KR102472940B1 - 광 확산판 및 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

[과제] 본 발명은 백라이트 유닛에서 프리즘 시트와 조합하여 사용되는 경우에, 우수한 광 투과성 및 광 확산성을 나타내는 광 확산판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결 수단] 본 발명의 1 양태는 수지 매트릭스와, 이 수지 매트릭스 중에 분산되는 확산제를 갖고, 상기 수지 매트릭스가 방향족 폴리카보네이트이고, 상기 확산제가 실리콘계 확산제이고, 상기 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)이 0.8㎛ 이상 12㎛ 이하이고, 상기 수지 매트릭스 100질량부에 대한 상기 실리콘계 확산제의 함유량이 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)을 사용하여 표시되는 하기 식 (1)의 DOM 질량부 이상, 하기 식 (2)의 DOL 질량부 이하이며, 전체 광선 투과율이 60% 이상이며, 두께가 0.5mm 이상 1.8mm 이하인 광 확산판이다.
DOM=0.0625×D+0.06·····(1)
DOL=0.20×D+1.70·····(2)

Description

광 확산판 및 백라이트 유닛{LIGHT DIFFUSION PLATE AND BACKLIGHT UNIT}
본 발명은 광 확산판 및 백라이트 유닛에 관한 것이다. 상세하게는, 높은 광 투과성과 광 확산성을 갖고, 액정 디스플레이의 휘도 및 균일성을 향상시키는 광 확산판, 및 이 광 확산판을 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
조명 기구, 액정 표시 장치 등에는, 광원으로부터의 광을 균일하게 확산시키기 위해 광 확산판이 사용된다. 액정 표시 장치는 액정층을 배면에서 비추어 발광시키는 백라이트 방식이 보급되어, 액정층의 하면측에 백라이트 유닛이 장비되어 있다. 백라이트 유닛에는, 방형판 형상의 도광판의 단부에 광원이 배치되는 에지 라이트 방식과, 광원이 액정 디스플레이의 바로 아래에 있는 직하형 백라이트 방식이 알려져 있다. 백라이트 유닛에는, 광 확산판과 이 광 확산판의 표면측에 프리즘 시트 등의 광학 시트가 장비되는 것이 일반적이지만, 광 확산판의 광 확산 효과가 불충분하면, 특히 액정 디스플레이의 직하형 백라이트에서는 광원이 들여다보인다고 하는 문제를 일으킬 우려가 있다.
광 확산판으로서는 형성 재료로서 폴리카보네이트를 사용한 광 확산판이 알려져 있다. 폴리카보네이트 수지는 내충격성, 내열성, 투명성이 우수한 열가소성 수지로서 폭넓은 용도가 있고, 또한, 무기 유리에 비교하여 경량이며, 생산성도 우수하므로, 광 확산성을 부여함으로써, 조명 커버, 조명 간판, 투과형의 스크린, 각종 디스플레이, 액정 표시 장치의 광 확산 시트 등, 광 확산성이 요구되는 용도에 적합하게 사용할 수 있다. 이 폴리카보네이트 수지에 광 확산성을 부여하기 위해서는, 유리, 실리카, 수산화알루미늄 등의 무기 화합물이 첨가되고 있지만, 성형 가공시나 압출 가공시의 열안정성이 낮아, 충격 강도 등의 기계적 강도가 저하될 우려가 있다. 이러한 결점을 개량하는 것으로서, 유기계이고 굴절률의 차가 큰 고분자 미립자를 확산제로서 사용하는 것이 알려져 있다.
특허문헌 1의 광 확산판은, 폴리카보네이트 수지 100중량부에, 입경 50㎛ 이하이며 평균 입경 5∼20㎛의 무기계 또는 유기계의 미립자를 0.05∼0.5중량부 배합한 조성물로 이루어지고, 전체 광선 투과율이 85% 이상이며, 확산 투과율이 10∼30%인 폴리카보네이트 수지제 고투과율 광 확산판이다. 이 광 확산판은 표면 평활성이 우수하여, 대형 스크린에 사용해도 무지개 광택이 없이 화상을 선명하게 할 수 있다고 되어 있지만, 광 확산성에 대해서는 더한층의 검토가 필요하다.
특허문헌 2에는, 폴리카보네이트 수지 100중량부와, 평균 입경 1∼25㎛의 무기 및 유기 입자 1∼20중량부로 이루어지는 조성물로 형성된 두께 30∼300㎛의 필름으로, 전체 광선 투과율이 92% 이상, 또한 헤이즈가 60% 이상인 폴리카보네이트 수지제 고투과 광 확산 필름이 기재되어 있다. 그러나, 300㎛를 초과한 경우의 전체 광선 투과율, 헤이즈 등의 광학 특성에 대해서는 언급되어 있지 않다. 또한, 이 광 확산 필름을 직하형 백라이트 유닛에 사용하면, 광 확산성 및 은폐성이 불충분하여 광원이 들여다 보일 우려가 있다.
