KR100859906B1

KR100859906B1 - 광학 기능성 시트

Info

Publication number: KR100859906B1
Application number: KR1020027015339A
Authority: KR
Inventors: 히로미쯔 다까하시; 모또유끼 스즈끼
Original assignee: 도레이 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2008-09-23
Also published as: CN1463368A; US20040047042A1; EP1369711A1; WO2002075375A1; US6937399B2; US20050243428A1; KR20030004401A; EP1369711A4

Abstract

본 발명은 적어도 시트 내부에 시트면에 대하여 수직 방향으로 연장되는 광확산상과 투명상이 시트면 방향으로 교대 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 표면 가공이나 다른 기능 시트와의 접합이 가능한 평활 표면을 가지며, 내부 형태에 의해 집광 기능을 발휘할 수 있고, 1매의 시트로 화면의 상하 방향 및 좌우 방향의 광을 동시에 집광할 수 있는 내부 집광 기능을 갖는 광학 기능성 시트를 얻을 수 있어 액정 디스플레이 부재에서의 백 라이트 등의 용도로 유용하게 사용할 수 있다.

광학 기능성 시트, 백 라이트, 광확산상, 투명상, 내부 집광 기능, 액정 디스플레이,

Description

광학 기능성 시트 {Optical Functional Sheet}

본 발명은 조명 기구 및 각종 디스플레이, 그 중에서도 액정 디스플레이에서의 백 라이트 용도로 바람직하게 사용되는 광학 기능성 시트에 관한 것이다.

최근, 휴대 기기를 비롯하여 퍼스널 컴퓨터, 모니터, 텔레비젼 등, 여러가지 용도로 각종 디스플레이가 사용되고 있다. 그 중에서도 액정 디스플레이는 휴대 기기용 소형 제품에서부터 최근에는 모니터 및 텔레비젼 등의 대형 제품 분야에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있다. 액정 디스플레이는 그 자체가 발광체가 아니기 때문에 백 라이트에 의해 뒷면에서 광을 입사함으로써 표시가 가능하다.

백 라이트에는 단순히 광을 조사할 뿐만 아니라, 화면 전체를 균일하고 밝게 점등시키는 것이 요구된다. 따라서, 백 라이트를 균일하게 점등시키기 위해, 통상 광확산성 시트나 프리즘 시트와 같은 광학 기능성 시트가 부설되어 있다. 즉, 백 라이트에 있어서, 도광판 상에 광선의 출사 분포를 균등화시키는 광확산성 시트를 설치하고, 또한 정면 휘도를 향상시키기 위해 광을 정면 방향으로 모으는 프리즘 시트를 겹쳐 사용하는 방법이 통상 행해지고 있다.

프리즘 시트는 단면이 대략 삼각형인 프리즘을 다수 배열한 구조를 가진 시트이며, 이 시트를 사용함으로써 백 라이트로부터 광을 효율적으로 정면 방향으로 모을 수 있기 때문에 정면 휘도가 향상된다 (예를 들면, 미국 특허 제5,161,041호 기재).

그러나, 프리즘 시트 표면의 프리즘열은 매우 미세하고 꼭지각이 뾰족한 구조를 취하기 때문에, 그 제조시 및 취급시 표면에 흠집이 생기기 쉬워 화질을 저하시킨다는 결점이 있다. 또한, 프리즘열의 라인을 없애기 위해 통상은 확산성이 약한 광확산성 시트를 더 겹쳐 사용하고 있어 백 라이트에 사용하는 시트의 매수가 증가하였다.

또한, 이들 백 라이트에 사용되고 있는 광학 기능성 시트에는, 성능ㆍ효율 향상 및 박형ㆍ경량화 등이 계속적으로 요구되어, 이를 달성하기 위해서는 예를 들어 표면으로의 기능층 도포ㆍ다른 시트 접합과 같은 기능 통합 등의 수단이 유효하였다. 그러나, 프리즘 시트로 대표되는 표면 형상을 이용하여 성능을 발휘하는 시트의 경우에는 표면 가공이 불가능하였다.

따라서, 본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 표면 형상에 영향을 받지 않는 내부 집광 기능형 시트를 발견하고, 본 발명에 도달하였다.

본 발명의 목적은 표면 형상에 의한 집광 기능을 이용하지 않아도 내부 형태에 따라 집광 기능을 발휘할 수 있고, 액정의 백 라이트 용도 등으로 사용했을 경우 정면 휘도를 크게 향상시킬 수 있는 광학 기능성 시트를 제공하는 데 있다. 또한, 집광 기능과 다른 기능을 겸비한 복합 광학 기능성 시트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 광학 기능성 시트는 적어도 시트 내부에 상기 시트면에 대하여 수직 방향으로 연장되는 광확산상과 투명상이 시트면 방향으로 교대 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 광학 기능성 시트에 있어서, 이하와 같은 요건을 더 구비하는 것이 바람직하다.

(a) 광확산상과 투명상은, 시트면 방향으로 광확산상이 서로 연계되는 연속적상으로서 배치되며, 투명상이 광확산상에 의해 분단되는 불연속상이다.

(b) 투명상의 시트면으로의 투영 형상이 삼각형, 사각형, 육각형, 원형, 타원형에서 선택되는 형상이다.

(c) 광확산상은 투명한 매트릭스 성분 중에 매트릭스 성분과는 굴절률이 다른 미립자가 분산된 것이다.

(d) 광확산상은 다수의 기포를 분산 함유하며, 투명상은 기포를 함유하지 않는 것이다.

(e) 시트의 임의 단면에 있어서, 투명상의 시트막 두께 방향 길이 L과 투명상의 면 방향 길이 p의 비율(L/p)이 2 내지 10이다.

(f) 광확산상 및 투명상의 단면 형상이 직사각형, 정사각형, 평행 사변형, 사다리꼴, 삼각형, 조종형, 나팔형, 타원형 및 이들이 합쳐진 것에서 선택되는 형상이다.

(g) 시트의 임의 단면에 있어서, 광확산상의 막 두께 방향 길이 L'와 광확산상의 면 방향 길이 q의 비율(L'/q)이 1 이상이다.

(h) 시트면 내의 광확산상 대 투명상의 면적 비율이 1/50 내지 1/1이다.

(i) 막두께가 10 내지 500 ㎛이다.

(j) 상기 어느 한 항에 기재된 광학 기능성 시트 (1)과 다른 광학 기능성 시트 (2)를 적층한 복합 광학 기능성 시트이다.

(k) 상기 광학 기능성 시트 (2)는, 투명한 매트릭스 성분 중에 매트릭스 성분과는 굴절률이 다른 미립자가 분산된 재질을 포함하는 광확산성 시트이다.

(l) 액정 디스플레이의 백 라이트용 광학 기능성 시트이다.

도 1은 본 발명의 광학 기능성 시트의 일 실시태양의 단면을 나타내는 모식도이다.

