KR20130035947A - 프리즘 시트 및 이것을 사용한 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화면의 번쩍임이나 간섭 패턴의 발생을 방지할 수 있고, 정면 휘도의 향상 및 박형화를 촉진할 수 있는 프리즘 시트 및 이것을 사용한 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 프리즘 시트는 투명한 기재층과, 이 기재층의 표면측에 적층되고, 바인더 중에 비즈가 분산된 비즈 도공층과, 이 비즈 도공층의 표면측에 스트라이프 형상으로 배열설치되는 복수의 돌조 프리즘부를 구비한다. 당해 프리즘 시트는 화면의 번쩍임이나 간섭 패턴의 발생을 방지할 수 있고, 정면 휘도를 향상시킬 수 있다. 결과적으로 광학 시트의 매수의 저감에 의한 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 박형화가 촉진된다. 상기 비즈 도공층과 상기 돌조 프리즘부 사이에 시트형상부가 배열설치되어 있고, 이 시트형상부와 돌조 프리즘부가 일체 성형되어 있으면 된다.

Description

프리즘 시트 및 이것을 사용한 백라이트 유닛{PRISM SHEET AND BACKLIGHT UNIT USING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 적합한 프리즘 시트, 및 이것을 사용한 액정 표시 장치용 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정층을 배면으로부터 비추어 발광시키는 백라이트 방식이 보급되어, 액정층의 하면측에 에지 라이트형, 직하형 등의 백라이트 유닛이 장비되어 있다. 이러한 에지 라이트형의 백라이트 유닛(50)은 기본적으로는 도 2에 나타내는 바와 같이 광원으로서의 선형상의 램프(51)와, 램프(51)에 단부가 따르도록 배치되는 사각형판 형상의 도광판(52)과, 도광판(52)의 표면측에 배열설치되는 광확산 시트(53)와, 광확산 시트(53)의 표면측에 배열설치되는 프리즘 시트(54)를 구비하고 있다.
이 백라이트 유닛(50)의 기능을 설명하면, 우선 램프(51)로부터 도광판(52)에 입사한 광선은 도광판(52) 이면의 반사 도트 또는 반사 시트(도시하지 않음)에서 반사되고, 도광판(52)의 표면으로부터 출사된다. 도광판(52)으로부터 출사된 광선은 광확산 시트(53)에 입사하고, 광확산 시트(53)에서 확산되고, 광확산 시트(53) 표면으로부터 출사된다. 그 후, 광확산 시트(53)로부터 출사된 광선은 프리즘 시트(54)에 입사하고, 프리즘 시트(54) 표면에 형성된 돌조 프리즘부(54a)에 의해 대략 법선 방향으로 피크를 나타내는 분포의 광선으로서 출사된다.
이와 같이, 램프(51)로부터 출사된 광선이 광확산 시트(53)에 의해 확산되고, 또 프리즘 시트(54)에 의해 대략 법선 방향으로 피크를 나타내도록 굴절되고, 또한 표면측의 액정층(도시하지 않음) 전체면을 조명하는 것이다.
이 프리즘 시트는 기하 광학에 기초한 표면 설계에 의해 정면측(프리즘 시트의 평면 방향에 직교하는 방향)으로 출사하는 광의 비율을 많게 할 수 있지만, 규칙적으로 배열하는 프리즘부(54a)에 기인하여 간섭 패턴이 나타나기 쉽고, 번쩍임이 생길 우려가 있다.
그 때문에 프리즘 시트의 표면측에 상용(上用) 확산 시트를 배열설치하여, 상기 번쩍임의 발생을 방지하는 것이 제안되어 있다(일본 공개특허공보 2002-256053호 참조).
그러나, 상기 공보와 같이 프리즘 시트의 표면측에 상용 확산 시트를 설치하면, 프리즘 시트에 의해 높아진 정면 휘도는 저하되어 버릴 뿐만아니라 광학 시트의 매수가 많아져 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 박형화의 요구에 반한다.
일본 공개특허공보 2002-256053호
본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 프리즘 시트와 액정층 사이에 상용 확산 시트를 설치하지 않아도, 화면의 번쩍임이나 간섭 패턴의 발생을 방지할 수 있고, 정면 휘도의 향상 및 박형화를 촉진할 수 있는 프리즘 시트 및 이것을 사용한 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 발명은,
투명한 기재층과,
이 기재층의 표면측에 적층되고, 바인더 중에 비즈가 분산된 비즈 도공층과,
이 비즈 도공층의 표면측에 스트라이프 형상으로 배열설치되는 복수의 돌조 프리즘부를 구비하는 프리즘 시트이다.
