KR101748825B1 - 도광 시트, 에지 라이트형 백라이트 유닛 및 랩탑 컴퓨터 - Google Patents

도광 시트, 에지 라이트형 백라이트 유닛 및 랩탑 컴퓨터 Download PDF

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아키라 후루타
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케이와 인코포레이티드
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Abstract

본 발명에 의한 도광 시트는 케이스체의 두께가 21mm 이하인 랩탑 컴퓨터의 액정 표시부의 에지 라이트형 백라이트 유닛에 사용되는 도광 시트로서, 폴리카보네이트계 수지를 포함하고, 압출성형법에 의해 형성되는 도광층과, 상기 도광층의 이면측에 하드코트층의 형성 재료의 도포에 의해 적층되는 하드 코트층을 구비하고, 평균 두께가 600㎛ 이하이고, 상기 하드 코트층의 굴절률이 상기 도광층의 굴절률보다도 작고, 상기 하드 코트층의 평균 두께가 2㎛ 이상 15㎛ 이하이고, 상기 도광 시트의 형상이 비쐐기상이고, 상기 도광층의 이면에 적층되고, 상기 도광층보다도 굴절률이 작은 저굴절률층을 더 구비하며, 상기 저굴절률층의 이면에 상기 하드 코트층이 적층되고, 상기 저굴절률층이 레이저 조사에 의해 발색한 광산란부를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

도광 시트, 에지 라이트형 백라이트 유닛 및 랩탑 컴퓨터{LIGHT GUIDE SHEET, EDGE LIGHT TYPE BACKLIGHT UNIT AND LAPTOP COMPUTER}
본 발명은 도광 시트, 에지 라이트형 백라이트 유닛 및 랩탑 컴퓨터에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정층을 배면에서 비추어 발광시키는 백라이트 방식이 보급되고 있고, 액정층의 하면측에 에지 라이트형, 직하형 등의 백라이트 유닛이 장비되고 있다. 이러한 에지 라이트형 백라이트 유닛(110)은, 일반적으로는 도 4에 도시하는 바와 같이, 액정 표시부의 최고 이면에 위치하는 천판(116), 이 천판(116)의 표면에 배열 설치되는 반사 시트(115), 이 반사 시트(115)의 표면에 배열 설치되는 도광 시트(111) 및 이 도광 시트(111)의 단면을 향하여 광을 조사하는 광원(117)을 구비하고 있다(일본 특개 2010-177130호 공보 참조). 이 도 4의 에지 라이트형 백라이트 유닛(110)에서는, 광원(117)이 조사되고 도광 시트(111)에 입사된 광은, 도광 시트(111) 내를 전파한다. 이 전파하는 광의 일부는 도광 시트(111)의 이면으로부터 출사되고 반사 시트(115)에서 반사되고, 다시 도광 시트(111)에 입사된다.
이러한 액정 표시부를 구비하는 랩탑 컴퓨터는 그 휴대성, 편리성을 높이기 위하여 박형화 및 경량화가 요구되고, 이것에 의해 액정 표시부도 박형화가 요구되고 있다. 특히, 울트라북(등록상표)이라고 불리는 케이스체의 최고 두께부가 21mm 이하인 박형의 랩탑 컴퓨터에서는, 액정 표시부의 두께는 4mm부터 5mm 정도인 것이 요망되어, 액정 표시부에 넣어지는 에지 라이트형 백라이트 유닛에는 더 한층의 박형화가 요구되고 있다.
이러한 울트라북의 에지 라이트형 백라이트 유닛(210)에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 도 5와 같은 반사 시트(115)를 사용하지 않음으로써, 박형화를 도모한 것도 제안되어 있다. 이 도 6에 도시하는 에지 라이트형 백라이트 유닛(210)은 금속제의 천판(216)과, 이 천판(216)의 표면에 적층되는 도광 시트(211)와, 이 도광 시트(211)의 단면을 향하여 광을 조사하는 광원(217)을 구비하고, 천판(216)의 표면은 연마되어 반사면(216a)으로서의 기능을 가지고 있다. 그리고, 광원(217)이 출사되어 도광 시트(211)에 입사된 광은 도광 시트(211) 내에서 전파되고, 이 전파되는 광의 일부는 도광 시트(211)의 이면으로부터 출사되어 천판(216)의 표면의 반사면(216a)에서 반사되고, 다시 도광 시트(211)에 입사된다. 이와 같이, 도 6에 도시하는 에지 라이트형 백라이트 유닛(210)은 천판(216)의 표면이 반사면(216a)이므로, 이 반사면(216a)이 도 5의 반사 시트(115)를 대신하게 된다. 그 때문에, 에지 라이트형 백라이트 유닛(210)은 반사 시트(115)가 불필요하게 되고, 액정 표시부의 박형화가 도모되고 있다.
본 발명자는 도 6에 도시하는 에지 라이트형 백라이트 유닛(210)을 구비하는 랩탑 컴퓨터를 사용하면 액정 표시면의 휘도가 불균일하게 되는 문제(휘도 불균일)가 생기는 것을 발견했다. 이 문제의 원인을 본 발명자가 예의 검토한 결과, 에지 라이트형 백라이트 유닛(210)의 도광 시트(211)의 이면이 천판(216)과 마찰하여, 도광 시트(211)의 이면에 상처가 생기고, 이 상처에 입사된 광이 확산되어 버림으로써, 휘도 불균일이 생기고 있는 것을 판명했다.
본 발명은, 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 액정 표시 장치의 에지 라이트형 백라이트 유닛에 사용한 경우에 있어서 액정 표시면의 휘도 불균일이 억제됨과 아울러 박형화를 도모할 수 있는 도광 시트를 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 다른 목적은 휘도 불균일이 억제되고 그리고 박형화를 도모할 수 있는 에지 라이트형 백라이트 유닛 및 랩탑 컴퓨터를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 행해진 본 발명에 따른 도광 시트는,
케이스체의 두께가 21mm 이하인 랩탑 컴퓨터의 액정 표시부의 에지 라이트형 백라이트 유닛에 사용되는 도광 시트로서,
폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 도광층과,
이 도광층의 이면측에 적층되는 하드 코트층을
구비하고,
평균 두께가 600㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
당해 도광 시트는 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 도광층의 이면측에 하드 코트층을 가지고 있으므로, 당해 도광 시트를, 예를 들면, 금속제의 천판의 표면에 적층한 경우에 있어서 당해 도광 시트가 그 적층면과 마찰해도, 하드 코트층에 의해 도광층이 상처 나는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 도광층의 상처 발생에 의해 발생하는 휘도 불균일을 적확하게 방지할 수 있다. 또한 당해 도광 시트의 평균 두께는 60O㎛ 이하이므로, 당해 도광 시트를 이용한 백라이트 유닛의 박형화를 도모할 수 있다.
당해 도광 시트는 상기 하드 코트층의 평균 두께가 2㎛ 이상 20㎛ 이하이면 좋다. 이것에 의해, 도광층의 상처 발생을 적확하게 방지하면서, 당해 도광 시트의 박형화를 도모할 수 있다.
당해 도광 시트는 상기 도광층의 이면에 적층되고, 이 도광층보다도 굴절률이 작은 저굴절률층을 더 구비하고, 이 저굴절률층의 이면에 상기 하드 코트층이 적층 되면 좋다. 이것에 의해 도광층으로부터 저굴절률층과의 계면에 입사되는 광을 표면측에 적합하게 전반사시킬 수 있다. 따라서, 당해 도광 시트는 광원으로부터 입사된 광을 도광층에서 적확하게 전파할 수 있다.
당해 도광 시트는 상기 저굴절률층의 상기 도광층에 대한 두께비가 1/50 이상 1/5 이하이면 좋다. 이것에 의해, 광원으로부터 입사한 광을 도광층에서 더욱 적확하게 전파할 수 있다.