도 2는 본 발명의 광학 기능성 시트의 일 실시태양을 비스듬히 위에서 본 모식도이다.

도 3은 본 발명의 광학 기능성 시트의 일 실시태양을 시트면의 윗쪽에서 본 모식도이다.

도 4는 본 발명의 광학 기능성 시트의 다른 실시태양을 시트면의 윗쪽에서 본 모식도이다.

도 5는 다수의 기포가 포함되는 광확산상을 사용하여 이루어지는 본 발명의 광학 기능성 시트의 일 실시태양의 단면을 모식적으로 나타낸 것이다.

도 6은 백 라이트에서의 각 부재의 상대적 위치 관계를 나타내는 장치 구조도이다.

도 7은 본 발명의 광학 기능성 시트가 휘도 향상 효과를 발현하는 메카니즘을 설명하는 도면이다.

<부호의 설명>

1: 광확산상 2: 투명상

3: 광학 기능성 시트 4: 광확산성 시트

5: 도광판 6: 형광관

7: 반사 시트 8: 표면이 경면 반사층인 상

9: 2와는 굴절률이 다른 투명상

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명의 광학 기능성 시트는 적어도 시트 내부에 상기 시트면에 대하여 수직 방향으로 연장되는 광확산상과 투명상이 시트면 방향으로 교대 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 광학 기능성 시트의 일 실시태양의 모식도로서, 시트의 수직 단면을 나타낸다. 여러가지 단면 형상의 광확산상 (1)과 투명상 (2)가 그 중심선을 시트면에 대하여 수직으로 세우며, 시트면 방향(도면의 좌우 방향)으로 교대 배열되어 있다. 예를 들면, 광확산상 (1)을 중심으로 단면 형상을 살펴보면, 직사각형 (a), 정사각형, 평행 사변형, 사다리꼴 (b), 삼각형 (c), 조종형 (d), 나팔형 (e), 타원형 (f), 또한 그 외에도 이들 형상이 변형된 것이나 여러가지 형상이 섞인 것 등, 각종 형상을 바람직하게 사용할 수 있다. 투명상 (2)의 단면 형상에 대해서도 광확산상 (1)과 동일한 형상이 바람직하게 사용된다. 본 발명에 있어서는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 광확산상 (1)과 투명상 (2)가 시트면에 대하여 대략 수직 방향으로 연장되는 경우도 포함된다. 여기에서 "대략 수직 방향으로 연장된다"는 것은 각각의 광확산상 (1)과 투명상 (2)가 시트면에 대하여 수직 방향으로부터 ±15°의 범위로 연장되는 것을 말한다.

광확산상 (1)은 단면에서의 막두께 방향의 길이가 전체 막두께의 50 ％ 이상, 바람직하게는 70 ％ 이상을 차지하는 것이 바람직하다. 도 1(a) 내지 (f)는 광확산상 (1), 투명상 (2)가 모두 막두께 방향으로 100 ％를 차지하는 예를, 도 1(g) 및 (h)는 광확산상 (1)이 막두께 방향으로 70 ％를 차지하는 예를 나타내며, (g)는 시트의 윗면 근처 부분 및 밑면 근처 부분이 투명상 (2)로 피복되는 경우, (h)는 시트 윗면 또는 밑면 중 어느 한쪽이 투명상 (2)로 피복되는 경우를 나타낸다. 본 발명에 있어서는, 투명상 (2)에 대하여 막두께 방향으로 표면에서부터 뒷면까지 연결되어 있는 부분이 존재하는 것이 바람직하다.

본 발명의 광학 기능성 시트에서는 광확산상 (1)과 투명상 (2)가 시트면 방향으로 교대 배열되어 있는 것을 특징으로 한다. 시트 단면을 나타내는 도 1(a) 내지 (h)에 있어서, 시트면 방향(도면 중 좌우 방향)으로 광확산상 (1)과 투명상 (2)가 교대 배열되는 구조를 나타낸다.

이와 같이 도 1에 나타낸 광확산상 (1)과 투명상 (2)의 단면 형상 및 교대 배열 구조는, 시트면 상의 임의의 한점을 기준으로 10°마다 일회전시켜 잘라낸 총 18개의 단면을 주사형 전자 현미경이나 광학 현미경 등을 이용하여 관찰했을 경우에 1개 이상의 단면에서 관찰될 수도 있지만, 바람직하게는 9 패턴 이상, 더욱 바 람직하게는 12 패턴 이상에서 관찰되는 것이 바람직하다.

본 발명의 광학 기능성 시트의 면방향 구조는, 이하의 3종류가 바람직하게 사용된다. 시트면의 윗쪽에서 보았을 때, (1) 투명상 (2) 중에 광확산상 (1)이 점재하는 구조, (2) 투명상 (2) 중에 한쪽 방향으로 연결된 광확산상 (1)이 배열되는 구조, (3) 광확산상 (1) 중에 투명상 (2)가 점재하는 구조이다. 각 경우, 배열은 규칙적 배열, 무작위 배열 중 어느 하나로 바람직하게 사용된다. 본 발명의 광학 기능성 시트의 면방향에서의 구조를 비스듬히 윗쪽에서 보았을 경우의 예를 도 2에 나타내었다. 도 2(a)는 투명상 (2) 중에 원주형 광확산상 (1)이 배열된 것 (상기 (1)에 대응), 도 2(b)는 투명상 (2) 중에 직선형 광확산상 (1)이 배열된 것 (상기 (2)에 대응), 도 2(c)는 투명상 (2) 중에 격자형 광확산상 (1)이 배열된 것 (상기 (3)에 대응)을 나타낸다.

(1)에 대하여 부언 설명하면, 시트면 윗쪽에서 보았을 때 점재하는 광확산상 (1)의 개개의 형상은 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 육각형, 이들이 변형된 것 및 이들이 섞여진 것 등이 바람직하다.

또한, 본 발명의 광학 기능성 시트는 시트면 방향으로 광확산상 (1)이 서로 연계되는 연속적상으로서 배치되고, 투명상 (2)가 광확산상 (1)에 의해 분단되는 불연속상으로서 배치되는 것이 바람직하다.

여기에서 말하는 "광확산상 (1)이 서로 연계된 상태"란, 시트면 방향에서 면방향 구조가 앞서 설명한 (2) 및 (3)의 상태를 보이는 것이다. 도 3 및 도 4는 시트면 윗쪽에서 본 광확산상 (1)이 서로 연계되는 바람직한 상태를 예시하는 도면이 다.