당해 프리즘 시트는 기재층과 돌조 프리즘부 사이에 비즈 도공층을 구비하고 있는 점에서, 비즈 도공층에 입사한 광선을 비즈에 의해 내부 확산하고, 이 확산 광을 돌조 프리즘부에 입사시킬 수 있다. 따라서, 당해 프리즘 시트는 프리즘 시트가 가지는 집광 특성을 완화할 수 있고, 화면의 번쩍임이나 간섭 패턴의 발생을 방지할 수 있다.
당해 프리즘 시트에 있어서는, 상기 비즈 도공층과 상기 돌조 프리즘부 사이에 시트형상부가 배열설치되어 있고, 이 시트형상부와 돌조 프리즘부가 일체 성형되어 있으면 된다. 상기 시트형상부를 비즈 도공층과 돌조 프리즘 사이에 배열설치함으로써, 비즈 도공층의 표면측에 비즈가 표출하여 비즈 도공층의 표면에 요철 형상이 존재하고 있었다고 해도, 정확한 형상의 돌조 프리즘부를 확실하게 형성할 수 있다. 즉, 당해 프리즘 시트에 있어서는, 상기 도공층의 표면에 상기 돌조 프리즘부를 직접 형성하는 것도 가능하지만, 이 경우에는 상기 비즈 도공층의 표면의 요철 형상에 의해, 돌조 프리즘부 간의 곡부(谷部) 부근의 형상이 정확하게 형성되지 않을 우려가 있고, 이것에 대하여 상기 서술한 바와 같이 시트형상부를 배열설치함으로써 비즈 도공층의 표면의 요철 형상의 존재에 관계없이, 정확한 형상의 돌조 프리즘부를 확실하게 형성할 수 있다.
상기 비즈 도공층의 평균 두께로서는 1μm 이상 10μm 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 이 비즈 도공층에 입사한 광선을 정확하고 또한 확실하게 내부 확산할 수 있음과 아울러, 액정 표시 장치의 박형화의 요청에 따를 수 있다.
또, 상기 비즈 도공층의 적층량으로서는 2g/m2 이상 10g/m2 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 이 비즈 도공층에 입사한 광선을 정확하고 또한 확실하게 내부 확산할 수 있음과 아울러, 액정 표시 장치의 박형화의 요청에 따를 수 있다.
또한, 비즈(7)의 평균 입자 직경으로서는 1μm 이상 10μm 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 광확산 등의 효과가 충분함과 아울러, 비즈 도공층의 형성을 용이하게 행할 수 있다.
상기 비즈의 입자 직경의 변동 계수는 30% 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 이 비즈 도공층에 포함되는 비즈의 입자 직경이 균일화되어 있으므로, 비즈도공층에 입사한 광선을 균일하게 내부 확산할 수 있다.
상기 비즈의 굴절율보다 상기 바인더의 굴절율이 큰 것이 바람직하다. 이것에 의해, 바인더로서 굴절율이 큰 것을 사용할 수 있고, 이 때문에 기재층으로부터 비즈 도공층을 향하여 출사되는 광선이 바인더 계면에서 전반사하기 어려워, 광선의 유효 이용이 도모된다.
상기 바인더의 굴절율과 상기 비즈의 굴절율의 차는 0.01 이상 0.60 이하이면 된다. 상기 바인더와 상기 비즈의 굴절율의 차가 상기 하한보다 작으면 비즈 도공층에서의 내부 확산이 불충분하게 될 우려가 있고, 상기 상한을 넘으면 비즈의 계면에서 전반사가 많아지고, 헤이즈값이 지나치게 높아져 정면 휘도가 떨어질 우려가 있기 때문이다.
따라서, 램프로부터 발생되는 광선을 분산시켜 표면측으로 이끄는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛에 있어서, 당해 프리즘 시트를 구비하면, 화면의 번쩍임이나 간섭 패턴의 발생을 방지할 수 있고, 정면 휘도의 향상 및 박형화를 촉진할 수 있다.
여기서 「표면측」은 액정 표시 모듈의 또는 액정 표시 모듈에 편입되었을 때의 표시의 관찰측을 의미한다. 「이면측」은 「표면측」과 반대측을 의미한다. 또, 「입자 직경의 변동 계수」는 하기 식(1)에 의해 산출했다.