당해 도광 시트는 상기 저굴절률층의 주성분이 아크릴계 수지이면 좋다. 이것에 의해 저굴절률층의 경도를 비교적 높게 할 수 있다. 따라서, 당해 도광 시트는 도광층과 하드 코트층 사이에 저굴절률층을 배열 설치함으로써, 도광층과 하드 코트층과의 경도차에 기인하여 컬이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한 당해 도광 시트는 저굴절률층의 경도를 높게 함으로써 이면측의 경도를 더욱 향상시킬 수 있다.
당해 도광 시트는 상기 도광층에 대한 상기 저굴절률층의 상대굴절률이 0.95 이하이면 좋다. 상기 상대굴절률이 0.95 이하이면, 스넬의 법칙에 의해 전반사의 임계각을 71.8도 이상으로 할 수 있다. 이것에 의해, 도광층으로부터 저굴절률층과의 계면에 입사되는 광 중, 이 계면의 법선에 대하여 71.8도 이상의 입사각의 광은 이 계면에서 전반사된다. 이 때문에, 당해 도광 시트는 광원으로부터 입사된 광을 도광층에서 더욱 적확하게 전파할 수 있다.
당해 도광 시트는 상기 저굴절률층이 레이저 조사에 의해 발색한 광산란부를 가지면 좋다. 이것에 의해, 도광층을 전파하는 광의 일부는 도광층의 이면에서 저굴절률층에 출사되고, 이 도광층의 이면으로부터 출사된 광의 일부가 광산란부에 입사 됨으로써 산란된다. 그리고, 이 산란된 광의 일부는 다시 도광층에 입사되고 도광 시트의 표면으로부터 출사된다. 이 때문에, 상기 광산란부를 레이저 조사에 의해 저굴절률층의 원하는 위치에 형성함으로써 당해 도광 시트의 표면 전체로부터 적합한 광을 출사할 수 있다.
당해 도광 시트는 상기 도광층 및 상기 저굴절률층이 공압출성형법에 의해 형성되면 좋다. 이것에 의해 평균 두께가 상기 범위인 당해 도광 시트를 용이하고 또한 확실하게 형성할 수 있다.
당해 도광 시트는 이면측의 연필경도가 HB 이상이면 좋다. 이것에 의해, 내찰상성을 향상시켜, 액정 표시면의 휘도 불균일을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 에지 라이트형 백라이트 유닛은 표면이 반사면으로 형성되고 액정 표시부의 최고 이면에 위치하는 천판, 이 천판의 표면에 적층되는 상기 구성으로 이루어지는 당해 도광 시트 및 상기 도광 시트의 단면에 광을 조사하는 광원을 구비한다.
당해 에지 라이트형 백라이트 유닛은 당해 도광 시트가 천판의 표면에 적층되어 있으므로, 도광 시트의 하드 코트층의 이면측으로부터 출사된 광은 천판 표면의 반사면에서 반사되어 다시 상기 도광 시트에 입사된다. 따라서, 당해 에지 라이트형 백라이트 유닛은 종래와 같은 반사 시트를 사용하고 있지 않기 때문에, 박형화를 도모할 수 있다. 또한 당해 에지 라이트형 백라이트 유닛에서는, 천판 표면에 당해 도광 시트가 적층되므로, 천판 표면에 당해 도광 시트의 하드 코트층이 맞닿게 된다. 따라서, 당해 에지 라이트형 백라이트 유닛은 전술과 같이 상처 발생이 어렵고, 이 때문에 휘도 불균일을 적확하게 방지할 수 있다.
당해 에지 라이트형 백라이트 유닛은 천판이 금속제이며, 반사면의 산술평균 거칠기(Ra)가 0.2㎛ 이하이면 좋다. 당해 에지 라이트형 백라이트 유닛은 천판이 금속제이므로 표면을 연마함으로써 용이하고 또한 확실하게 반사면을 형성할 수 있다. 또한, 반사면의 산술평균 거칠기가 0.2㎛ 이하이면, 도광 시트의 이면으로부터 출사된 광이 반사면에서 정반사되기 쉬워, 광의 이용효율이 높고, 또한 반사면의 표면이 평탄하게 되어 반사면과 접하는 도광 시트의 이면을 상처 내기 어렵다.
또한 본 발명에 따른 에지 라이트형 백라이트 유닛은 액정 표시부의 최고 이면에 위치하는 천판, 이 천판의 표면에 적층되는 반사 시트, 이 반사 시트의 표면에 적층되는 상기 구성으로 이루어지는 당해 도광 시트 및 상기 도광 시트의 단면에 광을 조사하는 광원을 구비하고 있어도 된다. 당해 에지 라이트형 백라이트 유닛은, 이러한 구성에 의해서도, 박형화를 도모함과 아울러 휘도 불균일을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 랩탑 컴퓨터는 상기 구성으로 이루어지는 당해 에지 라이트형 백라이트 유닛을 액정 표시부에 구비한다.
당해 랩탑 컴퓨터는 상기의 구성을 갖는 당해 에지 라이트형 백라이트 유닛을 구비하고 있으므로, 상술한 바와 같은 이점을 갖는다. 당해 랩탑 컴퓨터는, 천판 표면이 반사면으로서 기능하는 경우에는, 종래와 같은 반사 시트가 불필요하여 박형화를 도모할 수 있다. 또한, 천판 표면에 당해 도광 시트의 하드 코트층이 맞닿으므로, 당해 도광 시트가 상처 나기 어렵고, 이 때문에 휘도 불균일을 적확하게 방지할 수 있다.
또한, 「케이스체」란 랩탑 컴퓨터의 구성 부재를 전체적으로 수용하는 케이싱을 의미하고, 「천판」이란 케이싱의 일부이며 랩탑 컴퓨터의 액정 표시부의 최고 이면에 위치하는 판상 부재를 의미한다. 「도광층의 이면」이란 도광층의 천판측을 의미하고, 액정 표시부의 표시면의 반대측의 면을 의미한다. 또한 「표면」이란 상기 이면의 반대측의 면을 의미하고, 액정 표시부의 표시면측의 면을 의미한다. 「평균 두께」란 JIS-K-7130에 규정되는 5.1.2의 A-2법에 의해 측정한 값의 평균값이다. 「도광층에 대한 저굴절률층의 상대굴절률」이란 저굴절률층의 절대굴절률을 도광층의 절대굴절률로 나눈 값이다. 또한, 본 명세서에서 단지 「굴절률」로 사용하는 경우에는 절대굴절률을 의미하는 용어로서 사용한다. 이 굴절률은 파장 589.3nm의 광(나트륨의 D선)에 의해 측정된다. 산술평균 거칠기(Ra)는, JIS B0601-1994에 준하여, 컷오프 λc 2.5mm, 평가 길이 12.5mm의 값이다. 「연필경도」란 JIS K5400에 규정하는 시험방법의 8.4에 기재된 연필긁기값에 기초하는 값을 말한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 도광 시트는 액정 표시 장치의 에지 라이트형 백라이트 유닛에 사용한 경우에 있어서 액정 표시면의 휘도 불균일이 억제됨과 아울러 박형화를 도모할 수 있다. 또한 본 발명의 에지 라이트형 백라이트 유닛 및 랩탑 컴퓨터는 휘도 불균일이 억제되고 또한 박형화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 1실시형태에 따른 랩탑 컴퓨터의 개략적 사시도이며, (a)는 액정 표시부를 연 상태, (b)는 액정 표시부를 닫은 상태를 나타낸다.
도 2는 도 1의 랩탑 컴퓨터의 에지 라이트형 백라이트 유닛을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 3은 도 2의 에지 라이트형 백라이트 유닛의 도광 시트를 도시하는 모식적 단면도이다.
