.0 이상이지만, 산술 평균 거칠기 Ra가 1.5 ㎛를 초과하고 있었던 것으로부터, 실시예에 비해 정면휘도가 부족한 것이 되었다.
또한, 비교예 3의 광학산성 시트를 사용한 비교예 3의 백라이트는, 당해 광확산성 시트의 광확산층의 산술 평균 거칠기 Ra가 1.5 ㎛ 이하이지만, 첨도 Rku가 3.0 미만이었던 것으로부터, 실시예에 비해 정면휘도가 부족한 것이 되었다.
표 6 및 표 8의 결과로부터, 실시예 1，3，4의 광학산성 시트를 사용한 실시예 1，3，4의 백라이트는, 정면휘도의 평균값이 모두 75%를 초과하고 있었기 때문에, 확산성이 유지되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 본 발명의 조건 1~3을 모두 만족시키는, 실시예 1의 광학산성 시트를 사용한 실시예 1의 백라이트는, 특히 정면휘도와 확산성이 높고, 양자의 균형이 가장 양립되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 비교예 2，3의 광학산성 시트를 사용한 비교예 2，3의 백라이트는, 각각 사용되는 비교예 2，3의 광학산성 시트의 광확산층의 거칠기 곡선 요소의 평균 높이 Rc에 대한 거칠기 곡선 요소의 평균 길이 RSm의 비율 RSm/Rc가 7.0 미만인 것으로부터, 실시예에 비해 정면휘도가 부족한 것이 되었다.
1…광확산성 시트, 2…확산층, 3…지지체, 4…확산제, 5…백라이트, 6…광원

Claims (6)

  1. 확산층을 구비한 광확산성 시트에 있어서, 상기 확산층은, 하기 조건 1 및 2나, 하기 조건 3 중 어느 하나 이상을 만족하는 표면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광확산성 시트.
    조건 1：이차원 표면형상 측정에 있어서의 거칠기 곡선의 첨도(kurtosis)(JIS　B0601：2001)를 Rku로 했을 때, Rku가 3.0 이상이 되는 조건,
    조건 2：이차원 표면형상 측정에 있어서의 산술 평균 거칠기(JIS　B0601：2001)를 Ra로 했을 때, Ra가 1.5 ㎛ 이하가 되는 조건,
    조건 3：이차원 표면형상 측정에 있어서의 거칠기 곡선 요소의, 평균 높이(JIS B0601：2001)를 Rc로 하고, 평균 길이(JIS　B0601：2001)를 RSm으로 했을 때, RSm과 Rc의 비(RSm/Rc)가 7.0 이상이 되는 조건.
  2. 제1항의 광확산성 시트에 있어서, 상기 확산층은, 상기 조건 1 및 2를 만족하는 표면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광확산성 시트.
  3. 제1항의 광확산성 시트에 있어서, 상기 확산층은, 상기 조건 3을 만족하는 표면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광확산성 시트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    고휘도 LED 광원이 삽입된 백라이트에 사용하는 광확산성 시트.
  5. 적어도 광원과, 상기 광원에 인접하여 배치되고, 도광 또는 확산을 위한 광학판과, 상기 광학판의 광출사측에 배치된 광확산성 시트를 구비한 백라이트에 있어서, 상기 광확산성 시트가 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 광확산성 시트인 것을 특징으로 하는 백라이트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광원은 LED 광원인 것을 특징으로 하는 백라이트.
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