변동 계수(%)=비즈의 입자 직경의 표준편차/비즈의 평균 입자 직경…(1)
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 프리즘 시트는 프리즘 시트가 가지는 집광 특성을 완화하고, 화면의 번쩍임이나 간섭 패턴의 발생을 방지할 수 있고, 정면 휘도를 향상시킬 수 있어, 결과적으로 광학 시트의 매수의 저감에 의한 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 박형화가 촉진된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 프리즘 시트를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2는 종래의 프리즘 시트를 사용한 액정 표시 장치용 백라이트 유닛의 모식적 단면도이다.
이하, 적당히 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 도 1의 프리즘 시트(1)는 투명한 기재층(2)과, 바인더(6) 중에 비즈(7)가 분산된 비즈 도공층(3)과, 이 비즈 도공층(3)의 표면에 적층되는 시트형상부(4)와, 복수의 돌조 프리즘부(5)를 이측으로부터 표측으로 이 순서대로 구비한다.
기재층(2)은 광선을 투과시킬 필요가 있으므로 투명 특히 무색 투명의 합성 수지로 형성되어 있다. 이러한 기재층(2)에 사용되는 합성 수지로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀룰로오스아세테이트, 내후성 염화비닐, 활성 에너지선 경화형 수지 등을 들 수 있다.
상기 기재층(2)의 평균 두께는 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면 10μm 이상 500μm 이하, 바람직하게는 35μm 이상 250μm 이하, 특히 바람직하게는 50μm 이상 188μm 이하이다. 기재층(2)의 두께가 상기 범위 미만이면 백라이트 유닛에 있어서 열에 노출되었을 때에 컬이 발생하기 쉬워져 취급이 곤란해질 우려가 있다. 반대로 기재층(2)의 두께가 상기 범위를 넘으면 액정 표시 장치의 휘도가 저하될 우려가 있고, 또 백라이트 유닛의 두께가 커져 액정 표시 장치의 박형화의 요구에 반할 우려가 있다.
비즈 도공층(3)은 상기 기재층(2)의 표면에 적층되어 있다. 이 비즈 도공층(3)은 이간하여 배열설치되는 복수의 비즈(7)와, 이 비즈(7)를 기재층(2)에 고정하는 바인더(6)를 가지고 있다.
비즈(7)는 상기 바인더(6)에 의해 상기 기재층(2)의 표면측에 대략 등밀도로 배치고정된다. 이 비즈(7)와 바인더(6)의 굴절율의 차에 의해, 이 비즈 도공층(3)은 입사한 광선을 내부 확산하고 있다.
비즈(7)의 재료로서는 무기 필러와 유기 필러로 크게 구별된다. 무기 필러로서는 구체적으로는 실리카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 산화아연, 황화바륨, 마그네슘실리케이트, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 유기 필러의 구체적인 재료로서는 아크릴 수지, 실리콘 수지, 아크릴로니트릴 수지, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 투명성이 높고, 광선의 투과를 저해하지 않는 아크릴 수지나 실리콘 수지가 특히 바람직하다.
비즈(7)의 평균 입자 직경의 하한으로서는 1μm, 특히 1.5μm, 더욱 특히 2μm가 바람직하고, 이 평균 입자 직경의 상한으로서는 10μm, 특히 7μm, 더욱 특히 4μm가 바람직하다. 비즈(7)의 평균 입자 직경이 상기 범위 미만이면 광확산 등의 효과가 불충분해질 우려가 있다. 반대로, 비즈(7)의 평균 입자 직경이 상기 범위를 넘으면 비즈 도공층 형성 재료의 도공이 곤란하게 되어버릴 우려가 있다. 상기 비즈(7)의 평균 입자 직경은 임의로 추출한 100개의 비즈(7)를 현미경으로 확대하여 입자의 직경을 측정하고, 이것을 단순 평균함으로써 도출된다. 또한, 비즈(7)가 구형이 아닌 경우는 임의의 일방향에 있어서의 비즈(7)의 치수와 이것과 직교하는 방향에 있어서의 비즈(7)의 치수를 평균한 값으로 한다.
비즈(7)로서는 입자 직경 분포 폭이 좁은 단분산 비즈군을 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는 비즈(7)의 입자 직경의 변동 계수로서는 30% 이하가 바람직하고, 20% 이하가 특히 바람직하고, 10% 이하가 더욱 특히 바람직하다. 이것에 의해, 이 비즈 도공층에 포함되는 비즈의 입자 직경이 균일화되어 있으므로, 비즈 도공층에 입사한 광선을 균일하게 내부 확산할 수 있다.