특허문헌 3의 광 확산판은 폴리카보네이트 수지 99.7∼80중량% 및 평균 입경 1∼30㎛의 투명 미립자 0.3∼20중량%의 합계 100중량부와 형광증백제 0.0005∼0.1중량부로 이루어지는 수지 조성물로 형성된 두께 0.5∼3.0mm의 폴리카보네이트 수지제 직하형 백라이트용 광 확산판이지만, 형광증백제를 사용하여 휘도를 향상시키고 있기 때문에, 열안정성이 불충분하여, 성형 가공시, 리사이클시에 변색을 일으킬 우려가 있다.
특허문헌 4에는, 방향족 폴리카보네이트 수지 100중량부에 대하여, 적어도 측쇄에 페닐기를 갖는 폴리오가노실록세인이며, 25℃에서의 점도가 1∼1000cSt의 폴리오가노실록세인을 0.01∼2중량부, 및 중량평균 직경 0.7∼5㎛의 실리콘계 확산 미립자를 0.05∼2중량부 함유하여 이루어지는 광 확산성 수지 조성물 및 이 수지 조성물을 사용한 광 확산성 부재가 기재되어 있다. 이 광 확산성 수지 조성물은 높은 광 확산성과 높은 전체 광선 투과율을 동시에 갖는다고 되어 있지만, 전체 광선 투과율이 60% 이하이며, 광선 투과율과 광 확산성의 양립에 대해서는, 더한층의 검토가 필요하다.
특허문헌 1∼4에는, 광 확산판 또는 광 확산 필름의 단독에서의 광 확산성, 광 투과성에 대해서는 기재되어 있지만, 프리즘 시트와 함께 조합하여 사용한 경우의 광 투과성, 광 확산성에 대해서는 기재되어 있지 않다. 즉, 실제의 백라이트 유닛에서의 성능에 대응한, 프리즘 시트 등의 광학 시트와 조합한 경우의 광 확산판의 평가 및 검토가 이루어져 있지 않다.
일본 특개 평05-257002호 공보 일본 특개 2003-240921호 공보 일본 특개 2004-29091호 공보 일본 특개 2006-63121호 공보
본 발명자들은 우수한 광 확산성 및 광 투과성을 갖는 광 확산판을 프리즘 시트와 조합하여 사용한 경우에, 당해 우수한 광 확산성 및 광 투과성이 반드시 발휘되는 것은 아닌 것을 발견하고, 프리즘 시트와 조합한 경우에 있어서 가장 우수한 광 확산성과 광 투과성을 발휘하는 광 확산판을 예의 검토했다. 즉, 본 발명은 프리즘 시트와 조합되어 사용된 경우에 우수한 광 확산성과 광 투과성을 발휘하는 광 확산판, 및 액정 디스플레이의 휘도 및 균일성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 폴리카보네이트 수지에 특정 입경의 실리콘계 광 확산제를 특정량 함유시킴으로써 광 투과성 및 광 확산성을 향상시킬 수 있고, 특히 직하형의 백라이트 유닛에 있어서 프리즘 시트와 조합하여 사용되는 경우에, 우수한 광 투과성 및 광 확산성을 발휘하는 광 확산판을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
상기 과제를 해결하기 위해 행해진 본 발명의 1 양태는 수지 매트릭스와, 이 수지 매트릭스 중에 분산하는 확산제를 갖고, 상기 수지 매트릭스가 방향족 폴리카보네이트이고, 상기 확산제가 실리콘계 확산제이고, 상기 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)이 0.8㎛ 이상 12㎛ 이하이며, 상기 수지 매트릭스 100질량부에 대한 상기 실리콘계 확산제의 함유량이 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)을 사용하여 표시되는 하기 식 (1)의 DOM 질량부 이상, 하기 식 (2)의 DOL 질량부 이하이고, 전체 광선 투과율이 60% 이상이며, 두께가 0.5mm 이상 1.8mm 이하인 광 확산판이다.
DOM=0.0625×D+0.06·····(1)
DOL=0.20×D+1.70·····(2)
당해 광 확산판은 방향족 폴리카보네이트와 실리콘계 확산제를 혼합한 광 확산판이다. 당해 광 확산판은 상기 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)이 상기 범위이고, 방향족 폴리카보네이트 100질량부에 대한 실리콘계 확산제의 함유량이 상기 식 (1)의 값 이상이며 상기 식 (2)의 값 이하의 범위 내이므로, 광 확산성이 양호하다. 그리고, 당해 광 확산판은 전체 광선 투과율이 상기 하한 이상이며, 두께가 상기 범위이므로, 높은 광선 투과율을 나타낸다. 당해 광 확산판은 프리즘 시트와 조합하여 사용됨으로써 특히 우수한 광학 특성을 발휘할 수 있다.