도 4는 도 3의 도광 시트와는 상이한 형태에 따른 도광 시트를 도시하는 모식적 단면도이다.
도 5는 종래의 에지 라이트형 백라이트 유닛을 도시하는 모식적 단면도이다.
도 6은 도 5와는 다른 형태에 따른 종래의 에지 라이트형 백라이트 유닛을 도시하는 모식적 단면도이다.
이하, 적당히 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다.
[제 1 실시형태]
<랩탑 컴퓨터(1)>
도 1의 랩탑 컴퓨터(1)는 조작부(2)와, 이 조작부(2)에 회동 가능(개폐 가능)하게 연결된 액정 표시부(3)를 가지고 있다. 당해 랩탑 컴퓨터(1)는 케이스체의 두께(최고 두께부(액정 표시부(3)의 폐쇄시))가 21mm 이하이며, 소위 울트라북(등록상표)라고 불리는 것이다(이하 「초박형 컴퓨터(1)」라고 함).
당해 초박형 컴퓨터(1)의 액정 표시부(3)는 액정 패널(4)과, 이 액정 패널(4)을 향하여 이면측에서 광을 조사하는 에지 라이트형 백라이트 유닛(11)(이하 「백라이트 유닛(11)」이라고 함)을 가지고 있다. 이 액정 패널(4)은 케이스체의 액정 표시부용 케이싱(6)에 의해, 이면, 측면 및 표면의 주위가 유지되고 있다. 여기에서, 액정 표시부용 케이싱(6)은 액정 패널(4)의 이면(및 배면)에 배열 설치되는 천판(16)과, 액정 패널(4)의 표면의 주위의 표면측에 배열 설치되는 표면 지지 부재(7)를 가지고 있다. 또한, 이 액정 표시부용 케이싱(6)의 1부재인 천판(16)은 후술하는 바와 같이 표면이 반사면(16a)으로서 형성되어 백라이트 유닛(11)의 1부재로서 기능하도록 설치되어 있다. 또한, 당해 초박형 컴퓨터(1)의 케이스체는 상기 액정 표시부용 케이싱(6) 및 이 액정 표시부용 케이싱(6)에 힌지부(8)를 통하여 회동 가능하게 설치되고, 중앙 연산 처리 장치(초저전압 CPU) 등이 내장되는 조작부용 케이싱(9)을 가지고있다.
이 액정 표시부(3)의 두께는 케이스체의 두께가 소망 범위이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 액정 표시부(3)의 상한은 7mm인 것이 바람직하고, 6mm인 것이 보다 바람직하고, 5mm인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 액정 표시부(3)의 두께의 하한은 2mm인 것이 바람직하고, 3mm인 것이 보다 바람직하고, 4mm인 것이 더욱 바람직하다. 액정 표시부(3)의 두께가 상기 상한을 초과하면, 초박형 컴퓨터(1)의 박형화의 요청에 따르는 것이 곤란하게 될 우려가 있다. 또한, 액정 표시부(3)의 두께가 상기 하한 미만이면, 액정 표시부(3)의 강도한 저하나 휘도 저하 등을 초래할 우려가 있다.
<백라이트 유닛(11)>
상기 백라이트 유닛(11)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 도광 시트(12)와, 이 도광 시트(12)가 직접 적층되는 상기 천판(16)과, 상기 도광 시트(12)에 광을 조사하는 광원(17)을 가지고 있다. 즉, 당해 백라이트 유닛(11)은 종래와 같은 천판(16)과 도광 시트(12) 사이에 배열 설치되는 반사 시트를 가지고 있지 않다.
(도광 시트(12))
도광 시트(12)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 도광층(13)과 하드 코트(14)의 2층 구조의 시트이다. 도광 시트(12)는 평면에서 보아 대략 사각 형상으로 형성되어 있고, 두께가 대략 균일한 판상(비쐐기상)으로 형성되어 있다. 도광 시트(12)의 평균 두께는 600㎛ 이하이다. 도광 시트(12)의 평균 두께의 상한은 580㎛가 보다 바람직하고, 550㎛가 더욱 바람직하다. 한편, 도광 시트(12)의 평균 두께의 하한은 250㎛가 바람직하고, 280㎛가 보다 바람직하고, 300㎛가 더욱 바람직하다. 상기 평균 두께가 상기 상한을 초과하는 경우, 초박형 컴퓨터(1)에서 기대되는 백라이트 유닛(11)의 박형화의 요망에 따를 수 없을 우려가 있다. 또한 상기 평균 두께가 상기 하한 미만인 경우, 도광 시트(12)의 강도가 불충분하게 될 우려가 있고, 또한 광원(17)의 광을 도광 시트(12)에 충분히 입사시킬 수 없을 우려가 있다.
도광층(13)은 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 투명 수지층이다. 폴리카보네이트계 수지는 투명도가 높으므로 도광층(13)에 있어서의 광의 손모를 적게 할 수 있다. 또한 폴리카보네이트계 수지는 굴절률이 높으므로, 도광층(13)과 공기층(액정 패널과의 간극의 공기층)의 계면(도광층(13)의 표면) 및 도광층(13)과 하드 코트층(14)과의 계면에서 전반사가 일어나기 쉬워, 광을 효율적으로 전파시킬 수 있다. 또한 폴리카보네이트계 수지는 내열성을 가지므로, 광원(17)의 발열에 의해 열화 등이 생기기 어렵다.
상기 폴리카보네이트계 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 직쇄 폴리카보네이트계 수지 또는 분기 폴리카보네이트계 수지 중 어느 하나이어도 되고, 직쇄 폴리카보네이트계 수지와 분기 폴리카보네이트계 수지와의 쌍방을 포함하는 폴리카보네이트계 수지이어도 된다.
직쇄 폴리카보네이트계 수지로서는 공지의 포스겐법 또는 용융법에 의해 제조된 직쇄의 방향족 폴리카보네이트계 수지이며, 카보네이트 성분과 디페놀 성분으로 이루어진다. 카보네이트 성분을 도입하기 위한 전구물질로서는, 예를 들면, 포스겐, 디페닐카보네이트 등을 들 수 있다. 또한 디페놀로서는, 예를 들면, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(3,5-디메실-4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)데칸, 1,1-비스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로데칸, 1,1-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)시클로도데칸, 4,4'-디히드록시디페닐에테르, 4,4'-티오디페놀, 4,4'-디히드록시-3,3-디클로로디페닐에테르 등을 들 수 있다. 이것들은 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 직쇄 폴리카보네이트계 수지는, 예를 들면, 미국 특허 제3989672호에 기재되어 있는 방법 등으로 제조된다.
분기 폴리카보네이트계 수지로서는 분기제를 사용하여 제조한 폴리카보네이트계 수지이며, 분기제로서는, 예를 들면, 플로로글루신, 트리멜리트산, 1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1,2-트리스(4-히드록시페닐)에탄, 1,1,2-트리스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)프로판, 1,1,1-트리스(2-메틸-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(2-메틸-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3-메틸-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3-메틸-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3-클로로-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3-클로로-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3-브로모-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3-브로모-4-히드록시페닐)에탄, 1,1,1-트리스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)메탄, 1,1,1-트리스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)에탄, 4,4'-디히드록시-2,5-디히드록시디페닐에테르 등을 들 수 있다.
이러한 분기 폴리카보네이트계 수지는, 예를 들면, 일본 특개 평03-182524호 공보에 게재되어 있는 바와 같이, 방향족 디페놀류, 상기 분기제 및 포스겐으로부터 유도되는 폴리카보네이트 올리고머, 방향족 디페놀류 및 말단 정지제를, 이것들을 포함하는 반응혼합액이 난류가 되도록 교반하면서 반응시키고, 반응혼합액의 점도가 상승한 시점에서, 알칼리 수용액을 첨가함과 아울러 반응혼합액을 층류로 하여 반응시키는 방법에 의해 제조할 수 있다.