또, 상기 비즈 도공층(3)의 평균 두께는 상기 비즈(7)의 평균 입자 직경보다 큰 것이 바람직하다. 이것에 의해, 비즈(7)가 비즈 도공층(3)의 표면으로부터 지나치게 돌출하지 않아, 비즈 도공층(3)의 표면 거칠기를 일정 범위 내로 할 수 있다.
이 비즈 도공층(3)의 평균 두께의 하한으로서는 1μm, 특히 3μm, 더욱 특히 5μm가 바람직하다. 한편, 비즈 도공층(3)의 평균 두께의 상한으로서는 10μm, 특히 8μm, 더욱 특히 6μm가 바람직하다. 비즈 도공층(3)의 평균 두께가 상기 범위보다 작으면 비즈(7)를 고정할 수 없게 될 우려가 있다. 반대로, 비즈 도공층(3)의 평균 두께가 상기 범위를 넘으면 프리즘 시트(1)의 박형화의 요구에 반할 우려가 있다.
또, 비즈(7)의 배합량(바인더의 형성 재료인 폴리머 조성물 중의 기재 폴리머 100부에 대한 고형분 환산의 배합량)의 하한으로서는 1부가 바람직하고, 1.5부가 특히 바람직하고, 2부가 더욱 특히 바람직하다. 한편, 비즈(7)의 상기 배합량의 상한으로서는 5부가 바람직하고, 3부가 특히 바람직하고, 2.5부가 더욱 특히 바람직하다. 비즈(7)의 배합량이 상기 범위 미만이면 비즈(7)에 의한 광확산이 불충분하게 될 우려가 있다. 한편, 비즈(7)의 배합량이 상기 범위를 넘으면 비즈(7)에 의한 내부 확산이 지나치게 커지고 정면 휘도가 저하할 우려가 있다.
상기 비즈 도공층(3)의 적층량의 하한으로서는 2g/m2가 바람직하고, 4g/m2가 특히 바람직하다. 한편, 비즈 도공층(3)의 적층량의 상한으로서는 10g/m2가 바람직하고, 8g/m2가 특히 바람직하다. 비즈 도공층(3)의 적층량이 상기 범위보다 작으면 비즈(7)를 고정할 수 없게 될 우려가 있다. 반대로, 비즈 도공층(3)의 적층량이 상기 범위를 넘으면 프리즘 시트(1)의 박형화의 요구에 반할 우려가 있다.
상기 비즈 도공층(3) 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)는 0.3μm 이하가 바람직하고, 0.2μm 이하가 특히 바람직하고, 0.1μm 이하가 더욱 특히 바람직하다. 상기 산술 평균 거칠기가 상기 상한을 넘는 경우, 비즈 도공층(3)의 표면(계면)에서의 확산이 지나치게 커지고, 정면 휘도가 저하할 우려가 있다. 한편, 이 비즈 도공층(3)의 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)는 0.01μm 이상이 바람직하고, 0.03μm 이상이 특히 바람직하고, 0.05μm가 더욱 특히 바람직하다.
상기 비즈 도공층(3) 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)는 1.4μm 이하가 바람직하고, 1μm 이하가 특히 바람직하고, 0.8μm 이하가 더욱 특히 바람직하다. 이 10점 평균 거칠기(Rz)가 상기 상한보다 크면 요철 형상이 지나치게 거칠어져, 비즈 도공층(3)의 계면에서의 확산이 커질 우려가 있다. 또한, 비즈 도공층(3) 표면의 10점 평균 거칠기(Rz)는 0.2μm 이상이 바람직하고, 0.3μm 이상이 특히 바람직하고, 0.4μm 이상이 더욱 특히 바람직하다.
또, 상기 비즈(7)의 굴절율은 상기 바인더(6)의 굴절율보다 작은 것이 바람직하다. 이것에 의해, 바인더(6)로서 굴절율이 큰 것을 사용할 수 있고, 이 때문에 기재층(2)으로부터 비즈 도공층(3)을 향하여 출사되는 광선이 바인더(6) 계면에서 전반사하기 어려워, 광선의 유효 이용이 도모된다.
