KR20140049042A

KR20140049042A - 광학 시트용 수지 조성물, 광학 시트 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20140049042A
Application number: KR1020147005494A
Authority: KR
Inventors: 루나 나까무라; 나오유끼 미쯔야스; 사또꼬 마에니시; 노부아끼 나까오
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: KR101496481B1; KR101551588B1; JP5431679B2; WO2008117854A1; KR20090127354A; JP2009037204A; US8169707B2; US20100103529A1

Abstract

본 발명은, 렌즈부의 형상이 손상되기 어렵고, 또한, 높은 생산성으로 제조 가능한 시트 형상 광학 부재를 제공하는 것을 주목적으로 한다. 본 발명은, 기재와, 상기 기재 상에 형성되고, 활성 에너지선 경화성 수지로 이루어지고, 복수의 단위 프리즘을 구비하는 렌즈부를 갖는 시트 형상 광학 부재이며, 상기 렌즈부의 강체 진자법에 의해 측정되는 최대 대수 감쇠율 △E가 0.4 이하인 것을 특징으로 하는 시트 형상 광학 부재를 제공함으로써, 상기 과제를 해결하는 것이다.

Description

광학 시트용 수지 조성물, 광학 시트 및 그의 제조 방법{RESIN COMPOSITION FOR OPTICAL SHEET, OPTICAL SHEET, AND PROCESS FOR PRODUCING THE OPTICAL SHEET}

본 발명은 액정 표시 장치용 백라이트의 프리즘 시트 등으로서 이용되는 시트 형상 광학 부재, 및 광학 시트용 수지 조성물, 광학 시트 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 대면적의 액정 표시 장치나 광고판 등과 같이, 투광성의 표시체를 배면으로부터 조명하는 백라이트용의 면 광원 장치에 적합하게 이용되는 광학 시트를 제조하기 위한 수지 조성물, 광학 시트 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 장치 등의 디스플레이 기술의 급속한 발전에 따라, 그에 이용되는 시트 형상 광학 부재에 대해서도, 새로운 기능을 갖는 것이나, 더 고품질의 것에 대한 수요가 높아지고 있다. 이와 같은 시트 형상 광학 부재로서는, 예를 들면, 액정 표시 장치 등의 백라이트에 이용되는 프리즘 시트, 입체 사진이나 투영 스크린 등에 사용되는 렌티큘러 렌즈 시트, 및 오버헤드 프로젝터의 콘덴서 렌즈 등에 이용되는 프레넬 렌즈 시트 등을 들 수 있다. 이와 같은, 시트 형상 광학 부재는, 통상, 기재와, 상기 기재 상에 형성되고, 소정의 굴절률을 갖는 수지가 표면에 미세한 요철 형상으로 구성되는 단위 프리즘을 갖도록 형성된 렌즈부를 갖는 것이다.

상기 시트 형상 광학 부재는, 상기 렌즈부에 있어서 광을 굴절시킴으로써, 원하는 기능을 발현하는 것이고, 그 용도에 따라 상기 렌즈부를 구성하는 수지 재료 및 단위 프리즘의 형상이 결정되는 것이다. 따라서, 시트 형상 광학 부재의 기능을 발현하는 데 있어서, 상기 단위 프리즘의 형상은 중요한 것이고, 상기 시트 형상 광학 부재를 제조하는 과정에 있어서는, 상기 렌즈부의 형상이 찌부러지거나, 또는 마찰에 의해 마모되는 경우가 없도록 세심한 주의를 기울이는 것이 필요했다. 이와 같은 점으로부터, 종래, 렌즈부에 이용되는 재료로서는, 탄성률이 높고, 형성된 단위 프리즘의 형상이 변형되기 어려운 것이 이용되어 왔다.

상기 렌즈부에 이용되는 재료로서, 예를 들면, 특허 문헌 1 내지 3에는, 소정의 구조를 갖는 우레탄아크릴레이트가 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 4에는, S원자 및 2개 이상의 불포화기를 갖고, S원자의 함유량 및 유리 전이 온도가 소정의 범위 내인 불포화기 함유 화합물이 기재되어 있다. 이들 재료는, 경화시킴으로써 어느 정도의 탄성률을 발현할 수 있기 때문에, 상기 렌즈부의 형상이 손상되는 것을 방지하는 데 이바지하는 것이었다.