당해 광 확산판은 표면의 표면 거칠기(Ra)가 1㎛ 이상 6㎛ 이하이면 좋다. 이것에 의해, 당해 광 확산판의 광 확산성을 향상시킬 수 있다.
당해 광 확산판은 이면의 표면 거칠기(Ra)가 0.01㎛ 이상 0.05㎛ 이하이면 좋다. 이것에 의해, 당해 광 확산판의 광 확산성을 보다 향상시킬 수 있다.
당해 광 확산판은 압출 성형법으로 성형되면 좋다. 이것에 의해, 당해 광 확산판을 용이하게 얻을 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명의 다른 1 양태는 당해 광 확산판과, 표면에, 일방향으로 뻗어 있는 복수의 프리즘을 구비하는 프리즘 시트를 포함하는 백라이트 유닛이다. 당해 백라이트 유닛은 프리즘 시트와, 프리즘 시트와 조합함으로써 우수한 광학 특성을 발휘하는 광 확산판을 포함하기 때문에, 액정 디스플레이의 휘도 및 균일성을 향상시킬 수 있다.
당해 백라이트 유닛이, 표면에, 상기 일방향에 직교하는 방향으로 뻗어 있는 복수의 프리즘을 구비하는 프리즘 시트를 더 포함하면 좋다. 이것에 의해, 액정 디스플레이의 휘도 및 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 광 확산판은 우수한 광 확산성과 광선 투과율을 갖고, 프리즘 시트와 조합하여 사용됨으로써 특히 우수한 광학 특성을 발휘할 수 있다. 또한, 본 발명의 백라이트 유닛은 액정 디스플레이의 휘도 및 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에서 사용한 2장의 프리즘 시트를 나타내는 개략 측면도이다.
도 2는 도 1의 2장의 프리즘 시트의 개략 상면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광 확산판의 광 확산성을 측정한 실시예의 양태를 나타내는 개략 측면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 광 확산판 및 백라이트 유닛의 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 또한, 설명 중 「표면」이란 광이 출사되는 측의 면을 나타내고, 「이면」이란 그 반대면을 나타낸다.
[백라이트 유닛]
본 발명의 1 실시형태인 백라이트 유닛은 광원과, 광 확산판과, 프리즘 시트를 주로 구비한다. 당해 백라이트 유닛은 액정 디스플레이에 특히 적합하게 사용할 수 있다. 본 실시형태에서는, 직하형 백라이트 유닛으로 설명한다.
<광원>
광원은 광 확산판의 이면에 배치되어, 이 이면을 향하여 광을 출사한다. 광원으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 발광 다이오드(LED)를 들 수 있다. 하나 또는 복수의 발광 다이오드가 광 확산판의 이면의 전체면을 조사하도록 배열 설치되는 것이 바람직하다.
<프리즘 시트>
프리즘 시트는 그 이면이 광 확산판의 표면에 대향하도록 배치된다. 프리즘 시트의 이면은 광 확산판의 표면과 근접 또는 맞닿는다. 프리즘 시트는 광선을 투과시킬 필요가 있으므로 투명, 특히 무색 투명의 합성 수지를 주성분으로 하여 형성하는 것이 바람직하다. 프리즘 시트는 그 표면에 일방향으로 뻗어 있는 복수의 프리즘을 구비한다. 프리즘 시트는 광원으로부터 출사되어, 광 확산판을 투과한 광을 상기 프리즘에서 굴절 등 시킴으로써, 당해 백라이트 유닛의 출광 성능을 향상시킨다. 상기 복수의 프리즘은 이면에 구비되어도 된다.
상기 프리즘은 프리즘 시트 표면에 평행열로 배열 설치되는 볼록 형상부이다. 상기 프리즘의 단면 형상으로서는 특별히 한정되지 않지만, 반원 형상, 반타원 형상, 정삼각 형상, 이등변 삼각 형상 등으로 할 수 있다. 상기 프리즘의 밑변으로부터 정점까지의 높이로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 5㎛ 이상 20㎛ 이하로 할 수 있다. 프리즘과, 이 프리즘에 인접하는 프리즘의 평균 능선 간격(평균 피치)으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 10㎛ 이상 50㎛ 이하로 할 수 있다.