도 3은 상기 (2)의 상태를 나타내며, 도 3(a)는 광확산상 (1)이 직선형으로 연장되어 있는 패턴, 도 3(b)는 싸인 커브 등으로 대표되는 파형 곡선, 도 3(c)는 톱날형 패턴이다. 여기에서 예를 든 패턴에 한정되지 않고, 여러가지 선형 패턴이 바람직하게 사용된다. 도면 중, 광확산상 (1)은 거의 한쪽 방향으로 이어지는 장축 방향에 있어서 "서로 연계되는 연속적상"이며, 그와 수직으로 교차하는 단축 방향에서는 "투명상 (2)가 광확산상 (1)에 의해 분단되는 상"인 것을 나타낸다. 배열 상태에 대해서도 규칙적인 간격, 각도를 유지하여 배열할 수도 있고, 무작위로 배열할 수도 있다.

또한, 도 4는 상기 (3)의 바람직한 상태를 예시하는 것이며, 광확산상 (1) 중에 투명상 (2)가 점재하는 면 구조를 취한다. 투명상 (2)의 형상은 삼각형, 사각형, 육각형, 원형, 타원형 등이 바람직하게 사용된다. 도 4(a)는 투명상 (2)가 원형인 경우, 도 4(b)는 삼각형인 경우, 도 4(c)는 사각형인 경우, 도 4(d)는 육각형인 경우를 예시하고 있지만, 이들이 변형된 것 등도 바람직하게 사용할 수 있으며, 이것들로 제한되지 않는다. 이 점재하는 투명상 (2)도 배열 상태를 불문하고 규칙적 배열, 무작위 배열 중 어느 하나로 바람직하게 사용된다. 본 발명의 광학 기능성 시트의 가장 바람직한 면 구조는, (3)에 나타낸 광확산상 (1) 중에 투명상 (2)가 점재하는 구조이다.

본 발명의 광학 기능성 시트에 바람직하게 사용할 수 있는 재질을 이하에 예시하지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다.

투명상 (2)의 재질로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 -2,6-나프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리(메트)아크릴산 에스테르 등의 아크릴계 수지, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리에스테르아미드, 폴리에테르에스테르, 폴리염화비닐, 지환족 폴리올레핀 및 이들을 주요 성분으로 하는 공중합체, 또는 이들 수지의 혼합물 등을 포함하는 투명 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 투명상의 투명성은, 본 발명의 광학 기능성 시트에 의한 집광 특성의 발현을 현저히 저하시키지 않을 정도이면 되며, 예를 들면 그 상 내에서 광이 실질적으로 직선 투과하는 경우나 광학 기능성 시트 제조시 막두께에서의 투명상의 탁도가 10 ％ 정도 이하인 경우가 해당된다.

이어서, 광확산상 (1)로서는, 투명한 매트릭스 성분 중에 매트릭스 성분과는 굴절률이 다른 미립자가 분산된 것이 바람직하다.

투명한 매트릭스 성분으로서는, 상기 투명상과 동일한 재질, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리에스테르아미드, 폴리에테르에스테르, 폴리염화비닐, 폴리(메트)아크릴산 에스테르 등의 아크릴 수지, 지환족 폴리올레핀, 및 이들을 주요 성분으로 하는 공중합체, 또는 이들 수지의 혼합물 등을 포함하는 투명 수지 등을 들 수 있다.

이 투명 매트릭스 성분 중에 분산되어 있는 미립자는 확산 성분이 된다. 여기에서 말하는 미립자란, 매트릭스 성분과 굴절률이 다르면 특별히 그 재질에 제한없이 사용할 수 있지만, 예를 들면 고분자 화합물로부터 생성되는 구결정 등으로 대표되는 결정 구조체, 아크릴 수지, 유기 실리콘 수지, 폴리스티렌 수지, 요소 수지, 포름알데히드 축합물, 불소 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지 등으로부터 구성되는 유기 화합물, 유리, 실리카, 황산바륨, 산화티탄, 황산마그네슘, 탄산마그네슘, 탄산칼슘 등의 무기 화합물, 기포 등의 기체 함유층 등이 바람직하게 사용된다.

이들 미립자의 형상도 제한없이, 예를 들면 구형, 회전 타원체, 원반형, 막대형, 판형 등, 또는 부정형, 응집체 등 각종 형상을 사용할 수 있다. 고투과성, 무채색화, 미세 패턴을 갖는 시트 형성을 위해 이들 미립자의 평균 입경은 0.1 내지 50 ㎛인 것이 바람직하다.

미립자의 굴절률이 투명 매트릭스의 굴절률과 다름으로써 광확산상 (1)이 형성된다. 미립자와 투명 매트릭스의 굴절률이 같으면, 계면에서의 굴절 산란이 발생하지 않는다. 실질적으로 유효한 광확산성을 갖는 광확산상 (1)을 얻기 위해, 투명 매트릭스와 미립자의 굴절률 차이는 0.05 이상, 바람직하게는 0.1 이상인 것이 바람직하다. 굴절률 차이가 0.05 미만에서는 광확산 효과가 작다.

본 발명의 광학 기능성 시트의 광확산상 (1)에는, 투명 매트릭스 중에 다수의 기포를 분산 함유시킴으로써 광확산성을 부여한 것도 바람직하게 사용된다. 이 때, 투명상 (2)는 기포를 함유하지 않는 것 (본 발명의 효과를 손상시키지 않을 정도의 "실질적으로 함유하지 않는" 경우를 포함함)이 바람직하다.

기포, 즉 공기의 굴절률은 1.0으로 작아 어떠한 투명 수지 매트릭스 성분과의 조합에서도 굴절률차를 크게 할 수 있다. 따라서, 계면에서의 산란ㆍ반사 효율이 증대되어 두께가 얇아도 확산성이 우수한 광확산상 (1)을 형성할 수 있게 된다.

광확산상 (1)에 함유되는 기포의 평균 입경은 0.1 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 0.1 내지 20 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 도 5(a) 내지 (c)는, 본 발명의 광학 기능성 시트의 광확산상 (1)에 다수의 기포가 포함되는 경우의 단면 모식도이다. 도면 중에 표시된 원 또는 타원이 기포 형상을 모식적으로 나타낸다. 광확산상 (1) 중에 포함되는 기포 형상은 도 5(a)에 나타낸 구형, (b)에 나타낸 면에 수직 방향으로 장축을 갖는 타원형 또는 원반형, (c)와 같은 수평 방향으로 장축을 갖는 회전 타원체 또는 원반형 등을 들 수 있지만, 이들이 변형된 것, 또는 방향이 다른 것, 혼합된 것 등도 바람직하게 사용된다. 또한, 광확산상 (1)의 내부에서는 막두께 방향, 시트면 방향 모두에 있어서 기포가 몇층 서로 겹쳐질 수도 있지만, 광확산상 (1)로서의 충분한 확산성을 얻기 위해 2층 이상인 것이 바람직하다. 또한, 광확산상 (1)은 다공질 구조인 것도 바람직한 태양이다. 여기에서 말하는 다공질 구조란, 내부에 공극을 포함한 구조체라면 내부 구조에 제한없이 사용된다.