또한, 상기 바인더(6)의 굴절율과 비즈(7)의 굴절율의 차는 0.01 이상 0.60 이하가 바람직하고, 0.02 이상 0.1 이하가 특히 바람직하다. 상기 바인더(6)와 비즈(7)의 굴절율의 차가 상기 범위보다 작으면 내부 확산을 충분히 발휘할 수 없을 우려가 있다. 한편, 상기 굴절율의 차가 상기 범위를 넘으면 비즈(7)의 계면에서의 반사가 많아지고, 헤이즈값이 지나치게 높아져 정면 휘도가 떨어질 우려가 있다. 구체적으로는, 예를 들면 비즈(7)로서 굴절율 1.45 이상 1.5 이하의 실리콘 비즈를 사용하고, 바인더(6)로서 굴절율 1.5 이상 1.53 이하의 아크릴계 수지로 이루어지는 바인더를 사용하는 것이 가능하다.
상기 바인더(6)는 기재 폴리머를 포함하는 폴리머 조성물을 경화시킴으로써 형성된다. 이와 같이 폴리머 조성물이 경화하여 바인더(6)가 형성됨으로써, 기재층(2)의 표면측에 비즈(7)가 고정되어 있다.
상기 기재 폴리머로서는 아크릴계 수지가 적합하게 사용되는데, 이 기재 폴리머는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 폴리우레탄, 폴리에스테르, 불소계 수지, 실리콘계 수지, 폴리아미드이미드, 에폭시 수지, 자외선 경화형 수지 등을 사용하는 것도 가능하다. 또, 상기 기재 폴리머로서는 가공성이 높고, 도공 등의 수단으로 용이하게 비즈 도공층(3)을 형성할 수 있는 폴리올이 바람직하다. 또, 바인더(6)에 사용되는 기재 폴리머는 광선을 투과시킬 필요가 있으므로 투명으로 되어 있고, 무색 투명이 바람직하다. 또한, 상기 폴리머는 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 폴리올로서는 예를 들면 (a) 수산기 과잉의 조건으로 얻어지는 폴리에스테르폴리올과, (b) 수산기 함유 불포화 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어지고, 또한 (메타)아크릴 단위 등을 가지는 아크릴폴리올이 바람직하다. 이러한 폴리에스테르폴리올 또는 아크릴폴리올을 기재 폴리머로 하는 바인더(6)는 내후성이 높고, 비즈 도공층(3)의 황변 등을 억제할 수 있다. 또한, 이 폴리에스테르폴리올과 아크릴폴리올은 병용해도 된다.
또한, 바인더(6)를 형성하기 위한 폴리머 조성물은 기재 폴리머 이외에 예를 들면 미소 무기 충전제, 경화제, 가소제, 분산제, 각종 레벨링제, 대전 방지제, 자외선 흡수제, 항산화제, 점성 개질제, 윤활제, 광안정화제 등이 적당히 배합되어도 된다. 이들 중, 자외선 흡수제를 배합하는 것이 바람직하고, 이것에 의해 바인더에 투과 광선의 자외선을 커트하는 기능을 부여할 수 있다. 이러한 자외선 커트 기능을 부여함으로써, 당해 프리즘 시트(1)는 백라이트 유닛의 램프로부터 발생되는 미량의 자외선을 커트하고, 자외선에 의한 액정층의 파괴를 방지할 수 있다.
이러한 자외선 흡수제로서는 자외선을 흡수하고, 효율적으로 열에너지로 변환할 수 있는 것이며, 또한 광에 대하여 안정적인 화합물이면 특별히 한정되는 것은 아니며 공지의 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 자외선 흡수 기능이 높고, 상기 기재 폴리머와의 상용성이 양호하며, 기재 폴리머 중에 안정적으로 존재하는 살리실산계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 및 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제가 바람직하고, 이들 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것을 사용하면 된다. 또, 자외선 흡수제로서는 분자쇄에 자외선 흡수기를 가지는 폴리머(예를 들면, (주)니혼쇼쿠바이의 「유더블 UV」시리즈 등)도 적합하게 사용된다. 이러한 분자쇄에 자외선 흡수기를 가지는 폴리머를 사용함으로써 기재 폴리머와의 상용성이 높고, 자외선 흡수제의 블리드 아웃 등에 의한 자외선 흡수 기능의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 분자쇄에 자외선 흡수기를 가지는 폴리머를 바인더(6)의 기재 폴리머로 하는 것도 가능하다. 또, 이 자외선 흡수기가 결합된 폴리머를 바인더(6)의 기재 폴리머로 하고, 또한 이 기재 폴리머 중에 자외선 흡수제를 함유하는 것도 가능하며, 자외선 흡수 기능을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 기재 폴리머에 대한 함유량의 하한으로서는 0,1질량%가 바람직하고, 1질량%가 특히 바람직하고, 3질량%가 더욱 특히 바람직하다. 한편, 상기 자외선 흡수제의 상기 함유량의 상한으로서는 10질량%가 바람직하고, 8질량%가 특히 바람직하고, 5질량%가 더욱 특히 바람직하다. 상기 자외선 흡수제의 함유량이 상기 범위보다 작으면 자외선 흡수 기능을 충분히 나타낼 수 없을 우려가 있다. 반대로, 자외선 흡수제의 함유량이 상기 범위보다 크면 기재 폴리머에 악영향을 끼치고, 바인더(6)의 강도, 내구성의 저하를 초래할 우려가 있다.