당해 백라이트 유닛이, 표면에, 상기 일방향에 직교하는 방향으로 뻗어 있는 복수의 프리즘을 구비하는 프리즘 시트를 더 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 동일한 프리즘 시트를 2장 사용하여, 일방의 프리즘 시트의 프리즘에 대하여, 타방의 프리즘 시트의 프리즘이 직교하도록, 2장의 프리즘 시트를 배치해도 된다. 복수의 프리즘과, 이것에 직교하는 프리즘이 구비됨으로써 당해 백라이트 유닛의 출광 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
<광 확산판>
당해 광 확산판은 광원과 프리즘 시트 사이에 배치된다. 당해 광 확산판은 두께가 대략 균일한 판 형상이다. 당해 광 확산판은 수지 매트릭스와, 이 수지 매트릭스 중에 분산되는 확산제를 가지고 있다. 당해 광 확산판은 이면으로부터의 입사광을 표면에 투과시킬 때, 이 투과광을 수지 매트릭스 중의 확산제에 의해 확산 시킴으로써 출사광의 균일화를 도모하는 것이다. 당해 광 확산판은 본 발명의 1 양태이다.
당해 광 확산판의 평균 두께의 하한으로서는 0.5mm이며, 0.7mm가 바람직하고, 0.8mm가 보다 바람직하다. 한편, 당해 광 확산판의 평균 두께의 상한으로서는 1.8mm이며, 1.5mm가 바람직하고, 1.2mm가 보다 바람직하다. 당해 광 확산판의 평균 두께가 상기 하한에 미치지 않으면, 당해 광 확산판이 충분한 광 확산성 및 은폐성을 얻을 수 없어, 광원이 들여다보일 우려가 있다. 또한 기계적 강도가 저하되어, 가공시, 사용시 등에 있어서 갈라짐이 발생할 우려가 있다. 한편, 당해 광 확산판의 평균 두께가 상기 상한을 초과하면, 전체 광선 투과율이 저하될 우려가 있고, 또한 당해 광 확산판을 채용하는 기기가 대형화될 우려가 있다.
당해 광 확산판은 전체 광선 투과율의 하한이 60%이다. 전체 광선 투과율의 하한으로서는 62%가 바람직하고, 65%가 보다 바람직하다. 전체 광선 투과율은 수지 매트릭스의 광선 투과율, 실리콘계 확산제의 평균 입자직경과 첨가량, 및 기타 첨가제에 의해 정해진다. 전체 광선 투과율이 상기 하한에 미치지 않으면, 광의 투과량이 저하되어 출광량의 로스가 커지고, 액정 표시면의 밝기가 충분히 얻어지지 않게 될 우려가 있다. 또한, 전체 광선 투과율이란 JIS-K7105:1981에 준거하여 측정한 값을 의미한다.
당해 광 확산판의 표면의 표면 거칠기(Ra)가 1㎛ 이상 6㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 표면의 표면 거칠기(Ra)의 하한으로서는 2㎛가 보다 바람직하고, 2.8㎛가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 표면의 표면 거칠기(Ra)의 상한으로서는 5㎛가 보다 바람직하고, 4.2㎛가 더욱 바람직하다. 당해 광 확산판의 표면의 표면 거칠기(Ra)를 상기 범위로 함으로써 광 확산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 표면 거칠기(Ra)는, JIS-B0601:2001에 준하여, 컷오프(λc) 2.5mm, 평가 길이(l) 12.5mm에서 측정되는 값을 의미한다.
당해 광 확산판의 이면의 표면 거칠기(Ra)가 0.01㎛ 이상 0.05㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 이면의 표면 거칠기(Ra)의 하한으로서는 0.015㎛가 보다 바람직하고, 0.02㎛가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 이면의 표면 거칠기(Ra)의 상한으로서는 0.04㎛가 보다 바람직하고, 0.035㎛가 더욱 바람직하다. 당해 광 확산판의 이면의 표면 거칠기(Ra)를 상기 범위로 함으로써 광 확산성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 당해 백라이트 유닛에 광 반사성, 광 선택 투과성 등의 기능을 부여하기 위하여 필름, 광학 시트 등을 당해 광 확산판에 첩부하는 경우, 또는 기능성의 코팅층, 증착층 등을 당해 광 확산판에 적층하는 경우에, 당해 광 확산판의 이면이 상기 범위의 표면 거칠기(Ra)를 가짐으로써 상기 필름이나 코팅층 등과의 접착성을 향상시킬 수 있다.
또한, 당해 광 확산판에는, 광 확산성을 높이기 위해, 공지의 방법으로, 엠보싱 가공, V홈 가공, 이랑 형상 가공 등의 요철 가공을 표면에 시행해도 된다. 이들 가공을 행함으로써, 광 확산성을 더 향상시킬 수 있다.