도광층(13)은 상기 분기 폴리카보네이트계 수지를 폴리카보네이트계 수지 중에 5중량% 이상 80중량% 이하의 범위에서 함유하는 것이 바람직하고, 10중량% 이상 60중량% 이하의 범위에서 함유하는 것이 보다 바람직하다. 이것은, 분기 폴리카보네이트계 수지가 5중량% 미만에서는, 신장 점도가 저하되어 압출 성형에서의 성형이 곤란하게 되기 때문이며, 80중량%를 초과하면, 수지의 전단 점도가 높아져 성형 가공성이 저하되기 때문이다.
도광층(13)은 다른 임의 성분을 포함해도 되지만, 상기 직쇄 폴리카보네이트계 수지 및/또는 분기 폴리카보네이트계 수지를 바람직하게는 90질량% 이상 포함하고, 더욱 바람직하게는 98질량% 이상 포함하면 좋다. 여기에서의 임의 성분으로서는, 예를 들면, 자외선흡수제, 안정제, 윤활제, 가공 조제, 가소제, 내충격 조제, 위상차저감제, 광택제거제, 항균제, 곰팡이 방지제 등을 들 수 있다. 단, 도광층(13)은 광을 전파시킬 필요가 있기 때문에 투명하게 형성되는 것이 바람직하고, 특히 무색 투명하게 형성되는 것이 바람직하다.
도광층(13)의 평균 두께로서는 특별히 한정되지 않지만, 595㎛ 이하가 바람직하다. 도광층(13)의 평균 두께의 상한은 570㎛가 보다 바람직하고, 550㎛가 더욱 바람직하다. 또한 도광층(13)의 평균 두께의 하한은 200㎛가 바람직하고, 230㎛가 보다 바람직하고, 250㎛가 더욱 바람직하다. 상기 평균 두께가 상기 상한을 초과하는 경우, 도광 시트(12)가 두꺼워져 버려, 초박형 컴퓨터(1)에서 요구되는 백라이트 유닛(11)의 박형화의 요망에 따를 수 없을 우려가 있다. 한편, 상기 평균 두께가 상기 하한 미만인 경우, 도광 시트(12)가 얇아져 버려, 강도가 충분하지 못할 우려가 있고, 또한 광원(17)의 광을 도광층(13)에 충분히 입사시킬 수 없을 우려가 있다.
또한, 도광층(13)의 굴절률은 1.57 이상 1.68 이하인 것이 바람직하고, 1.59 이상 1.66 이하인 것이 보다 바람직하다.
도광층(13)의 이면에는 복수의 확산 도트(18)가 형성되어 있다. 복수의 확산 도트(18)는 전형적으로는 백색 도트이다. 복수의 확산 도트(18)는 면 형상의 출사광이 대략 균일하게 되도록 설계된 패턴으로 형성되어 있다.
하드 코트층(14)은 도광층(13)의 이면에 적층되어 있다. 하드 코트층(14)은 열경화성 수지나 활성 에너지선 경화성 수지 등의 합성 수지를 주성분으로서 포함하고 있다. 그중에서도, 하드 코트층(14)은 자외선이나 전자선 등의 활성 에너지선에 의해 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 하드 코트층(14)의 주성분으로서는 하드 코트(14)의 굴절률을 작게 하는 점 등에서, 활성 에너지선 경화성의 아크릴계 수지가 바람직하다.
상기 활성 에너지선 경화성의 아크릴계 수지로서는 (메타)아크릴로일기, (메타)아크릴로일옥시기 등의 중합성 작용기를 갖는 모노머 또는 올리고머를 혼합한 조성물을 들 수 있다. 이 조성물로서는 3작용 이상의 다작용 모노머를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 모노머 또는 올리고머는 단독 또는 복수 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 모노머로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 메틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시(메타)아크릴레이트 등의 단작용 아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헥사(메타)트리아크릴레이트, 트리메티롤프로판(메타)아크릴산벤조산에스테르, 트리메티롤프로판벤조산에스테르 등의 다작용 아크릴레이트, 글리세린디(메타)아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 우레탄아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 올리고머로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 폴리우레탄(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 폴리에테르(메타)아크릴레이트, 알키드(메타)아크릴레이트, 멜라민(메타)아크릴레이트, 실리콘(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 활성 에너지선 경화성의 아크릴계 수지의 함유량으로서는 특별히 한정되지 않지만, 하드 코트층(14)의 고형분 총량에 대하여, 50질량% 이상이 바람직하고, 55질량% 이상이 보다 바람직하고, 60질량% 이상이 더욱 바람직하고, 70질량% 이상이 특히 바람직하다.
상기 모노머 또는 올리고머의 중합을 개시시키기 위해서는 광중합개시제가 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 광중합개시제로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, p-디메틸아세토페논, p-디메틸아미노프로피오페논, 벤조페논, 벤질, 2-클로로벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 4,4'-비스디에틸아미노벤조페논, 미힐러케톤, 벤질, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 메틸벤조일포르메이트, p-이소프로필-α-히드록시이소부틸페논,α-히드록시이소부틸페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 카르보닐 화합물, 테트라메틸티우람모노술피드, 테트라메틸티우람디술피드, 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸티옥산톤 등의 유황 화합물 등을 들 수 있다. 이들 광중합개시제는 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상 조합하여 사용해도 된다.
상기 광중합개시제의 함유량으로서는 특별히 한정되지 않지만, 하드 코트층(14)의 고형분 총량에 대하여 0.1질량% 이상 10질량% 이하가 바람직하고, 0.5질량% 이상 8질량% 이하가 보다 바람직하다.
하드 코트층(14)에는, 굴절률의 조정이나, 내열성, 치수안정성 등의 향상을 위해, 콜로이달실리카, 콜로이드성 산화알루미늄, 콜로이드성 탄산칼슘, 스멕타이트, 마이카, 산화티탄, 산화지르콘, 산화안티몬, 산화아연, 산화마그네슘, 탈크, 알루미나, 황산바륨, 아스베스트, 산화주석 도프 산화인듐(IT0), 안티몬 도프 산화주석(ATO) 등의 무기 초미립자를 분산 함유시켜도 된다.
또한 하드 코트층(14)에는 은폐성을 향상시키기 위하여 안료를 함유시켜도 된다. 하드 코트층(14)에 함유되는 안료로서는, 예를 들면, 카본블랙, 철흑, 산화티탄백, 안티몬백, 황연, 티탄황, 벤가라, 카드뮴적, 군청, 코발트 블루 등의 무기 안료, 퀴나크리돈 레드, 이소인돌리논옐로, 프탈로시아닌 블루 등의 유기 안료, 알루미늄, 신주 등의 인편상 박편으로 이루어지는 금속 안료, 이산화티탄 피복 운모, 염기성 탄산납 등의 인편상 박편으로 이루어지는 진주 광택(펄) 안료 등을 들 수 있다. 그중에서도, 은폐성 향상을 위해서는 산화티탄백이 바람직하다.
상기 안료의 함유량으로서는 특별히 한정되지 않지만, 하드 코트층(14)의 고형분 총량에 대하여, 20질량% 이상 50질량% 이하가 바람직하다. 상기 안료의 함유량의 상한은 45질량%가 보다 바람직하고, 40질량%가 더욱 바람직하다. 또한 상기 안료의 함유량의 하한은 25질량%가 보다 바람직하고, 30질량%가 더욱 바람직하다. 상기 안료의 함유량이 상기 상한을 초과하는 경우, 하드 코트층(14)의 도광층(13)에 대한 접착성이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 안료의 함유량이 상기 하한 미만인 경우, 충분한 은폐성이 얻어지지 않을 우려가 있다.
또한, 하드 코트층(14)에는, 산화방지제, 자외선흡수제, 레벨링제, 대전방지제, 윤활제, 착색제 등을 함유해도 된다.