상기 자외선 흡수제 대신에 또는 자외선 흡수제와 함께 자외선 안정제(분자쇄에 자외선 안정기가 결합한 기재 폴리머를 포함함)를 사용해도 된다. 이 자외선안정제에 의해, 자외선에서 발생하는 래디컬, 활성산소 등이 불활성화되어, 자외선 안정성, 내후성 등을 향상시킬 수 있다. 이 자외선 안정제로서는 자외선에 대한 안정성이 높은 힌더드아민계 자외선 안정제가 적합하게 사용된다. 또한, 자외선 흡수제와 자외선 안정제를 병용함으로써, 자외선에 대한 열화 방지 및 내후성이 현격히 향상된다.
다음에 당해 비즈 도공층(3)의 형성 방법에 대해서 설명한다. 당해 비즈 도공층(3)의 형성 방법으로서는 (a) 바인더(6)를 구성하는 폴리머 조성물에 비즈(7)를 혼합함으로써 비즈 도공층용 폴리머 조성물을 제조하는 공정과, (b) 이 비즈 도공층용 폴리머 조성물을 투명한 기재층(2)의 표면에 적층하고, 경화시킴으로써 비즈 도공층(3)을 형성하는 공정을 가진다.
이 비즈 도공층용 폴리머 조성물의 적층 수단으로서는 특별히 한정되는 것은 아니며 각종 공지의 방법이 채용된다. 구체적인 적층 수단으로서는 예를 들면 그라비어 코트법, 롤 코트법, 바 코트법, 블레이드 코트법, 스프레이 코트법 등을 들 수 있다.
상기 복수의 돌조 프리즘부(5)는 비즈 도공층(3)의 표면측에 스트라이프 형상으로 배열설치되어 있고, 상기 시트형상부(4)는 비즈 도공층(3)과 돌조 프리즘부(5) 사이에 배열설치되어 있다. 여기서, 상기 시트형상부(4)와 돌조 프리즘부(5)는 동일 소재로 일체 성형되어 구성되어 있다. 이 시트형상부(4)에 의해, 비즈 도공층(3)의 표면측에 비즈(7)가 표출하여 비즈 도공층(3)의 표면에 요철 형상이 존재하고 있었다고 해도, 정확한 형상의 돌조 프리즘부(5)를 확실하게 형성할 수 있다. 즉, 비즈 도공층의 표면에 돌조 프리즘부를 직접 형성한 경우에는, 비즈 도공층의 표면의 요철 형상에 의해 돌조 프리즘부 간의 곡부 부근의 형상이 정확하게 형성되지 않을 우려가 있어, 이것에 대하여 상기 서술한 바와 같이 시트형상부(4)를 배열설치함으로써 비즈 도공층(3)의 표면의 요철 형상의 존재에 관계없이, 정확한 형상의 돌조 프리즘부(5)를 확실하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 시트형상부(4)는 이면이 상기 비즈 도공층(3) 표면과 밀접 상태가 되도록 비즈 도공층(3) 표면에 적층되어 있다.
이 시트형상부(4)의 평균 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만 2μm 이상 5μm 이하이면 된다. 시트형상부(4)의 평균 두께를 상기 범위로 함으로써, 정확한 형상의 돌조 프리즘부(5)를 확실하게 형성할 수 있음과 아울러, 당해 프리즘 시트(1)가 지나치게 두꺼워지는 것을 방지할 수 있다.
돌조 프리즘부(5)는 일측면(저면)이 시트형상부(4) 표면에 접하는 삼각기둥 형상인 것이다. 돌조 프리즘부(5)의 단면 형상은 일반적으로는 정각 α가 90°, 저각 β가 45°인 직각이등변삼각형으로 되어 있다.