<수지 매트릭스>
당해 광 확산판을 형성하고 있는 수지 매트릭스는 방향족 폴리카보네이트이다. 즉, 수지 매트릭스에 대한 폴리카보네이트계 수지의 함유량은 100질량%이다. 당해 광 확산판은 수지 매트릭스로서 폴리카보네이트계 수지를 채용하므로, 투명성, 내충격성, 난연성, 치수안정성이 우수하다.
폴리카보네이트 수지로서는, 예를 들면, 2가 페놀과 카보네이트 전구체를 계면 중합법 또는 용융법으로 반응시켜 얻어지는 것을 채용할 수 있다. 2가 페놀로서는, 예를 들면, 비스페놀A라고 일컬어지는 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥세인, 2,2-비스(3-메틸-4-하이드록시페닐)프로페인, 2,2-비스(3,5-다이메틸-4-하이드록시페닐)프로페인, 비스(4-하이드록시페닐)설파이드, 비스(4-하이드록시페닐)설폰 등을 들 수 있고, 그중에서도 비스페놀A가 바람직하다. 이들 2가 페놀은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
카보네이트 전구체로서는, 예를 들면, 카본일할라이드, 카보네이트에스터 또는 할로폼에이트 등을 들 수 있다. 구체적으로는 포스젠, 다이페닐카보네이트 또는 2가 페놀의 다이할로폼에이트 등을 들 수 있다.
상기 2가 페놀과 카보네이트 전구체를 계면중합법 또는 용융법에 의해 반응시켜 폴리카보네이트 수지를 제조할 때는, 분자량 조정제, 촉매 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리카보네이트 수지에는 첨가제, 예를 들면, 다가 알코올 및 지방산의 에스터, 부분 에스터 등의 이형제, 아인산 에스터, 인산 에스터, 포스폰산 에스터 등의 열안정제, 벤조트라이아졸계, 아세토페논계, 살리실산 에스터 등의 자외선 흡수제, 대전방지제, 착색제, 증백제, 난연제 등을 배합해도 된다. 또한, 폴리카보네이트 수지는 3작용 이상의 다작용성 방향족 화합물을 공중합한 분지 폴리카보네이트 수지, 또는 방향족 또는 지방족의 2작용성 카복실산을 공중합한 폴리에스터카보네이트 수지이어도 된다. 얻어진 폴리카보네이트 수지를 2종 이상 혼합한 혼합물로 해도 된다.
폴리카보네이트 수지의 분자량의 하한으로서는 점도평균 분자량(M)으로 10,000 이상이 바람직하고, 15,000 이상이 보다 바람직하다. 한편, 폴리카보네이트 수지의 분자량의 상한으로서는 100,000 이하가 바람직하고, 35,000 이하가 보다 바람직하다. 이러한 점도평균 분자량을 갖는 폴리카보네이트 수지는 충분한 강도가 얻어지고, 또한 성형시의 용융 유동성도 양호하게 할 수 있다. 또한, 「점도평균 분자량」이란 염화 메틸렌 100mL로 폴리카보네이트 수지 0.7g을 20℃에서 용해한 용액으로부터 구한 비점도(ηsp)를 하기 식 (3), (4)에 의해 산출한 것이다.
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c ·····（3)
[η]=1.23×10-4M0.83·····(4)
단, [η]는 극한 점도이다. 또한, 「c」는 폴리머 농도이며, 0.7(g/100ml)이다.
<확산제>
수지 매트릭스 중에 분산되는 확산제는 투명 또는 반투명의 대략 구 형상의 입자이며, 수지 매트릭스 중의 투과광을 확산시키는 기능을 가지고 있다. 당해 광 확산판의 확산제는 실리콘계 확산제이다. 실리콘계 확산제는 실록세인 결합을 갖는 구상 미립자이며, 예를 들면, 실리카, 실리콘 레진, 실리콘 고무, 구상의 실리콘 고무 파우더의 표면을 실리콘 레진으로 피복한 구상 분말인 실리콘 복합 파우더, 또는 그것들의 조합이 사용된다. 그중에서도, 실리콘 복합 파우더가 바람직하다. 당해 광 확산판은 확산제로서 실리콘계 확산제를 채용하므로, 투명성, 광 확산성이 우수하다.
실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)의 하한은 0.8㎛이며, 0.9㎛가 바람직하고, 1㎛가 보다 바람직하다. 한편, 실리콘계 확산제의 평균 입자직경의 상한은 12㎛이며, 8㎛가 바람직하고, 6㎛가 보다 바람직하다. 실리콘계 확산제의 평균 입자직경이 상기 하한에 미치지 않으면, 충분한 광 확산성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 한편, 실리콘계 확산제의 평균 입자직경이 상기 상한을 초과하면, 당해 광 확산판의 투명성이 저하될 우려나 수지 매트릭스 중의 투과광이 균일하게 확산되지 않을 우려가 있다.