하드 코트층(14)의 평균 두께로서는 특별히 한정되지 않지만, 2㎛ 이상 20㎛ 이하가 바람직하다. 하드 코트층(14)의 평균 두께의 상한은 18㎛가 보다 바람직하고, 15㎛가 더욱 바람직하다. 또한 하드 코트층(14)의 평균 두께의 하한은 7㎛가 보다 바람직하고, 10㎛가 더욱 바람직하다. 하드 코트층(14)의 평균 두께가 상기 상한을 초과하는 경우, 도광 시트(12)의 박형화의 요구에 따르지 못할 우려가 있음과 아울러, 도광층(13)과 하드 코트층(14)과의 경도차에 기인하여 컬이 발생할 우려가 있다. 반대로, 하드 코트층(14)의 평균 두께가 상기 하한 미만일 경우, 도광층(13)의 상처 발생을 적확하게 방지할 수 없게 될 우려가 있다.
하드 코트층(14)의 굴절률로서는 특별히 한정되지 않지만, 도광층(13)보다도 작은 것이 바람직하다. 도광층(13)에 대한 하드 코트층(14)의 상대굴절률로서는 특별히 한정되지 않지만, 0.95 이하가 바람직하고, 0.90 이하가 더욱 바람직하고, 0.85 이하가 특히 바람직하다. 도광층(13)에 대한 하드 코트층(14)의 상대굴절률이 상기 상한 이내이면, 스넬의 법칙에 의해 전반사의 임계각이 일정 각도 이하(71.8도 이하)가 된다. 이것에 의해, 도광층(13)으로부터 하드 코트층(14)의 계면에 입사되는 광 중, 입사각이 상기 임계각 이상인 광은 도광층(13)과 하드 코트층(14)과의 계면에서 전반사된다. 한편, 입사각이 상기 임계각 미만인 광은 일부가 도광층(13)에 반사되고, 다른 일부의 광이 하드 코트층(14)에 입사된다.
하드 코트층(14)의 연필경도로서는 H 이상이 바람직하고, 2H 이상이 보다 바람직하고, 3H 이상이 더욱 바람직하다. 하드 코트층(14)의 연필경도를 상기 범위로 함으로써 도광 시트(12)의 이면측의 경도를 적합하게 향상시켜, 도광층(13)의 상처 발생을 적확하게 방지할 수 있다. 또한 도광 시트(12)의 이면측의 연필경도로서는 HB 이상이 바람직하고, H 이상이 보다 바람직하고, 2H 이상이 더욱 바람직하다. 도광 시트(12)의 이면측의 연필경도가 상기 하한 미만인 경우, 도광층(13)의 상처 발생을 적확하게 방지할 수 없을 우려가 높아진다.
(천판(16))
천판(16)은 금속제의 판재로 형성되고, 구체적으로는 알루미늄제의 판재로 형성되어 있다. 여기에서, 이 판재의 두께는 500㎛ 이상 1200㎛ 이하인 것이 바람직하고, 700㎛ 이상 900㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 천판(16)은 상기 판재의 주위가 표면측으로 만곡하여 형성되고, 이 만곡한 부위가 리브로서 기능하여 천판(16)으로서의 충분한 강도를 가지고 있다. 또한, 이 리브의 만곡 부위 이외의 부분(중앙 부분)은 평탄면으로 되어 있지만, 기하학 모양 등의 패턴을 엠보싱 가공하는 것도 가능하다.
천판(16)의 표면(액정 패널(4)측의 면)에는 광을 반사하는 반사면(16a)이 형성되어 있다. 이 때문에, 도광 시트(12)의 이면으로부터 출사된 광은 반사면(16a)에 의해 표면측으로 반사된다.
반사면(16a)은 천판(16)(의 소재의 판재)의 표면이 연마됨으로써 형성되어 있지만, 이 형성 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 연마 이외의 방법을 사용하는 것도 가능하다.
반사면(16a)(천판(16) 소재의 판재의 표면)의 산술평균 거칠기(Ra)로서는 특별하게 한정되지 않지만, 0.2㎛ 이하가 바람직하고, 0.1㎛ 이하가 보다 바람직하고, 0.05㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 반사면(16a)의 산술평균 거칠기(Ra)가 상기 상한을 초과하는 경우, 반사면(16a)에 입사된 광이 정반사하기 어려워져, 광의 이용 효율이 낮아질 우려가 있음과 아울러, 도광 시트(12)의 이면을 상처 내기 쉬워질 우려가 있다.
(광원(17))
광원(17)은 액정 표시부용 케이싱(6)에 내장되어 있고, 조사면이 상기 도광 시트(12)의 도광층(13)의 단면에 대향(또는 맞닿음)하도록 배열 설치되어 있다. 광원(17)으로서는 여러 가지의 것을 사용하는 것이 가능하며, 예를 들면, 발광 다이오드(LED)를 사용하는 것이 가능하다. 구체적으로는 이 광원(17)으로서 복수의 발광 다이오드가 도광층(13)의 단면을 따라 배열 설치된 것을 사용할 수 있다.
당해 백라이트 유닛(11)에서는, 도광 시트(12)의 1개의 측가장자리만의 측방에 광원(17)을 배열 설치하는 편측 에지 라이트 방식이나, 도광 시트(12)의 대향하는 측가장자리의 측방에 광원(17)을 각각 배열 설치하는 양측 에지 라이트 방식이나, 도광 시트(12)의 각 측가장자리의 측방에 광원(17)을 배열 설치하는 전체 주위 에지 라이트 방식 등을 채용하는 것이 가능하다.
<도광 시트(12)의 제조 방법>
다음에 도광 시트(12)의 제조 방법에 대하여 이하 설명하는데, 본 발명의 도광 시트(12)의 제조 방법은 이하에 기술하는 제조 방법에 한정되는 것은 아니다.
도광 시트(12)의 제조 방법으로서는, 예를 들면, 도광층(13) 및 하드 코트층(14)의 형성 재료를 조제하는 제 1 공정과, 도광층(13)을 압출 성형하는 제 2 공정과, 도광층(13)의 이면에 복수의 확산 도트(18)를 형성하는 제 3 공정과, 복수의 확산 도트(18)가 형성된 도광층(13)의 이면에 하드 코트층(14)의 형성 재료를 도포하고, 건조시켜, 활성 에너지선 조사시킴으로써 하드 코트층(14)을 형성하는 제 4 공정을 가지고 있다.
상기 복수의 확산 도트(18)를 형성하는 방법으로서는 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄 등, 공지의 인쇄 방법을 들 수 있다.
상기 하드 코트층(14)의 형성 재료를 도포하는 방법으로서는, 예를 들면, 스핀 코팅법, 스프레이법, 슬라이드 코팅법, 디핑법, 바 코팅법, 롤 코터법, 스크린 인쇄법 등, 여러 방법을 들 수 있다. 또한 하드 코트층(14)의 제조 시에는, 필요에 따라, 전처리로서 아르곤 가스나 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기하에서의 플라즈마 처리 등의 표면 개질 처리를 행해도 된다.