그러나, 전술한 디스플레이 장치의 급속한 발전에 따라, 상기 시트 형상 광학 부재에 대해서도 생산성의 향상 등이 더욱 요구되고 있는 가운데, 상기와 같은 재료로 형성된 렌즈부에서는 탄성률이 여전히 불충분했다. 이로 인해, 이와 같은 재료를 이용하는 경우에는, 시트 형상 광학 부재의 제작 공정에 있어서, 상기 단위 프리즘이 변형되는 것을 방지하기 위해서, 상기 렌즈부에 과대한 압력이 발생하지 않도록, 또는 상기 렌즈부가 다른 부재와 맞닿아서 마모되지 않도록, 공정상의 배려를 행할 필요가 있었다.

이와 같은 공정상의 제약으로부터, 상기 시트 형상 광학 부재의 생산성은 반드시 높은 것이 아니었다.

또한, 최근, 액정 텔레비전이나 전자식의 광고 패널 등의 표시 장치는, 대면적화의 경향이 있고, 그에 부수된 관련 부품의 연구 개발이나 재료 개발이 활발하게 행하여지고 있다. 이러한 표시 장치는 배면으로부터 광을 조사하는 면 광원 장치를 구비하고 있고, 그 면 광원 장치는 광원으로부터의 광을 표시 패널측에 굴절 투과시키는 광학 시트를 구비하고 있는데, 이 광학 시트에 있어서도, 대면적화의 흐름에 의해, 예를 들면 폭이 넓고 긴 광학 시트를 제조하고, 롤 권취 상태로 권취하고 있다.

광학 시트는, 단위 프리즘을 복수 배열하여 이루어지는 렌즈부를 갖는 것이고, 에지 라이트형의 면 광원 장치나 직하형의 면 광원 장치 중 어느 것에서나 표시 패널측의 출광면에 배치되어 있다. 또한, 에지 라이트형의 면 광원 장치는, 통상, 투명한 아크릴 수지 등의 판상 도광체의 일측 단면으로부터 광원 광을 입사하고, 그 도광체의 한쪽 면인 출광면으로부터 액정 패널 등의 배면에 광을 출사하도록 구성된 장치이고, 직하형의 면 광원 장치는, 광원을 개재시킨 양태에서 액정 패널과 반사판을 배치하여 이루어지는 것이고, 통상, 광원으로부터의 광을 반사판에 의해 액정 패널 등의 배면에 반사시키도록 구성된 장치이다.

광학 시트는, 생산시에 폭이 넓고 긴 시트로서 제조되고, 롤 권취 상태로 생산되고 있는데, 이때, 롤의 자중에 의해, 특히 권심부에서는 단위 프리즘의 정점부가 찌부러진다고 하는 「산(山) 찌부러짐(collapse)」의 문제가 있다.

또한, 광학 시트가 구비하는 렌즈부와, 면 광원 장치가 갖는 도광체가 접한 경우, 공정 내 등에서 가해지는 열에 의해 단위 프리즘의 정점부가 찌부러진다고 하는 문제도 있고, 나아가, 렌즈부와 도광체가 접하여 단위 프리즘의 정점부에 균열이 발생한다고 하는 문제도 있다.

이러한 단위 프리즘의 정점부의 변형이나 균열의 문제는, 표시 장치의 표시면에 흰점(화이트 패턴) 등의 표시 불균일을 발생시켜 표시 성능을 저하시키게 되어, 그 대응이 요청되고 있다.