본 발명의 광학 기능성 시트는, 시트의 임의 단면에 있어서 투명상 (2)의 시트막 두께 방향 길이 L과 투명상 (2)의 면방향 길이 p의 비율(L/p)이 2 내지 10인 것이 바람직하다.

투명상 (2)의 시트막 두께 방향 길이 L을 도 1에 나타내었다. 광확산상 (1)이 표면에서부터 뒷면까지 관통되어 있는 경우에는, 투명상 길이 L은 막두께 그자체를 나타낸다 (도 1(a) 내지 (f)). 또한, 도 1(g) 및 (h)와 같이 광확산상 (1)의 상부 또는 하부가 투명상으로 피복되어 있는 경우에는, 광확산상 길이분을 투명상 길이 L로 한다.

또한, 투명상 (2)의 면방향 길이 p도 도 1에 나타내었다. 도 1(a), (g), (h)는 투명상의 폭이 시트막 두께 방향에서 일정한 경우를, 그 이외의 도면은 막두께 방향에서 투명상의 폭이 변화하는 예를 나타낸다. 막두께 방향에서 투명상의 폭이 변화하는 경우의 "p"는 최상부 또는 최하부를 비교했을 때, 그 폭이 짧은 것을 투명상 면방향의 길이 "p"로 한다.

본 발명의 광학 기능성 시트에 있어서는, L/p의 비율을 2 내지 10으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 투명상 길이 L과 투명상 면방향 길이 p를 측정하는 임의 단면은, 시트면 상의 임의의 한점을 기준으로 10°마다 일회전시켜 잘라낸 총 18개의 단면을 주사형 전자 현미경이나 광학 현미경 등을 이용하여 관찰했을 경우에 1개 이상의 단면에서 2 내지 10의 L/p가 관찰되면 효과가 발현된다.

또한, 이 범위 외에서도 작지만 효과는 얻을 수 있지만, L/p가 2보다 작은 경우에는 광확산상 (1)에 의한 산란 특성이 충분히 발현되지 않고, 또한 L/p가 10보다 큰 경우에는 출사 광선의 지향성이 지나치게 높다.

본 발명의 광학 기능성 시트는 시트의 임의 단면에 있어서, 광확산상 (1)의 막두께 방향 길이 L'와 광확산상 (1)의 면방향 길이 q의 비율(L'/q)이 1 이상인 것 이 바람직하다.

광확산상 (1)의 시트막 두께 방향 길이 L' 및 광확산상 (1)의 면방향 길이 q를 도 1에 나타내었다. 도 1(a), (g), (h)는 광확산상의 폭이 시트막 두께 방향에서 일정한 경우를, 그 이외의 도면은 막두께 방향에서 광확산상의 폭이 변화하는 예를 나타낸다. 막두께 방향에서 광확산상의 폭이 변화하는 경우의 "q"는 최상부 또는 최하부를 비교했을 때, 그 폭이 긴 쪽을 광확산상 (1)의 면방향 길이 "q"로 한다.

본 발명의 광학 기능성 시트에 있어서는, L'/q의 비율을 1 이상으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 막두께 방향 길이 L'와 면방향 길이 q를 측정하는 임의 단면은, 시트면 상의 임의의 한점을 기준으로 10°마다 일회전시켜 잘라낸 총 18개의 단면을 주사형 전자 현미경이나 광학 현미경 등을 이용하여 관찰했을 경우에 9개 이상의 단면에서 1 이상의 L'/q가 관찰되는 것이 바람직하다. 이 비율이 1 보다 작은 단면이 9개보다 많은 경우에는, 시트면 내에서 광확산상 (1)이 차지하는 비율이 많고, 은폐성이 높아져 광선 이용 효율이 저하되고 휘도 향상 효과도 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 광학 기능성 시트에 있어서, 시트면 내의 광확산상 (1)과 투명상 (2)의 면적 비율(광확산상/투명상)은 1/50 내지 1/1인 것이 바람직하고, 또한 1/40 내지 1/1인 것이 바람직하다.

면적 비율을 1/50 내지 1/1로 함으로써 본 발명의 광학 기능성 시트를 투과하는 광선의 이용 효율을 높게 유지하고, 광확산상 (1)에 의한 충분한 산란 특성을 이용하여 휘도 향상 효과가 발휘된다.

또한, 본 발명의 광학 기능성 시트의 막두께는, 공정면 및 충분한 광확산성을 발휘할 수 있는 광확산상 (1)의 형성이라는 점에서 10 ㎛ 내지 10 mm, 나아가 10 ㎛ 내지 5 mm인 것이 바람직하지만, 박형화로의 대응 등을 고려하여 10 내지 500 ㎛인 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 광학 기능성 시트의 제조 방법을 이하에 예시하지만, 이것들로 한정되지 않는다.

(1) 면방향으로 투명상 (2)와 광확산상 (1)이 직선형으로 배열된 면방향 구조의 경우 (도 2(b)), 투명 수지 시트와 광확산성 시트를 접착제를 통해 교대로 적층하고, 시트면에 수직으로 원하는 막두께로 재단함으로써 본 발명의 광학 기능성 시트를 얻을 수 있다. 여기에서 말하는 광확산성 시트는, 예를 들면 투명 수지 중에 유기 미립자, 무기 미립자, 기포 등의 확산 성분을 함유한 시트를 말한다.

(2) 기재 시트 상에 투명 광경화성 수지를 포함하는 도포막을 형성한다. 이 도포막에 원하는 패턴을 가진 포토마스크를 통해 노광하고, 이어서 현상함으로써 미노광 부분을 씻어내 패턴을 형성한다. 현상에 의해 씻겨진 부분에 미립자 등의 확산 성분을 함유한 수지 페이스트를 매입 경화시킴으로써 광확산상 (1)을 형성하여 목적으로 하는 광학 기능성 시트를 얻는다.

(3) 기재 시트 상의 한쪽면에 미립자 등을 포함한 수지를 도포하고, 마스크너머로 연마제를 분출시켜 원하는 형상으로 깍아내 광확산상 (1)을 형성하고 (샌드 블래스팅법), 그 후, 깎아낸 부분에 투명 수지를 매입하여 목적으로 하는 광학 기 능성 시트를 얻는다.

(4) 광조사에 의해 분해되어 기체를 발생시킬 수 있는 감광성 화합물을 함유하는 열가소성 수지 조성물을 기재 시트 상에 도포한 후, 마스크를 통해 노광하는 공정을 포함하는 방법이다.