<이점>
당해 초박형 컴퓨터(1)의 백라이트 유닛(11)에서는, 이하와 같이 광원(17)으로부터의 광이 액정 패널(4)을 향하여 조사된다. 우선, 광원(17)으로부터 도광 시트(12)의 도광층(13)에 광이 입사되고, 도광층(13) 내를 광이 전파한다. 그리고, 도광층(13)을 전파하는 광 중 도광층(13)과 하드 코트층(14)과의 계면에 도달한 광 중, 일부의 광은 하드 코트층(14)에 입사되고, 그 밖의 일부의 광은 도광층(13)에 반사된다. 또한 하드 코트층(14)에 입사된 광 중 일부의 광은 하드 코트층(14)의 이면으로부터 출사된다. 이 하드 코트층(14)의 이면으로부터 출사된 광은 천판(16)의 표면(반사면(16a))에서 반사되고, 다시 도광 시트(12)에 입사된 후에 도광 시트(12)의 표면으로부터 액정 패널(4)을 향하여 출사된다. 이와 같이, 당해 초박형 컴퓨터(1)에서는, 종래와 같은 반사 시트를 설치하고 있지 않으므로, 백라이트 유닛(11)의 박형화가 도모되어 있다. 또한 당해 도광 시트(12)는 소정 범위 내의 두께의 도광층(13)과 하드 코트층(14)과의 2층 구조로 이루어지므로, 도광 시트(12) 자체의 박형화도 도모되어 있다.
또한 당해 초박형 컴퓨터(1)의 백라이트 유닛(11)은 도광 시트(12)가 폴리카보네이트계 수지를 주성분으로 하는 도광층(13)의 이면에 하드 코트층(14)을 가지고 있으므로, 당해 초박형 컴퓨터(1)의 휴대시에 있어서 금속제의 천판(16)과 도광 시트(12)가 마찰해도, 천판(16)에는 하드 코트층(14)이 맞닿아 있으므로, 도광층(13)이 상처 나기 어렵다. 이 때문에, 당해 초박형 컴퓨터의 백라이트 유닛(11)은 도광층(13)의 상처 발생에 의해 발생하는 휘도 불균일을 적확하게 방지할 수 있다. 당해 초박형 컴퓨터(1)의 백라이트 유닛(11)은 도광 시트(12)의 평균 두께가 상기 범위로 되어 있으므로, 박형화를 촉진할 수 있다.
[제 2 실시형태]
<도광 시트(21)>
도 4의 도광 시트(21)는 제 1 실시형태의 도광 시트(12) 대신에, 케이스체의 두께가 21mm 이하인 랩탑 컴퓨터의 액정 표시부의 에지 라이트형 백라이트 유닛에 사용된다. 도광 시트(21)는 도광층(22)과, 도광층(22)의 이면에 적층되는 저굴절률층(23)과, 저굴절률층(23)의 이면에 적층되는 하드 코트층(14)의 3층 구조의 시트이다. 하드 코트층(14)에 대해서는, 도 3의 하드 코트층(14)와 동일하기 때문에, 동일 번호를 붙이고 설명을 생략한다. 도광 시트(21)는 평면으로 보아 대략 사각형 형상으로 형성되어 있고, 두께가 대략 균일한 판상(비쐐기상)으로 형성되어 있다. 도광 시트(21)의 평균 두께는 600㎛ 이하이다. 도광 시트(21)의 평균 두께의 상한은 580㎛가 보다 바람직하고, 550㎛가 더욱 바람직하다. 한편, 도광 시트(21)의 평균 두께의 하한은 250㎛가 바람직하고, 280㎛가 보다 바람직하고, 300㎛가 더욱 바람직하다. 상기 평균 두께가 상기 상한을 초과하는 경우, 초박형 컴퓨터에서 기대되는 백라이트 유닛의 박형화의 요망에 따를 수 없을 우려가 있다. 또, 상기 평균 두께가 상기 하한 미만인 경우, 도광 시트(21)의 강도가 불충분하게 될 우려가 있고, 또한 광원의 광을 도광 시트(21)에 충분하게 입사시킬 수 없을 우려가 있다.
도광층(22)의 평균 두께로서는 특별히 한정되지 않지만, 570㎛ 이하가 바람직하다. 도광층(22)의 평균 두께의 상한은 555㎛가 보다 바람직하고, 540㎛가 더욱 바람직하다. 또한 도광층(22)의 평균 두께의 하한은 180㎛가 바람직하고, 200㎛가 보다 바람직하고, 220㎛가 더욱 바람직하다. 상기 평균 두께가 상기 상한을 초과하는 경우, 도광 시트(21)가 두꺼워져 버려, 초박형 컴퓨터에서 기대되는 백라이트 유닛의 박형화의 요망에 따를 수 없을 우려가 있다. 한편, 상기 평균 두께가 상기 하한 미만의 경우, 도광 시트(21)가 얇아져 버려, 강도가 충분하지 않을 우려가 있고, 또한 광원의 광을 도광층(22)에 충분히 입사시킬 수 없을 우려가 있다.
도광층(22)의 형성 재료 및 굴절률에 대해서는, 도 3의 도광층(13)과 동일하다.
저굴절률층(23)은 도광층(22)보다도 굴절률이 작은 층이다. 저굴절률층(23)의 주성분으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 아크릴계 수지가 적합하게 사용된다.
상기 아크릴계 수지로서는 특별히 한정되지 않지만, 폴리메타크릴산메틸 등의 폴리(메타)아크릴산에스테르, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산 공중합체, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산에스테르 공중합체, 메타크릴산메틸-아크릴산에스테르-(메타)아크릴산 공중합체, (메타)아크릴산메틸-스티렌 공중합체, 지환족 탄화수소기를 갖는 중합체(예를 들면, 메타크릴산메틸-메타크릴산시클로헥실 공중합체, 메타크릴산메틸-(메타)아크릴산노르보르닐 공중합체) 등을 들 수 있다. 이들 아크릴계 수지 중에서도, 폴리(메타)아크릴산메틸 등의 폴리(메타)아크릴산C1-6알킬이 바람직하고, 메타크릴산메틸계 수지가 보다 바람직하다.
당해 도광 시트(21)는, 저굴절률층(23)의 주성분이 아크릴계 수지임으로써, 저굴절률층(23)의 경도를 비교적 높게 할 수 있다. 따라서, 당해 도광 시트(21)는 도광층(22)과 하드 코트층(14)과의 경도차에 기인하여 컬이 발생하는 것을 적합하게 방지할 수 있다. 또한 당해 도광 시트(21)는 저굴절률층(23)의 경도를 높게 함으로써 이면측의 경도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 당해 도광 시트(21)는 저굴절률층(23)의 주성분이 아크릴계 수지임으로써, 후술과 같이 레이저를 조사한 경우의 변색을 억제할 수 있다.
저굴절률층(23)의 연필경도로서는 도광층(22)보다 크고, 또한 하드 코트층(14)보다도 작은 것이 바람직하다. 저굴절률층(23)의 연필경도로서는 특별히 한정되지 않지만, HB 이상 4H 이하가 바람직하고, H 이상 3H 이하가 더욱 바람직하다. 저굴절률층(23)의 연필경도가 상기 상한을 초과하는 경우, 도광층(22)과 저굴절률층(23)과의 경도차에 기인하여 컬이 발생할 우려가 있다. 반대로, 저굴절률층(23)의 연필경도가 상기 하한 미만인 경우, 도광 시트(21)의 이면측의 경도를 적합하게 향상시킬 수 없을 우려가 있다. 한편, 저굴절률층(23)의 연필경도가 상기 범위인 경우, 컬의 발생을 방지하면서, 저굴절률층(23) 및 하드 코트층(14)에 의해, 도광 시트(21)의 이면측의 경도를 적합하게 높일 수 있다.
저굴절률층(23)의 도광층(22)에 대한 두께비로서는 특별히 한정되지 않지만, 1/50 이상 1/5 이하가 바람직하다. 저굴절률층(23)의 도광층(22)에 대한 두께비의 상한은 1/10이 보다 바람직하고, 1/12이 더욱 바람직하다. 또한 저굴절률층(23)의 도광층(22)에 대한 두께비의 하한은 1/25이 보다 바람직하고, 1/20이 더욱 바람직하다. 저굴절률층(23)의 도광층(22)에 대한 두께비가 상기 상한을 초과하는 경우, 도광층(22)의 두께가 작아져, 광원으로부터 출사한 광을 도광층(22)에서 적확하게 전파할 수 없을 우려가 높아진다. 반대로, 저굴절률층(23)의 도광층(22)에 대한 두께비가 상기 하한 미만인 경우, 도광층(22)과 하드 코트층(14)과의 경도차를 저굴절률층(23)에 의해 적합하게 완화할 수 없어, 컬이 발생할 우려가 있다.