특허 문헌 1:일본 특허 공개 제2002-105149호 공보

특허 문헌 2:일본 특허 공개 제2004-131520호 공보

특허 문헌 3:일본 특허 공개 제2005-263913호 공보

특허 문헌 4:일본 특허 공개 제2006-72346호 공보

특허 문헌 5:일본 특허 공표 평11-500072호 공보

본 발명은 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 렌즈부의 형상이 손상되기 어렵고, 또한 높은 생산성으로 제조 가능한 시트 형상 광학 부재를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다. 또한 본 발명은, 상기한 단위 프리즘의 정점부의 변형이나 균열의 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 대면적의 액정 표시 장치나 광고판 등에 구비되는 투광성의 표시체를 배면으로부터 조명하는 백라이트용의 면 광원 장치에 적합하게 이용되는 광학 시트용 수지 조성물을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 그러한 수지 조성물로 이루어지는 광학 시트를 제공하는 것, 및 광학 시트의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 종래는 상기 렌즈부가 변형되는 것을 방지하기 위해서, 상기 렌즈부를 더 단단한 재료를 이용하여 제작하는 것이 요구되어져 왔지만, 본 발명자들은 이 종래의 발상을 전환하여, 충분한 경도를 갖지 않는 렌즈부이어도, 변형된 후에 원래의 형상으로 복원시킬 수 있으면, 결과적으로 렌즈부의 형상을 손상하는 일이 없는 것을 착상하고, 이것을 구체화함으로써 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 기재와, 상기 기재 상에 형성되고, 활성 에너지선 경화성 수지로 이루어지고, 복수의 단위 프리즘을 구비하는 렌즈부를 갖는 시트 형상 광학 부재이며, 상기 렌즈부의 강체 진자법에 의해 측정되는 최대 대수 감쇠율 △E가 0.4 이하인 것을 특징으로 하는 시트 형상 광학 부재를 제공한다.

본 발명에 의하면, 상기 렌즈부의 강체 진자법에 의해 측정되는 최대 대수 감쇠율 △E가 0.4 이하인 것에 의해, 가령 어떠한 외적 요인에 의해 상기 렌즈부의 표면에 부착된 단위 프리즘이 변형된 경우이어도, 이것을 원래의 형상으로 복원시킬 수 있기 때문에, 원하는 형상을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 상기 렌즈부의 단위 프리즘의 형상이 손상되기 어려운 시트 형상 광학 부재를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기 렌즈부가 가령 변형되었다고 하더라도, 원래의 형상으로 복원시킬 수 있음으로 인해, 본 발명의 시트 형상 광학 부재를 제조하는 과정에 있어서, 상기 단위 프리즘의 변형을 방지하기 위한 조치를 실시하는 것이 불필요하게 된다. 이로 인해, 제조 공정상의 제약이 저감되기 때문에, 본 발명의 시트 형상 광학 부재의 생산성을 높게 할 수 있다.

이와 같은 점으로부터, 본 발명에 의하면 렌즈부의 형상이 손상되기 어렵고, 또한 높은 생산성으로 제조 가능한 시트 형상 광학 부재를 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 렌즈부의 강체 진자법에 의해 측정되는 대수 감쇠율의 극대 온도가 60℃ 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 본 발명의 시트 형상 광학 부재를, 상기 단위 프리즘의 형상이 변형되기 어려운 내구성이 우수한 것으로 할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 기재와, 상기 기재 상에 형성되고, 활성 에너지선 경화성 수지로 이루어지고, 복수의 단위 프리즘을 구비하는 렌즈부를 갖는 시트 형상 광학 부재이며, 상기 활성 에너지선 경화성 수지의 손실 탄성률과 저장 탄성률의 정접(tanθ=손실 탄성률/저장 탄성률)이, 0℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 0.2 이하인 것을 특징으로 하는 시트 형상 광학 부재를 제공한다.

본 발명에 의하면, 상기 활성 에너지선 경화성 수지의 손실 탄성률과 저장 탄성률의 정접(tanθ=손실 탄성률/저장 탄성률)이, 0℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 0.2 이하인 것에 의해, 상기 렌즈부에 형상의 복원성을 부여할 수 있다. 이로 인해, 가령 어떠한 외적 요인에 의해 상기 렌즈부의 표면에 부착된 단위 프리즘이 변형된 경우이어도, 이것을 원래의 형상으로 복원시킬 수 있기 때문에, 원하는 형상을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 상기 단위 프리즘의 형상이 손상되기 어려운 시트 형상 광학 부재를 얻을 수 있다.

또한, 이와 같이 상기 단위 프리즘이 가령 변형되었다고 하더라도, 원래의 형상으로 복원시킬 수 있음으로 인해, 본 발명의 시트 형상 광학 부재를 제조하는 과정에 있어서, 상기 단위 프리즘의 변형을 방지하기 위한 조치를 실시하는 것이 불필요하게 된다. 이로 인해, 제조 공정상의 제약이 저감되기 때문에, 본 발명의 시트 형상 광학 부재의 생산성을 높게 할 수 있다.

이와 같은 점으로부터, 본 발명에 의하면 렌즈부의 형상이 손상되기 어렵고, 또한, 높은 생산성으로 제조 가능한 시트 형상 광학 부재를 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 활성 에너지선 경화성 수지의 평형 탄성률(160℃, 1㎐)이 1.0×10⁸㎩ 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해 본 발명에 이용되는 렌즈부의 형상의 복원성을 더욱 우수하게 할 수 있기 때문이다.