광조사에 의해 분해되어 기체를 발생시킬 수 있는 감광성 화합물로서는, p-디에틸아미노벤젠디아조늄 염화아연염 또는 붕소불화염, p-디메틸아미노벤젠디아조늄 염화아연염 또는 붕소불화염, 4-모르폴리노-2,5-디부톡시벤젠디아조늄 염화아연염 또는 붕소불화염 등의 디아조늄염류 및 이들의 수지 화합물, 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산나트륨 등의 퀴논디아지드류 및 이들의 수지 화합물, p-아지드벤즈알데히드, p-아지드벤조산, m-술포닐아지드벤조산 등의 아지드 화합물 및 이들의 수지 화합물 등이 예시된다. 이 감광성 화합물을 매트릭스 성분용 수지에 배합하여 광조사에 의해 분해되어 기체를 발생시킬 수 있는 감광성 화합물을 함유하는 열가소성 수지 조성물을 제조하고, 기재 시트 상에 소정의 막두께로 도포한다. 이어서, 투명상 (2)가 될 부분이 차광되는 패턴의 포토마스크를 덮어 이 포토마스크를 통해 노광한다. 이 패턴 노광에 의해 노광부에서는 도포막 중에서 감광성 화합물이 분해되고, 도포막 중에 미소한 기체가 생성된다. 이어서, 가열 처리를 행하여 열가소성 수지를 연화시키고, 동시에 도포막 중의 기체를 열팽창시킨다. 그 결과, 노광 부분에는 다수의 기포가 분산 함유되는 광확산상 (1)이 형성되고, 노광되지 않은 부분은 기포를 실질적으로 함유하지 않는 투명상 (2)가 된다.

이러한 공정에 의해 도포막 중에 기포를 편재시켜 형성하여 목적으로 하는 광학 기능성 시트를 얻을 수 있다. 여기에서, 얻어진 시트의 열안정성을 향상시키기 위해 기포를 형성시킨 후에 매트릭스 성분을 가교할 수도 있다.

(5) 열적 작용에 의해 상분리 상태와 상용 상태가 변화하는 재료를 이용하여 그 상태를 고정하는 방법이다. 상분리 상태에서 광확산상 (1)이 되고, 상용 상태에서 투명상 (2)가 된다. 그 재료는, (a) 하한 임계 공용 온도(LCST: lower critical solution temperature)를 가지며, 저온에서 상용성을 나타내고 고온에서 상분리가 유기되는 고온 상분리형, (b) 상한 임계 공용 온도 (UCST: upper critical solution temperature)를 가지며, 저온에서 상분리 상태이고 고온에서 상용성을 나타내는 저온 상분리형 중 어느 하나일 수 있다. 상기 상분리 구조는 서로 연결된 구조, 액적이 분산된 구조, 또는 이들이 혼재된 구조 등일 수 있다. 이들의 상태를 고정하기 위해 광중합성 재료의 조합이 바람직하게 이용된다.

패턴 형성 방법의 흐름은 이하와 같다. 상기 패턴 형성용 재료를 기재 상에 도포하고, 열적 조건을 조절함으로써 계를 상용시켜 전면 투명 상태로 만든 후, 원하는 패턴에 따라 광조사를 행하여 노광 부위의 투명 상태를 고정화하여 투명상 (2)를 형성한다. 이어서, 계의 열적 조건을 변화시킴으로써 노광 부위의 투명 상태를 유지한 채 미노광 부위를 상분리시켜 백탁화하고 (광확산상 (1)), 그 상태에서 전면에 광을 조사함으로써 전노광 공정에서의 미노광 부위를 고정화시켜 원하는 광학 기능성 시트를 얻는다.

(6) 결합제 수지, 광중합성 단량체, 광중합 개시제, 용매 등을 포함하는 광중합성 조성물을 기재 상에 도포하여 패턴 노광을 행하고, 이어서 결합제 수지의 빈용매에 침지한 후, 내부에 스며든 빈용매를 감압 건조 제거하여 다공질상을 형성함으로써 얻을 수 있다. 광중합에 의해 경화된 부위가 투명상 (2)가 되고, 미경화 부위를 처리하여 다공질상 (광확산상 (1))으로 함으로써 원하는 광학 기능성 시트를 얻는다.

이상, 예시한 제조 방법은 몇가지 방법을 조합하여 사용해도 바람직하다.

또한, 이들 방법을 사용하면 투명상 (2)와 광확산상 (1)의 조합뿐만 아니라, 확산성이 다른 상, 즉 탁도가 다른 상을 교대 배열하는 것도 가능하다.

본 발명의 광학 기능성 시트가, 본 발명에 기재된 구조를 취함으로써 액정 디스플레이의 백 라이트 용도로 사용했을 경우, 후방에서의 광선을 효율적으로 정면에 집광하여 고휘도의 백 라이트를 얻을 수 있다. 이러한 휘도 향상 효과가 발휘되는 메카니즘에 대하여 이하에 설명한다.

도 6에 있어서, 도광판 (5)의 윗면측에 광확산성 시트 (4)가 배치되고, 또한 그 위에 본 발명의 광학 기능성 시트 (3)이 배치되며, 또한 도광판 (5)의 밑면측에는 반사 시트 (7)이 배치되어 있다. 또한, 도광판 (5)의 측면에는 형광관 (6)이 배치되어 있다. 또한, 도 6은 이들 부재의 상대적인 위치 관계를 나타내는 것이며, 백 라이트로서 사용할 때에는 이들 각 부재들끼리 접해 있다. 형광관 (6)으로부터 조사되는 광은, 도광판 (5)의 측면에서 도광판 내로 들어가 도광판 (5)의 윗면에서부터 광확산성 시트 (4), 본 발명의 시트 (3)을 거쳐 윗쪽으로 출사된다.

본 발명의 광학 기능성 시트 (3)에 있어서, 투명상 (2)와 광확산상 (1)이 면방향으로 교대 배열되어 있음으로써 광확산상 (1)이 광선을 산란시키는 장벽 역할 을 한다.

광확산상 (1)에 의해 광선이 산란되는 상태를 도 7에 나타내었다.

본 발명의 광학 기능성 시트에, 그 면방향으로부터 (도 7에서는 밑쪽에서부터) 입사된 광선은 광확산상 (1)에 닿아 확산 투과 또는 확산 반사되는 것이다. 이 확산 투과 또는 확산 반사되는 벽 (광확산상 (1))을 배열시키는 것이 본 발명에 있어서 중요하다.

원래 정면 방향을 향하여 입사되는 광선 (시트면에 대하여 저입사각)은 거의 그대로 투과되며 (도 7(a)), 수평 방향을 향하여 입사되는 광선 (시트면에 대하여 고입사각)은 광확산상 (1)에 차단되어 확산 투과 또는 확산 반사된다. 광확산상 (1)에 의해 확산 투과 또는 확산 반사된 광선은 정면을 향하는 성분은 출사되고, 정면 이외의 방향을 향하는 성분은 다시 광확산상에 의해 산란된다 (도 7(b)). 이 과정을 반복함으로써 입사 광선이 정면 방향으로의 지향성을 갖게 되어 액정 디스플레이의 백 라이트 용도로서 사용했을 경우 휘도 향상 효과가 발현된다.