수지 매트릭스 100질량부에 대한 실리콘계 확산제의 함유량은 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)(㎛)에 의존한다. 구체적으로는, 상기 함유량의 하한은 하기 식 (1)의 DOM의 값이며, 하기 식 (5)의 DOMB의 값인 것이 바람직하다. 한편, 상기 함유량의 상한은 하기 식 (2)의 DOL의 값이며, 하기 식 (6)의 DOLB의 값인 것이 바람직하다. 상기 함유량이 상기 하한에 미치지 않으면, 충분한 광 확산성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 한편, 상기 함유량이 상기 상한을 초과하면, 당해 광 확산판의 광 투과성이 저하될 우려나 당해 광 확산판의 기계적 강도가 부족할 우려가 있고, 또한 충분한 광 확산성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 즉, 실리콘계 확산제의 함유량을 증가하면 광 확산성이 증대하는 것이 아니라, 상기 함유량을 상기 범위로 함으로써 우수한 광 확산성을 발휘하는 광 확산판으로 할 수 있다.
DOM=0.0625×D+0.06·····(1)
DOL=0.20×D+1.70·····(2)
DOMB=0.0625×D+0.275·····(5)
DOLB=0.20×D+0.70·····(6)
[광 확산판의 제조 방법]
당해 광 확산판의 제조 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 수지 재료 및 확산제를 혼합하는 공정과, 혼합물을 성형하는 공정을 구비하는 제조 방법을 채용할 수 있다.
광 확산판의 성형 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 공지의 열가소성 수지의 성형 방법을 사용할 수 있고, 예를 들면, 생산성의 점에서 펠릿 형상 수지 조성물로부터의 사출 성형, 사출압축 성형, 압출 성형 등을 들 수 있다. 또한, 압출 성형된 시트 형상 성형품으로부터의 진공 성형, 압축공기 성형 등을 채용해도 된다. 그중에서도, 생산성과 제조 비용의 면에서, 압출 성형법이 바람직하다.
[이점]
당해 광 확산판은 실리콘계 확산제의 평균 입자직경이 상기 범위 내이며, 방향족 폴리카보네이트 100질량부에 대한 실리콘계 확산제의 함유량이 상기 범위 내이므로, 우수한 광 확산성을 발휘하면서, 광 투과성이 우수하다. 특히 백라이트 유닛에서 프리즘 시트와 조합하여 사용함으로써 우수한 광 확산성 및 광 투과성을 발휘한다.
또한, 당해 백라이트 유닛은 당해 광 확산판과 프리즘 시트를 포함하기 때문에, 각종 디스플레이의 휘도 및 균일성을 향상시킬 수 있고, 특히 대형 액정 텔레비전용의 백라이트 유닛으로서 적합하게 사용된다.
[그 밖의 실시형태]
금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기 실시형태의 구성에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 의해 개시되며, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
상기 실시형태에서는, 직하형 백라이트 유닛에 대하여 설명했지만, 당해 광 확산판을 에지 라이트 방식에 사용하는 것도 가능하다.
(실시예)
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[광 확산판]
이하의 재료를 사용하여 실시예 No. 1∼No. 23, 비교예 No. 1∼No. 17의 광 확산판을 작성했다. 광 확산판의 작성 수순은 이하와 같다. 우선, 방향족 폴리카보네이트 100질량부에 대하여, 실리콘계 확산제를 표 1에 나타내는 함유량으로 첨가한 혼합물을 스크루 직경 40mm의 벤트 부착 단축 압출기에 투입하고, 투입된 혼합물을 250℃에서 용융하면서 혼련한 후, 스트랜드 커터를 사용하여 펠릿을 얻었다. 이 펠릿을 120℃에서 6∼8시간, 열풍식 건조기에 의해 건조하여, 원료 펠릿을 얻었다. 이 원료 펠릿을 사용하고, 스크루 직경 60mm의 벤트 부착 단축 압출기를 사용하여, 250℃에서 T-다이법에 의해 판 형상으로 압출했다. 압출된 판 형상의 혼련물을 130℃로 조정된 매트면 롤 및 경면 롤로 끼우고 냉각한 후, 또한 경면 롤로 반송하면서 냉각했다. 광 확산판의 평균 두께가 표 1에 기재되어 있는 두께가 되도록, 압출량과 인취 속도를 조정했다.