저굴절률층(23)의 굴절률로서는 특별히 한정되지 않지만, 1.47 이상 1.51 이하인 것이 바람직하고, 1.48 이상 1.50 이하인 것이 보다 바람직하다.
도광층(22)에 대한 저굴절률층(23)의 상대굴절률로서는 특별히 한정되지 않지만, 0.95 이하가 바람직하고, 0.90 이하가 더욱 바람직하고, 0.85 이하가 특히 바람직하다. 도광층(22)에 대한 저굴절률층(23)의 상대굴절률이 상기 상한 이내이면, 스넬의 법칙에 의해 전반사의 임계각이 일정 각도 이하(71.8도 이하)가 된다. 이것에 의해, 도광층(22)으로부터 저굴절률층(23)의 계면에 입사하는 광 중, 입사각이 상기 임계각 이상인 광은 도광층(22)과 저굴절률층(23)의 계면에서 전반사된다. 한편, 입사각이 상기 임계각 미만의 광은 일부가 도광층(22)에 반사되고, 다른 일부의 광이 저굴절률층(23)에 입사된다.
저굴절률층(23)은 광을 산란하는 광산란부(24)를 가지고 있다. 광산란부(24)는 레이저 조사에 의해 발색시켜 형성되어 있다. 구체적으로는, 광산란부(24)는 저굴절률층(23)의 형성 재료 중에 발색제를 함유시켜 두고, 저굴절률층(23)의 형성 재료를 도광층(22)의 이면에 적층함으로써 저굴절률층(23)을 형성하고, 형성된 저굴절률층(23)에 레이저 조사함으로써 상기 발색제가 발색하여 형성되어 있다.
저굴절률층(23)의 형성 재료 중에 분산하는 발색제는 레이저 조사에 의해 색이 변색되는 안료이다. 이 발색제로서는 레이저 마킹제로서 사용되는 주지의 유기물이나 무기물을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 황색산화철, 무기납 화합물, 망간바이올렛, 코발트바이올렛, 수은, 코발트, 구리, 비스무스, 니켈 등의 금속 화합물, 진주 광택 안료, 규소 화합물, 운모류, 카올린류, 규사, 규조토, 탈크 등을 들 수 있고, 이것들 중에서 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 단, 당해 도광 시트(21)는, 레이저 조사에 의해 광선을 반사시키는 반사 패턴을 형성하는 것을 목적으로 하고 있기 때문에, 반사 패턴을 형성하는 도트 형상 등이 광선을 반사하는 색을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 당해 도광 시트(21)에는 레이저 조사에 의해 백색으로 발색하는 발색제를 사용하는 것이 바람직하고, 반대로 레이저 조사에 의해 탄화하여 광선을 흡수하는 흑색으로 변화되는 발색제는 본원발명에는 부적절하다. 이러한 백색으로 발색하는 발색제로서는, 예를 들면, 티탄 블랙, 코디에라이트, 운모 등을 들 수 있다.
상기 코디에라이트로서는 조성식 MG2Al3(AlSi5O18)로 표시되는 무기 화합물 이외에, Mg의 일부가 Fe로 치환된 것을 사용할 수 있다. 또한 수분을 함유한 것을 사용해도 된다.
상기 운모로서는 머스코바이트, 플로고파이트, 바이오타이트, 세리사이트 등의 천연 운모, 불소금운모, 불소4규소운모 등의 합성 운모를 사용할 수 있다.
저굴절률층(23)에 있어서의 발색제의 함유량으로서는 O.0001질량% 이상 2.5질량% 이하가 바람직하고, 0.1질량% 이상 1질량% 이하가 보다 바람직하다. 발색제의 함유량이 상기 하한 미만인 경우, 레이저 조사시에 충분한 발색 효과가 얻어지지 않아, 원하는 반사 패턴을 형성할 수 없을 우려가 있다. 반대로, 발색제의 함유량이 상기 상한을 초과하는 경우, 저굴절률층(23)의 투명도, 기계적 강도 등이 저하될 우려가 있다.
광산란부(24)는 평면으로 보아 분산된 점 형상의 배열 설치 패턴으로 형성되어 있다(평면으로 본 도면에 대해서는 생략). 광산란부(24)의 배열 설치 패턴은 도광 시트(21)로부터 균일한 광을 표면측에 출사하도록 설치된다. 구체적으로는, 광산란부(24)는 광원에 근접하는 위치에서의 존재 비율이 적고, 광원으로부터 멀어짐에 따라 존재 비율이 커지도록 형성되어 있다. 또한, 광산란부(24)의 존재 비율의 조정은 각 광산란부(24)의 크기를 동일하게 하면서 광산란부(24)의 수를 변경하거나, 각 광산란부(24)의 크기를 변경함으로써 가능하다.
각 광산란부(24)의 평면으로 본 형상은 선 형상, 원 형상, 타원 형상, 직사각형 형상 등으로 하는 것이 가능하다. 또한, 각 광산란부(24)의 크기(평면으로 보아)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 최대폭이 200㎛ 이하인 것이 바람직하고, 100㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한 광산란부(24)는 시트 두께 방향에 높이를 갖는 3차원 형상으로 하는 것도 가능하다. 광산란부(24)가 3차원 형상인 경우의 형상은 반구 형상, 원추 형상, 원통 모양, 다각추 형상, 다각기둥 형상, 편자 형상 등으로 하는 것이 가능하다.
저굴절률층(23)에 조사하는 레이저로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 탄산가스 레이저, 산화탄소 레이저, 반도체 레이저, YAG(이트륨·알루미늄·가닛) 레이저 등을 사용할 수 있다. 이것들 중에서도 파장이 9.3㎛부터 10.6㎛인 탄산가스 레이저가 세밀한 도트 패턴을 형성하는데 적합하다. 상기 탄산가스 레이저로서는 횡방향 대기압 여기(TEA)형, 연속 발진형, 펄스 발진형 등을 사용할 수 있다.
<도광 시트(21)의 제조 방법>
다음에 상기 도광 시트(21)의 제조 방법에 대하여 이하 설명하는데, 본 발명의 도광 시트(21)의 제조 방법은 이하에 기술하는 제조 방법에 한정되는 것은 아니다.
도광 시트(21)의 제조 방법으로서는 도광층(22)의 형성 재료, 저굴절률층(23)의 형성 재료 및 하드 코트층(14)의 형성 재료를 각각 조제하는 제 1 공정, 도광층(22)의 형성 재료와 저굴절률층(23)의 형성 재료를 함께 압출하여 도광층(22)과 저굴절률층(23)을 공압출성형법에 의해 형성하는 제 2 공정 및 저굴절률층(23)의 이면에 하드 코트층(14)의 형성 재료를 도포하고, 건조시키고, 활성 에너지선 조사함으로써 하드 코트층(14)을 형성하는 제 3 공정을 가지고 있다. 또한 도광 시트(21)의 제조 방법으로서는 상기 제 2 공정에 의해 형성된 저굴절률층(23)에 대하여 레이저 조사함으로써 저굴절률층(23)에 광산란부(24)를 형성하는 제 4 공정을 가지고 있다.
또한, 상기 제 2 공정에서의 공압출 성형법으로서는 T다이법, 인플레이션법 등이 채용 가능하다. 제 2 공정에서의 도광층(22)의 형성 재료 및 저굴절률층(23)의 형성 재료의 가열온도는 150℃ 이상 350℃ 이하가 바람직하고, 200℃ 이상 300℃ 이하가 보다 바람직하다. 또한 제 3 공정에 있어서의 하드 코트층(14)의 형성 재료를 도포하는 방법은 도 3의 하드 코트층(14)과 동일하다.