휘도 향상 효과를 발현시키기 위한 포인트는, 광확산상 (1)의 면내 구조 및 확산성이다.

도 7(c)에 나타낸 바와 같이, 시트 내의 교대 배열에 있어서 광확산상 (1)의 면방향 피치가 긴 경우에는 광확산상 (1)의 장벽으로서의 효과가 충분히 발현되지 않고, 수평 방향으로부터의 입사 광선이 그냥 지나쳐 버리기 때문에 그 단면에서의 휘도 향상 효과가 작아진다. 또한, 광확산상 바닥부가 넓은 경우에는, 상기 시트 바닥부에서 반사될 확률이 증가하여 광이용 효율이 저하되기 때문에 휘도도 저하된 다. 높은 개구율을 유지하면서 적절한 피치로 광확산상 (1)의 면내 구조를 설계하는 것이 중요하다.

또한, 본 발명의 광학 기능성 시트의 확산 투과 또는 확산 반사 특성을 나타내는 광확산상과는 달리, 경면 반사 특성을 갖는 상을 사용했을 경우에는 (도 7(d) ) 밑쪽에서 입사된 광선은 그 입사 각도를 유지한 채 출사되기 때문에 정면 방향으로는 집광되지 않아 휘도 향상 효과는 기대할 수 없다. 또한, 굴절률이 다른 투명상이 교대 배열된 시트의 경우에는 (도 7(e)) 정면 방향으로 굴절되는 성분도 존재하지만, 전체적인 배광 특성으로서는 정면에 집광되는 효과는 기대할 수 없다. 광확산상 (1)의 확산 투과 또는 확산 반사 특성이 중요하다는 것을 알 수 있다. 이들 확산 투과, 확산 반사 특성을 향상시키기 위해서는, 광확산상 (1)에 함유되는 확산 성분과 매트릭스 성분의 굴절률차를 크게 하여 확산 성분의 밀도를 높이는 (계면을 크게 하는) 등의 방법으로 달성할 수 있다.

본 발명의 광학 기능성 시트는 광확산상 구조를 제어함으로써 임의의 집광 특성을 갖는 시트를 실현할 수 있다.

도 3에 나타낸 일차원 방향으로 광확산상 (1)이 연결되어 있는 면 구조를 갖는 것에서는, 도면 중 단축 방향의 배열 피치 등을 변경함으로써 단축 방향의 배광 특성을 임의로 설정할 수 있다.

또한, 도 4에 나타낸 이차원 방향으로 광확산상 (1)이 연결되어 있는 면 구조를 갖는 것에서는, 그 면내 구조를 제어함으로써 이차원 방향의 배광 특성을 임의로 설정할 수 있게 된다. 종래부터 사용되고 있는 프리즘 시트의 경우에는 1매 에서는 종횡 중 어느 한쪽 방향 성분에만 집광이 가능하며, 종횡 이차원의 집광 효과를 발휘시키기 위해서는 프리즘 시트 2매를 사용하여 각각의 프리즘 배열이 직교하도록 겹칠 필요가 있었지만, 본 발명의 광학 기능성 시트를 사용하면 1매라도 종횡 이차원의 집광 효과를 발휘할 수 있게 된다.

본 발명의 광학 기능성 시트는 액정 디스플레이의 백 라이트용 시트로서 바람직하게 사용할 수 있으며, 이 경우 도광판 위 또는 광확산성 시트 위에 겹침으로써 정면 방향의 휘도를 효율적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명의 광학 기능성 시트는, 그 집광 기능이 시트 내부에 존재하는 배열 구조에 의해 발휘되기 때문에 표면이 평활하다는 특징을 겸비한다. 따라서, 집광 성능을 저하시키지 않고, 다른 기능을 가진 광학 기능성 시트를 적층한 복합 광학 기능성 시트를 얻을 수 있다. 이 복합 광학 기능성 시트에 의해 다기능을 갖는 기능 통합 시트를 제조할 수 있게 된다.

적층되는 그 밖의 광학 기능성 시트로서는 투명 수지 시트나 광확산성 시트를 들 수 있다. 투명 수지 시트를 복합함으로써 기계적 강도, 내열성, 취급 용이성을 개선할 수 있고, 또한 광확산성 시트를 복합함으로써 종래의 백 라이트에서 사용되어 온 광확산성 시트와 프리즘 시트의 기능을 1매로 달성하는 기능 통합 시트를 실현할 수 있으므로 백 라이트의 휘도와 휘도 균일성을 동시에 향상시킬 수 있게 된다.

여기에서 사용되는 투명 수지 시트로서는, 예를 들면 폴리카르보네이트 수지 시트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 등으로 대표되는 폴리에스테르계 수지의 이축 연신 시트 등이 바람직하다.

여기에서 사용되는 광확산성 시트로서는, 투명 매트릭스 성분 중에 매트릭스 성분과는 굴절률이 다른 미립자가 분산된 구조의, 시트 내부에 확산 기능을 삽입한 광확산성 시트가 바람직하다.

적층되는 그 밖의 광학 기능성 시트의 두께는 기계적 강도 등의 면에서 20 내지 500 ㎛, 보다 바람직하게는 30 내지 300 ㎛, 더욱 바람직하게는 50 내지 200 ㎛이다.

본 발명의 광학 기능성 시트에는, 본 발명의 효과가 소실되지 않는 범위 내에서 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 첨가 배합되는 첨가제의 예로서는, 예를 들면 안료, 염료, 형광 증백제, 산화방지제, 내열제, 내광제, 내후제, 대전 방지제, 이형제, 증점제, pH 조정제, 염 등을 들 수 있다. 또한, 표면을 평활하게 하기 위해 그 위에 대전 방지층, 하드 코팅층 등을 더 형성할 수도 있다.

평가 방법

A. 투과율, 반사율

닛본 덴쇼꾸 고교(주) 제조의 분광식 색채계 SE-2000을 사용하여 투과율 또는 반사율을 측정하였다.

B. 적층비, 종횡비

시트 단면을 얇게 잘라내 올림푸스 고가꾸 고교(주) 제조의 광학 현미경 BH-2 및 부속 카메라를 사용하여 400배로 사진(투과상) 촬영하고, 단면을 관찰하여 그의 적층비, 종횡비를 측정하였다.

C. 탁도(헤이즈)

스가 시껭끼(주) 제조의 전자동 직독 헤이즈 컴퓨터 HGM-2DP를 사용하여 투과율 및 탁도를 측정하였다.

여기에서 말하는 탁도란, 하기 수학식으로 얻어지는 탁도(헤이즈)를 나타낸다. 탁도란, 광원으로부터 입사되는 광이 시료를 통과하는 사이에 입사광으로부터 벗어나 산란 투과된 광량의 백분율을 말하며, 전체 광선 투과율을 Tt, 확산 투과율을 Td, 직선 투과율을 Tp라고 하면 전체 광선 투과율 Tt는 Td+Tp로 표시되며, 또한 탁도 Ht는 100×(Td/Tt)로 표시된다.