<방향족 폴리카보네이트>
미츠비시가스카가쿠 가부시키가이샤의 「유피론 S-3000」(멜트 매스 플로우 레이트: 15g/10분)
<실리콘계 확산제>
신에츠카가쿠고교 가부시키가이샤의 「X-52-7030」(실리콘 복합 파우더, 평균 입자직경: 0.8㎛)
신에츠카가쿠고교가부시키가이샤의 「KMP-605」(실리콘 복합 파우더, 평균 입자직경: 2.0㎛)
신에츠카가쿠고교가부시키가이샤의 「KMP-600」(실리콘 복합 파우더, 평균 입자직경: 5.0㎛)
신에츠카가쿠고교가부시키가이샤의 「KMP-601」(실리콘 복합 파우더, 평균 입자직경: 12.0㎛)
신에츠카가쿠고교가부시키가이샤의 「X-52-854」(실리콘 복합 파우더, 평균 입자직경: 0.7㎛)
신에츠카가쿠고교가부시키가이샤의 「KMP-602」(실리콘 복합 파우더, 평균 입자직경: 30㎛)
[측정]
작성한 광 확산판, 및 광 확산판과 프리즘 시트의 조합에 대하여, 이하의 측정기기를 사용하여 각 측정을 행했다.
<광원>
CREE사제의 발광 다이오드 「XP-G3 Royal Blue」를 광원으로서 사용했다.
<휘도 측정 카메라>
유겐가이샤 하이랜드의 「RISA-COLOR/ONE」을 사용하여 측정했다.
<두께>
가부시키가이샤 미츠토요제의 다이알마이크로게이지를 사용하여 측정했다.
<표면 거칠기(Ra)>
표면 거칠기(Ra)는 JIS B-601에 준거하여 가부시키가이샤 미츠토요제의 SJ-210을 사용하여 측정했다.
<전체 광선 투과율 및 헤이즈>
전체 광선 투과율 및 헤이즈는 전체 광선 투과율은 니혼분코 가부시키가이샤제의 V-670을 사용하고, 헤이즈는 스가시켄키 가부시키가이샤제의 HZ-2를 사용하여 측정했다. 또한, 헤이즈는 JIS-K7361:2000에 준하여 측정했다.
[평가]
<전체 광선 투과율>
광 확산판의 전체 광선 투과율의 평가는 전체 광선 투과율이 65% 이상을 「A」, 전체 광선 투과율이 60% 이상 65% 미만을 「B」, 전체 광선 투과율이 60% 미만을 「C」로 했다.
<광 확산성>
도 1에 도시하는 바와 같이, 단면 형상이 이등변 삼각 형상이며, 평균 높이가 12.5㎛, 꼭지각(a)이 90°, 평균 능선 간격(P)이 25㎛인 프리즘을 표면에 복수 구비하고, 총 두께(t)가 270㎛의 프리즘 시트를 2장 준비하고, 제1 프리즘 시트(1), 제2 프리즘 시트(2)로 했다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 각각의 프리즘 시트의 프리즘이 직교하도록 배치하고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 광 확산판(3)의 표면에 포갰다. 제1 프리즘 시트(1)의 표면측에, 반사형 편광 필름(4)(Dual Brightness Enhancement Film: DBEF)을 더 포개어 적층체(5)로 하고, 이 적층체(5)의 광 확산성을 측정했다. 적층체(5)의 이면의 중심으로부터 법선 방향으로, 거리(D)가 4mm의 위치에 광원(6)을 배치하고, 적층체(5)의 표면의 중심으로부터 법선 방향으로, 거리(H)가 140mm의 위치에 휘도 측정 카메라(7)를 배치하고, 적층체(5)로부터의 출사 광의 휘도 분포를 이차원으로 측정했다. 그리고, 측정된 휘도 분포로부터 최대 휘도를 나타내는 중앙 위치를 포함하고, 또한 광원(6)을 중심으로 하는 원 직경 방향으로 일차원의 단면 휘도 분포를 취득하고, 취득한 일차원의 단면 휘도 분포로부터 반값 전체폭을 산출했다. 광 확산판의 확산성의 평가는 산출된 반값 전체폭(mm)의 값이 9.5mm 이상을 「A」, 반값 전체폭의 값이 9mm 이상 9.5mm 미만을 「B」, 반값 전체폭의 값이 9mm 미만을 「C」로 했다.
<종합 평가>
광 확산판의 종합 평가는 전체 광선 투과율 및 광 확산성의 양쪽의 평가가 A인 것을 「A」, 전체 광선 투과율 및 광 확산성의 어느 한쪽이 A이고 타방이 B인 것, 및 전체 광선 투과율 및 광 확산성 모두 B인 것을 「B」, 전체 광선 투과율 및 광 확산성의, 적어도 어느 일방이 C인 것을 「C」로 했다.