돌조 프리즘부(5)의 저면의 폭(W)의 하한으로서는 10μm가 바람직하고, 30μm가 특히 바람직하다. 한편, 상기 폭(W)의 상한으로서는 1000μm가 바람직하고, 400μm가 특히 바람직하다. 이것은 돌조 프리즘부(5)의 저면의 폭(W)이 상기 상한을 넘으면 번쩍임, 휘도 불균일 등의 발생 원인이 될 우려가 있기 때문이다.
시트형상부(4) 및 돌조 프리즘부(5)는 광선을 투과시킬 필요가 있으므로 투명 특히 무색 투명의 합성 수지로 형성되어 있다. 이 시트형상부(4) 및 돌조 프리즘부(5)의 굴절율은 1.3 이상 1.8 이하가 바람직하고, 1.45 이상 1.6 이하가 특히 바람직하고, 1.5 이상 1.53 이하가 더욱 특히 바람직하다. 또, 시트형상부(4)(및 돌조 프리즘부(5))의 굴절율과 바인더(6)의 굴절율의 차는 0.1 이하가 바람직하고, 0.01 이하인 것이 특히 바람직하다.
또, 시트형상부(4) 및 돌조 프리즘부(5)를 형성하는 합성 수지로서는 활성 에너지선 경화 수지가 적합하게 채용된다. 이 활성 에너지선 경화 수지로서는 자외선, 전자선 등의 활성 에너지선으로 경화시킨 것이 채용 가능하며, 예를 들면 폴리에스테르류, 에폭시계 수지, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴레이트계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중, (메타)아크릴레이트계 수지가 그 광학 특성 등의 관점에서 바람직하다. 이러한 경화 수지에 사용되는 활성 에너지선 경화성 조성물로서는 취급성이나 경화성 등의 점에서, 예를 들면 다가 아크릴레이트 및/또는 다가 메타크릴레이트(이하, 다가(메타)아크릴레이트로 기재), 모노아크릴레이트 및/또는 모노메타크릴레이트(이하, 모노(메타)아크릴레이트로 기재), 활성 에너지선에 의한 광중합 개시제를 주성분으로 하는 것 등이 바람직하다. 대표적인 다가(메타)아크릴레이트로서는 예를 들면 폴리올폴리(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르폴리(메타)아크릴레이트, 에폭시폴리(메타)아크릴레이트, 우레탄폴리(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 2종 이상을 병용해도 된다. 또, 모노(메타)아크릴레이트로서는 예를 들면 모노알코올의 모노(메타)아크릴산에스테르, 폴리올의 모노(메타)아크릴산에스테르 등을 들 수 있다.
당해 프리즘 시트(1)의 제조 방법은 상기 구조의 것을 형성할 수 있으면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일반적으로는 투명한 기재층(2)을 작성하고, 그 표면측에 비즈 도공층(3)을 형성하고, 그 후에 돌조 프리즘부(5) 및 시트형상부(4)를 일체 형성하는 방법으로 제조된다. 이 돌조 프리즘부(5)를 형성하는 방법으로서는 구체적으로는
(a) 프리즘 시트(1)의 표면 형상(복수의 돌조 프리즘부(5)로 이루어지는 표면 형상)의 반전 형상을 가지는 시트형에 합성 수지를 적층하고, 그 시트형을 벗김으로써 돌조 프리즘부(5) 등을 형성하는 방법,
(b) 프리즘 시트(1)의 표면 형상의 반전 형상을 가지는 금형에 용융 수지를 주입하는 사출 성형법,
(c) 시트화된 수지를 재가열하여 상기와 동일한 금형과 금속판 사이에 끼우고 프레스하여 형상을 전사하는 방법,
(d) 프리즘 시트(1)의 표면 형상의 반전 형상을 둘레면에 가지는 롤형과 다른 롤의 닙에 용융 상태의 수지를 통과시키고, 상기 형상을 전사하는 압출 시트 성형법,
(e) 비즈 도공층(3)에 자외선 경화형 수지를 도포하고, 상기와 마찬가지의 반전 형상을 가지는 시트형, 금형 또는 롤형으로 눌러 미경화의 자외선 경화형 수지에 형상을 전사하고, 자외선을 쏘아 자외선 경화형 수지를 경화시키는 방법,
(f) 상기와 마찬가지의 반전 형상을 가지는 금형 또는 롤형에 미경화의 자외선 경화성 수지를 충전 도포하고, 비즈 도공층(3)으로 눌러 고르게 하고, 자외선을 쏘아 자외선 경화형 수지를 경화시키는 방법,
(g) 자외선 경화형 수지 대신에 전자선 경화형 수지를 사용하는 방법
등이 있다.