이하, 본 발명에 대하여 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명이 반드시 이것들로 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

(시트 1) 이하의 조성으로 3층 시트를 제조하였다.

내층: 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 98 중량부

폴리메틸펜텐(PMP) 2 중량부

표층(양측): PET

3층을 280 ℃에서 적층 압출하여 85 ℃에서 3배로 종연신, 90 ℃에서 3.5배로 횡연신한 후, 200 ℃에서 열처리함으로써 확산층인 내층이 50 ㎛이고, 투명층인 양측 표층이 50 ㎛인 시트를 얻었다. 내층에는 구형으로 분산된 PMP 주위에 편평한 공극이 형성되어 있었다. 투과율은 50 ％였다.

(시트 2) 이하의 조성으로 3층 시트를 제조하였다.

내층: 이소프탈산 17 ％의 공중합 PET 90 중량부

폴리프로필렌(PP) 10 중량부

표층(양측): PET

3층을 280 ℃에서 적층 압출하여 85 ℃에서 3배로 종연신, 90 ℃에서 3.5배로 횡연신한 후, 230 ℃에서 열처리함으로써 확산층인 내층이 50 ㎛이고, 투명층인 양측 표층이 50 ㎛인 시트를 얻었다. 얻어진 시트의 투과율은 90 ％였다.

(시트 3) 두께 50 ㎛의 투명 PET 시트의 내측 표층에 은을 증착하였다. 이 시트는 반사율이 96 ％였다.

시트 1과 0.4 mm의 투명 아크릴 시트를 서로 30 cm 겹쳐 접착제로 접착하고, 시트면에 수직으로 2.5 mm의 두께로 재단하였다. 면 방향으로 투명층과 확산층이 스트라이프형으로 배열된 시트를 얻을 수 있었다. 이 재단한 시트를 퍼스널 컴퓨터 모니터용 직관 4등형 백 라이트 위에 얹어 색채 휘도계 BM-7 (탑콘(주) 제조)을 사용하여 정면 휘도를 측정하였다. 상기 재단한 시트를 얹기 전과 비교하여 휘도가 25 ％ 향상되었다.

<실시예 2>

실시예 1에서 투명층과 확산층이 스트라이프형으로 배열된 시트를, 그 배열 방향이 직교하도록 2매 겹쳐 실시예 1과 동일하게 휘도를 측정했더니 휘도가 47 ％향상되었다.

<실시예 3>

실시예 1에 있어서, 시트 1 대신에 시트 2를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 재단 시트를 제조하고, 휘도를 측정했더니 휘도 향상율이 3 ％였다.

<비교예 1>

실시예 1에 있어서, 시트 1 대신에 시트 3을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 재단 시트를 제조하고, 휘도를 측정했더니 휘도 향상율이 -3 ％였다.

<실시예 4>

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 시트 상에 하기 조성의 광확산상용 조성물을 건조막 두께가 200 ㎛가 되도록 도포하였다.

탄산칼슘(평균 입경 2 ㎛) 60 중량부

에틸셀룰로오스 16 중량부

테르피네올 24 중량부

이어서, 격자형 패턴의 샌드 블래스트용 마스크를 장착한 후, 불필요 부분을 깎아내었다. 연마제는 알루미나를 사용하였다. 이어서, 깎아낸 부분에 테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트를 포함하는 자외선 경화성 조성물을 매입하고, 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 투명상 (2)를 형성시켜 목적으로 하는 광학 기능성 시트를 제조하였다. 얻어진 광학 기능성 시트의 면내 패턴은 도 2(c)에 나타낸 정사각형의 투명상 (2)를 갖는 시트이며, 면내의 피치는 투명상/광확산상=20 ㎛/50 ㎛였다.

얻어진 광학 기능성 시트를 도 6에 나타낸 상대적 위치 관계로 노트북용 직 관 1등형 백 라이트 상에 얹어 색채 휘도계 BM-7 (탑콘(주) 제조)을 사용하여 정면 휘도를 측정하였다. 광학 기능성 시트를 얹지 않고 측정한 경우와 비교하여 휘도가 72 ％ 향상되었다. 종래의 프리즘 시트와 같이 2매를 직교시켜 사용하는 경우와 비교하여 매수의 감소와 조작 시간을 생략할 수 있었다.

<실시예 5 내지 7>

광학 기능성 시트의 면내 투명상 패턴이 구형 (실시예 5, 도 4(a)), 정삼각형 (실시예 6, 도 4(b)), 정육각형 (실시예 7, 도 4(d))이 되도록 샌드 블래스트용 마스크 패턴을 변경한 것 이외에는 실시예 4와 동일하게 하여 광학 기능성 시트를 제조하고, 동일하게 휘도를 측정하였다. 각각의 패턴에서 인접하는 투명상 (2)의 중심간 거리가 70 ㎛ (투명상 25 ㎛/광확산상 20 ㎛/투명상 25 ㎛)가 되도록 제조하였다. 휘도 측정 결과, 휘도 향상율은 68 ％(실시예 5), 71 ％(실시예 6), 72 ％(실시예 7)로 모두 높은 휘도 향상 효과를 얻을 수 있었다.

<실시예 8>

(감광성 조성물)

하기 화합물을 혼합하여 감광성 조성물로서 사용하였다.

폴리염화비닐 150 중량부

폴리메틸메타크릴레이트 50 중량부

p-디아조-N,N-디메틸아닐린염 10 중량부

메틸알코올 100 중량부

메틸에틸케톤 550 중량부

막두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트 상에 감광성 조성물을 도포하여 건조 막두께 100 ㎛의 감광층을 얻었다. 이 감광층에 스트라이프형 패턴의 포토마스크를 장착하고, 그 위에서 300 mJ/cm²의 자외선을 조사하여 조사 후 120 ℃에서 가열 처리하였다. 마지막으로, 300 mJ/cm²의 전면 노광을 행함으로써 목적으로 하는 광학 기능성 시트를 얻었다. 포토마스크로 차광되지 않고 노광된 부분에는 기포가 생성되는 것이 확인되었다. 얻어진 시트는 스트라이프와 교차하는 방향으로 광확산상/투명상=20 ㎛/40 ㎛의 일정 피치를 갖는 패턴이었다.

얻어진 시트를 퍼스널 컴퓨터 모니터용 직관 4등형 백 라이트 상에 얹어 색채 휘도계 BM-7 (탑콘(주) 제조)을 사용하여 정면 휘도를 측정하였다. 광학 기능성 시트를 얹지 않고 측정한 경우와 비교하여 휘도가 21 ％ 향상되었다.