실시예 No. 1∼No. 23의 결과를 표 1에, 비교예 No. 1∼No. 17의 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112019029697412-pat00001
Figure 112019029697412-pat00002
실시예 No. 1∼No. 23의 광 확산판은 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)이 0.8㎛ 이상 12㎛ 이하의 범위 내이며, 수지 매트릭스 100질량부에 대한 실리콘계 확산제의 함유량이 상기 식 (1)의 DOM 질량부 이상이며, 상기 식 (2)의 DOL 질량부 이하의 범위 내이다. 따라서, No. 1∼No. 23의 광 확산판은 전체 광선 투과율이 60% 이상이며, 반값 전체폭이 9.0mm 이상으로, 광 투과성과 광 확산성이 좋은 광 확산판이다.
비교예 No. 1∼No. 12는 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)이 0.8㎛ 이상 12㎛ 이하의 범위 내이지만, 수지 매트릭스 100질량부에 대한 실리콘계 확산제의 함유량이 상기 식 (1)의 DOM 질량부 미만, 또는 상기 식 (2)의 DOL 질량부를 초과하고 있기 때문에, 반값 전체폭이 9mm 미만으로 광 확산성이 불충분하다. 또한 비교예 No. 2는 전체 광선 투과율이 60% 미만이며 광 투과성도 불충분하다. 비교예 No. 13∼No. 16은 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)이 0.8㎛ 미만 또는 12㎛를 초과하는 확산제이므로, 수지 매트릭스 100질량부에 대한 실리콘계 확산제의 함유량은 상기 식 (1)의 DOM 질량부 이상으로, 상기 식 (2)의 DOL 질량부 이하이지만, 반값 전체폭이 9mm 미만으로, 광 확산성이 불충분하다. 또한 비교예 No. 17에서는 광 확산판의 두께가 0.4mm이기 때문에, 반값 전체폭이 9mm 미만으로, 광 확산성이 불충분하다.
본 발명의 광 확산판 및 백라이트 유닛은 높은 광 확산성 및 광 투과성을 갖기 때문에, 대형 액정 디스플레이 등에 적합하게 사용할 수 있다.
1 제1 프리즘 시트
2 제2 프리즘 시트
3 광 확산판
4 반사형 편광 필름
5 적층체
6 광원
7 휘도 측정 카메라

Claims (6)

  1. 수지 매트릭스와, 이 수지 매트릭스 중에 분산되는 확산제를 갖고,
    상기 수지 매트릭스가 방향족 폴리카보네이트이고,
    상기 확산제가 실리콘계 확산제이고,
    상기 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)이 0.8㎛ 이상 12㎛ 이하이고,
    상기 수지 매트릭스 100질량부에 대한 상기 실리콘계 확산제의 함유량이 실리콘계 확산제의 평균 입자직경(D)[㎛]을 사용하여 표시되는 하기 식 (5)의 DOMB질량부 이상, 하기 식 (6)의 DOLB질량부 이하이고,
    전체 광선 투과율이 60% 이상이고,
    표면의 표면 거칠기(Ra)가 1㎛ 이상 6㎛ 이하이고,
    이면의 표면 거칠기(Ra)가 0.01㎛ 이상 0.05㎛ 이하이고,
    두께가 0.5mm 이상 1.8mm 이하인, 광 확산판과,
    표면에, 일방향으로 뻗어 있는 복수의 프리즘을 구비하는 제1 프리즘 시트와,
    표면에, 상기 일방향에 직교하는 방향으로 뻗어 있는 복수의 프리즘을 구비하는 제2 프리즘 시트
    를 구비하고,
    상기 광 확산판의 표면에 상기 제2 프리즘 시트 및 상기 제1 프리즘 시트를 적층하고, 그 표면측에 반사형 편광 필름을 더 포개어 적층체로 하고, 이 적층체의 이면의 중심으로부터 법선 방향으로 거리 4mm의 위치에 광원을 배치하고, 또한 상기 적층체의 표면의 중심으로부터 법선 방향으로 거리 140mm의 위치에 휘도 측정 카메라를 배치하여 상기 적층체로부터의 출사광의 휘도 분포를 이차원으로 측정하고, 얻어진 휘도 분포로부터 최대 휘도를 나타내는 중앙 위치를 포함하고, 또한 상기 광원을 중심으로 하는 원 직경 방향으로 일차원의 단면 휘도 분포를 취득하고, 취득한 일차원의 단면 휘도 분포로부터 산출한 반값 전체폭이 9.0mm 이상인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
    DOMB=0.0625×D+0.275·····(5)
    DOLB=0.20×D+0.70·····(6)
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광 확산판은 압출 성형법으로 성형되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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