<이점>
당해 도광 시트(21)는 도광층(22)의 이면에 적층되는 저굴절률층(23)을 가지고 있으므로, 도광층(22)으로부터 저굴절률층(23)과의 계면에 입사하는 광을 표면측에 적합하게 전반사시킬 수 있다. 따라서, 당해 도광 시트(21)은 광원으로부터 입사한 광을 도광층(22)에서 적확하게 전파할 수 있다.
당해 도광 시트(21)는 저굴절률층(23)이 레이저 조사에 의해 발색한 광산란부(24)를 가지고 있으므로, 도광층(22)을 전파하는 광의 일부는 도광층(22)의 이면으로부터 저굴절률층(23)에 출사되고, 도광층(22)의 이면으로부터 출사된 광의 일부가 광산란부(24)에 입사됨으로써 산란된다. 그리고, 이 산란된 광의 일부는 다시 도광층(22)에 입사되고 도광 시트(21)의 표면으로부터 출사된다. 이 때문에, 광산란부(24)를 레이저 조사에 의해 저굴절률층(23)의 소망 위치에 형성함으로써 도광 시트(21)의 표면 전체로부터 적합한 광을 출사할 수 있다.
당해 도광 시트(21)는 도광층(22) 및 저굴절률층(23)이 공압출 성형법에 의해 형성되므로, 평균 두께가 상기 범위인 당해 도광 시트(21)를 용이하고 또한 확실하게 형성할 수 있다.
당해 도광 시트(21)는 광산란부(24)를 갖는 저굴절률층(23)에 적층되는 도광층(22) 및 하드 코트층(14)을 가지고 있으므로, 저굴절률층(23)의 적층면의 근방에 레이저 조사해도 수축이 생기기 어렵다. 그 때문에 당해 도광 시트(21)는 저굴절률층(23)의 적층면의 근방에 광확산부(24)를 용이하고 또한 확실하게 형성할 수 있다.
[그 밖의 실시형태]
또한, 본 발명의 도광 시트, 에지 라이트형 백라이트 유닛 및 랩탑 컴퓨터는 상기 태양 이외에, 여러 변경, 개량을 시행한 태양으로 실시할 수 있다. 예를 들면, 광산란부는 반드시 저굴절률층 내에 형성될 필요는 없고, 도광층, 하드 코트층 또는 적층되는 2층의 계면에 형성되어도 된다. 또한 광산란부는 반드시 레이저 조사에 의해 형성될 필요는 없고, 예를 들면, 열 프레스 성형법에 의해 형성된 요철 형상이어도 된다. 이러한 열 프레스 성형법으로서는 광산란부와 쌍을 이루는 형상을 갖는 반대형을 판으로서 사용하여 열 프레스함으로써 원하는 형상을 갖는 광산란부를 형성하는 방법을 들 수 있다.
당해 도광 시트는 도광층, 저굴절률층 및 하드 코트층의 각 층 사이에 다른 층을 가지고 있어도 된다. 또한 당해 도광 시트는, 도광층의 표면측에, 예를 들면, 아크릴계 수지를 주성분으로 하는 보호층을 가지고 있어도 된다. 당해 도광 시트는 이러한 보호층을 가짐으로써, 표면측의 경도를 높여, 표면측의 상처 발생을 방지할 수 있다. 당해 도광 시트는 도광층과 하드 코트층과의 2층 구조로 이루어지는 경우이어도, 반드시 도광층의 이면에 복수의 확산 도트를 가지고 있을 필요는 없다.
당해 에지 라이트형 백라이트 유닛은 액정 표시부의 최고 이면에 위치하는 천판과, 이 천판의 표면에 적층되는 반사 시트와, 이 반사 시트의 표면에 적층되는 당해 도광 시트와, 당해 도광 시트의 단면에 광을 조사하는 광원을 구비하고 있어도 된다. 또한, 당해 에지 라이트형 백라이트 유닛이 이러한 구성을 갖는 경우, 상기 천판의 표면은 반사면으로 형성될 필요는 없다. 당해 에지 라이트형 백라이트 유닛은, 이러한 구성에 의해서도, 박형화를 도모함과 아울러 휘도 불균일을 방지할 수 있다.
1 랩탑 컴퓨터, 초박형 컴퓨터 2 조작부
3 액정 표시부 4 액정 패널
6 액정 표시부용 케이싱 7 표면 지지 부재
8 힌지부 9 조작부용 케이싱
11 에지 라이트형 백라이트 유닛, 백라이트 유닛
12 도광 시트 13 도광층
14 하드 코트층 16 천판
16a 반사면 17 광원
18 확산 도트 21 도광 시트
22 도광층 23 저굴절률층
24 광산란부 110 에지 라이트형 백라이트 유닛
111 도광 시트 115 반사 시트
116 천판 117 광원
210 에지 라이트형 백라이트 유닛 211 도광 시트
216 천판 216a 반사면
217 광원

Claims (10)

  1. 케이스체의 두께가 21mm 이하인 랩탑 컴퓨터의 액정 표시부의 에지 라이트형 백라이트 유닛에 사용되는 도광 시트로서,
    분기 폴리카보네이트계 수지를 5중량% 이상 80중량% 이하의 범위에서 함유하는 폴리카보네이트계 수지를 포함하고, 압출성형법에 의해 형성되는 도광층과,
    상기 도광층의 이면측에 하드코트층의 형성 재료의 도포에 의해 적층되는 하드 코트층을 구비하고,
    상기 도광 시트의 평균 두께가 600㎛ 이하이고,
    상기 하드 코트층의 굴절률이 상기 도광층의 굴절률보다도 작고,
    상기 하드 코트층의 평균 두께가 2㎛ 이상 15㎛ 이하이고,
    상기 도광 시트의 형상이 비쐐기상이고,
    상기 도광층의 이면에 적층되고, 상기 도광층보다도 굴절률이 작은 저굴절률층을 더 구비하며,
    상기 저굴절률층의 이면에 상기 하드 코트층이 적층되고,
    상기 저굴절률층이 레이저 조사에 의해 발색한 광산란부를 갖는 것을 특징으로 하는 도광 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 저굴절률층의 상기 도광층에 대한 두께비가 1/50 이상 1/5 이하인 것을 특징으로 하는 도광 시트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 저굴절률층이 아크릴계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광 시트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 도광층에 대한 상기 저굴절률층의 상대굴절률이 0.95 이하인 것을 특징으로 하는 도광 시트.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 도광층 및 상기 저굴절률층이 공압출성형법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 도광 시트.
  6. 제 1 항에 있어서, 이면측의 연필경도가 HB 이상인 것을 특징으로 하는 도광 시트.
  7. 표면이 반사면으로 형성되고 액정 표시부의 최고 이면에 위치하는 천판,
    상기 천판의 표면에 적층되는 제 1 항에 기재된 도광 시트 및
    상기 도광 시트의 단면에 광을 조사하는 광원을 구비한 것을 특징으로 하는 에지 라이트형 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 천판이 금속제이며, 상기 반사면의 산술평균 거칠기(Ra)가 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 에지 라이트형 백라이트 유닛.
  9. 액정 표시부의 최고 이면에 위치하는 천판,
    상기 천판의 표면에 적층되는 반사 시트,
    상기 반사 시트의 표면에 적층되는 제 1 항에 기재된 도광 시트 및
    상기 도광 시트의 단면에 광을 조사하는 광원을 구비한 것을 특징으로 하는 에지 라이트형 백라이트 유닛.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 에지 라이트형 백라이트 유닛을 액정 표시부에 구비한 것을 특징으로 하는 랩탑 컴퓨터.
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