당해 프리즘 시트(1)는 공지의 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 사용된다. 구체적으로는 당해 프리즘 시트(1)는 도광판과 액정층 사이에 배열설치되어 있다. 보다 구체적으로는 당해 프리즘 시트(1)는 도 2에 나타내는 바와 같이 광확산 시트(53)의 표면측에 배열설치되고, 광확산 시트(53)와 액정층 사이에 배열설치되어 있다.
당해 프리즘 시트(1)는 기재층(2)과 표면측의 돌조 프리즘부(5) 사이에 비즈 도공층(3)을 구비하고 있는 점에서, 비즈 도공층(3)에 입사한 광선을 비즈(7)에 의해 내부 확산하고, 이 확산광을 돌조 프리즘부(5)에 입사시킬 수 있다. 따라서, 당해 프리즘 시트(1)는 프리즘 시트가 가지는 집광 특성을 완화할 수 있고, 종래와 같은 상용 확산 시트를 특별히 설치하지 않아도 화면의 번쩍임이나 간섭 패턴의 발생을 방지할 수 있다.
또, 당해 프리즘 시트(1)는 바인더(6) 중에 자외선 흡수제를 함유하고 있으므로, 당해 프리즘 시트(1)는 백라이트 유닛의 램프로부터 발생되는 미량의 자외선을 커트하고, 자외선에 의한 액정층의 파괴를 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 기재층의 표면에 비즈 도공층을 형성한 것에 대해서 설명했지만, 기재층의 표면에 다른 층이 개재하고, 이 다른 층의 표면에 비즈 도공층이 형성된 것도 적당히 설계 변경 가능하며, 기재층의 표면측에 비즈 도공층이 적층되어 있는 것이면 본 발명이 의도하는 범위 내이다.
또, 상기 실시형태에 있어서, 비즈 도공층과 돌조 프리즘부 사이에 시트형상부를 배열설치한 것에 대해서 설명했지만, 본 발명에 있어서 시트형상부는 필수적인 구성 요건은 아니다. 또, 시트형상부를 설치하는 경우에 있어서도, 상기 실시형태와 같이 비즈 도공층의 표면에 시트형상부를 적층하는 것에 한정되지 않고, 비즈 도공층의 표면측에 시트형상부가 적층되어 있으면, 비즈 도공층과 시트형상부 사이에 다른 층이 개재하고 있는 것이어도 된다.
이상과 같이, 본 발명의 프리즘 시트 및 이것을 사용한 백라이트 유닛은 화면의 번쩍임이나 간섭 패턴의 발생을 방지할 수 있다. 결과적으로 광학 시트의 매수의 저감에 의한 정면 휘도의 향상 및 백라이트 유닛의 박형화를 촉진할 수 있다.
1…프리즘 시트 2…기재층
3…비즈 도공층 4…시트형상부
5…돌조 프리즘부 6…바인더
7…비즈 50…백라이트 유닛
51…램프 52…도광판
53…광확산 시트 54…프리즘 시트
54a…돌조 프리즘부

Claims (9)

  1. 투명한 기재층과,
    이 기재층의 표면측에 적층되고, 바인더 중에 비즈가 분산된 비즈 도공층과,
    이 비즈 도공층의 표면측에 스트라이프 형상으로 배열설치되는 복수의 돌조 프리즘부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 비즈 도공층과 상기 돌조 프리즘부 사이에 시트형상부가 배열설치되어 있고, 이 시트형상부와 돌조 프리즘부가 일체 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 비즈 도공층의 평균 두께가 1μm 이상 10μm 이하인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 비즈 도공층의 적층량이 2g/m2 이상 10g/m2 이하인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 비즈의 평균 입자 직경이 1μm 이상 10μm 이하인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 비즈의 입자 직경의 변동 계수가 30% 이하인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 비즈의 굴절율보다 상기 바인더의 굴절율이 큰 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 바인더의 굴절율과 상기 비즈의 굴절율의 차가 0.01 이상 0.60 이하인 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
  9. 램프로부터 발생되는 광선을 분산시켜 표면측으로 이끄는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛에 있어서,
    제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 프리즘 시트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 백라이트 유닛.
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