<실시예 9>

(감광성 조성물)

하기 화합물을 혼합하여 감광성 조성물로서 사용하였다.

폴리스티렌 100 중량부

네오펜틸글리콜디아크릴레이트 25 중량부

2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1 0.5 중량부

시클로헥사논 100 중량부

테트라히드로푸란 50 중량부

막두께 100 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트 상에 상기 감광성 조성물을 도포하였다. 이 감광층에 스트라이프형 패턴의 포토마스크를 장착하고, 그 위에서 3000 mJ/cm²의 자외선을 조사하여 그대로 메탄올욕에 10분간 침지하였다. 그 후, 30분간 실온에서 진공 건조하였다. 미노광부가 다공질상이 된 것을 확인할 수 있었다. 얻어진 시트는 스트라이프와 교차하는 방향으로 광확산상/투명상=20 ㎛/100 ㎛의 일정 피치를 갖는 패턴이었다. 막두께는 200 ㎛였다.

얻어진 시트를 퍼스널 컴퓨터 모니터용 직관 4등형 백 라이트 상에 얹어 색채 휘도계 BM-7 (탑콘(주) 제조)을 사용하여 정면 휘도를 측정하였다. 광학 기능성 시트를 얹지 않고 측정한 경우와 비교하여 휘도가 15 ％ 향상되었다.

<실시예 10>

폴리에스테르 수지("에리테르" UE3250: 유니티까(주) 제조) 100 중량부, 아크릴 단량체 ("블레머" AP-150: 노프(주) 제조) 50 중량부 및 광중합개시제 ("이루가큐어" 651: 시바ㆍ스페셜티ㆍ케미컬즈(주) 제조) 0.5부를 메틸에틸케톤 /시클로헥사논 혼합 용매 (1/1 중량비) 100 중량부에 용해시켰다. 이 용액을 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트 ("루밀러" 100 QT10: 도레이(주) 제조) 상에 블레이드 코팅기를 사용하여 도포하고, 80 ℃에서 90분간 건조시킨 후, 냉각하여 160 ㎛의 수지 시트를 얻었다.

이 시트는 저온에서는 백탁 상태이지만, 이것을 90 ℃로 가열하면 상용되어 투명 상태가 되는 저온 상분리형(UCST형)이었다.

실온에서 백탁 상태의 상기 시트에 초고압 수은등 100 mJ/cm²를 조사한 도포 막을 100 ℃로 가열해도 백탁 상태 그대로, 투명상으로는 변환되지 않아 백탁상을 고정할 수 있었다. 이 도포막의 두께는 160 ㎛이고, 광선 투과율은 76.52 ％이며, 헤이즈는 93.54 ％로 높은 확산 투과성을 나타내었다.

또한, 수지 시트를 90 ℃로 가열하여 투명 상태로 한 후, 그 상태를 유지한 채 고압 수은등을 100 mJ/cm² 조사하였다. 이것을 실온까지 냉각해도 투명 상태 그대로 백탁되지 않고 상용상을 고정할 수 있었다. 이 도포막의 두께는 160 ㎛이고, 광선 투과율은 91.28 ％이며, 헤이즈는 4.60 ％로 높은 직진 투과성을 나타내었다.

이어서, 얻어진 수지 시트를 100 ℃에서 투명 상태로 한 후, 그대로 100 ㎛의 갭 필름을 끼워 피치 50 ㎛, 폭 30 ㎛의 스트라이프 패턴의 포토마스크를 장착하고, 초고압 수은등을 35 mJ/cm²노광하였다. 노광 후, 실온까지 냉각하여 1시간 방치한 후 1000 mJ/cm²전면 노광하여 스트라이프 패턴을 형성하였다.

얻어진 도포막의 단면을 얇게 슬라이스하여 광학 현미경으로 관찰했더니, 패턴 노광부는 30 ㎛의 투명상, 패턴 미노광부는 20 ㎛의 백탁상이 교대로 배열되고, 또한 투명상 (2)의 종횡비가 5.3인 광학 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따르면, 표면 가공이나 다른 기능 시트와의 접합이 가능한 평활 표면을 가지며, 내부 형태에 의해 집광 기능을 발휘할 수 있는 광학 기능성 시트를 얻을 수 있다. 또한, 1매의 시트로 화면의 상하 방향으로 넓혀지는 광 및 좌우 방향으로 넓혀지는 광을 동시에 집광할 수 있는 내부 집광 기능을 갖는 광학 기능성 시트를 얻을 수 있어 액정 디스플레이 부재에서의 백 라이트 등의 용도로 유용하게 사용할 수 있다. 또한, 집광 기능과 다른 기능을 겸비한 복합 광학 기능성 시트를 얻을 수 있다.

Claims

시트 내부에 상기 시트면에 대하여 수직 방향으로 연장되는 광확산상과 투명상이 시트면 방향으로 교대 배열되어 있고, 상기 광확산상은 투명한 매트릭스 성분 중에 매트릭스 성분과는 굴절률이 다른 미립자가 분산된 것이며, 시트의 임의 단면에 있어서 투명상의 시트 막두께 방향 길이 L과 투명상의 면 방향 길이 p의 비율(L/p)이 2 내지 10인 것을 특징으로 하는 광학 기능성 시트.
제1항에 있어서, 광확산상이 시트면 방향으로 서로 연계되는 연속적상으로서 배치되며, 투명상이 광확산상에 의해 분단되는 불연속상으로서 배치되는 광학 기능성 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 투명상의 시트면으로의 투영 형상이 삼각형, 사각형, 육각형, 원형 및 타원형으로부터 선택되는 형상인 광학 기능성 시트.
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제1항 또는 제2항에 있어서, 광확산상 및 투명상의 단면 형상이 직사각형, 정사각형, 평행 사변형, 사다리꼴, 삼각형, 조종형, 나팔형, 타원형 및 이들이 합쳐진 것에서 선택되는 형상인 것을 특징으로 하는 광학 기능성 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 시트의 임의 단면에 있어서 광확산상의 막두께 방향 길이 L'와 광확산상의 면 방향 길이 q의 비율(L'/q)이 1 이상인 것을 특징으로 하는 광학 기능성 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 시트면 내의 광확산상과 투명상의 면적 비율이 1/50 내지 1/1인 광학 기능성 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 막두께가 10 내지 500 ㎛인 것을 특징으로 하는 광학 기능성 시트.
제1항 또는 제2항에 기재된 광학 기능성 시트 (1)과 다른 광학 기능성 시트 (2)를 적층한 복합 광학 기능성 시트.
제11항에 있어서, 상기 광학 기능성 시트 (2)는 투명한 매트릭스 성분 중에 매트릭스 성분과는 굴절률이 다른 미립자가 분산된 재질을 포함하는 광확산성 시트인 것을 특징으로 하는 복합 광학 기능성 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 액정 디스플레이의 백 라이트용인 광학 기능성 시트.