또한 상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 기재와, 상기 기재 상에 형성되고, 활성 에너지선 경화성 수지로 이루어지고, 복수의 단위 프리즘을 구비하는 렌즈부를 갖는 시트 형상 광학 부재이며, 상기 활성 에너지선 경화성 수지의 탄성 변형률이 25℃에서 40％ 이상인 것을 특징으로 하는 시트 형상 광학 부재를 제공한다.

본 발명에 의하면, 상기 활성 에너지선 경화성 수지의 탄성 변형률이 25℃에서 40％ 이상인 것에 의해, 상기 렌즈부에 형상의 복원성을 부여할 수 있다. 이로 인해, 가령 어떠한 외적 요인에 의해 상기 렌즈부의 표면에 붙여진 단위 프리즘이 변형된 경우이어도, 이것을 원래의 형상으로 복원시킬 수 있기 때문에, 원하는 단위 프리즘의 형상을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 상기 단위 프리즘의 형상이 손상되기 어려운 시트 형상 광학 부재를 얻을 수 있다.

또한, 이와 같이 상기 렌즈부가 가령 변형되었다고 하더라도, 원래의 형상으로 복원시킬 수 있음으로 인해, 본 발명의 시트 형상 광학 부재를 제조하는 과정에 있어서, 상기 단위 프리즘의 변형을 방지하기 위한 조치를 실시하는 것이 불필요하게 된다. 이로 인해, 제조 공정상의 제약이 저감되기 때문에, 본 발명의 시트 형상 광학 부재의 생산성을 높게 할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 렌즈부의 굴절률이 1.5 이상인 것이 바람직하다. 상기 렌즈부의 굴절률이 1.5 이상인 것에 의해, 예를 들면, 본 발명의 시트 형상 광학 부재를 액정 표시 장치용 백라이트의 프리즘 시트로서 이용한 경우에, 액정 표시 장치의 시야각과 휘도를 양립 가능하도록, 상기 단위 프리즘의 형상을 제어하는 것이 용이해지기 때문이다.

또한 본 발명자들은, 단위 프리즘의 정점부의 변형이나 균열의 문제를 해결하기 위해서, 광학 시트와 그 광학 시트용 수지 조성물에 대하여 예의 연구를 진행시키고 있는 과정에서, 특정의 수지 물성을 갖는 수지 조성물로 광학 시트를 제조함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명의 광학 시트용 수지 조성물, 광학 시트 및 그의 제조 방법을 완성시켰다.

즉, 상기 과제를 해결하는 본 발명의 광학 시트는, 투명 기재 상에, 활성 에너지선 경화형 수지 조성물로 형성된 다수의 단위 프리즘으로 이루어지는 렌즈부를 갖는 광학 시트에 있어서, 상기 렌즈부는, 상기 단위 프리즘의 정점부에 40℃의 환경하에서 26㎏/㎠의 하중을 24시간 인가한 후에 있어서의 전 광선 투과율과, 상기 하중을 인가하기 전에 있어서의 전 광선 투과율의 차가 10％ 이내로 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 단위 프리즘의 정점부에 40℃의 환경하에서 26㎏/㎠의 하중을 24시간 인가한 후에 있어서의 전 광선 투과율과, 그 하중을 인가하기 전에 있어서의 전 광선 투과율의 차가 10％ 이내로 되는 렌즈부를 갖기 때문에, 그러한 렌즈부는, 생산시에 폭이 넓고 긴 시트로서 롤 권취한 경우이어도, 단위 프리즘의 정점부가 롤의 자중에 의해 찌부러지는 일이 없다. 또한, 렌즈부와 면 광원 장치가 갖는 도광체가 접한 경우이어도, 공정 내 등에서 가해지는 열에 의해 단위 프리즘의 정점부가 찌부러지는 일도 없다. 또한, 렌즈부와 도광체가 접하여 단위 프리즘의 정점부에 균열이 발생하는 일도 없다. 따라서, 본 발명에 의하면, 소위 「산 찌부러짐」 등의 문제가 렌즈부에 발생하지 않기 때문에, 표시 장치의 표시면에 흰점(화이트 패턴) 등의 표시 불균일을 발생시키는 일이 없고, 안정되고 양호한 표시 성능을 부여하는 광학 시트를 제공할 수 있다.

본 발명의 광학 시트에 있어서, 강체 진자로 측정되는 상기 렌즈부의 Tg가 80℃ 이상 160℃ 이하이고, 동적 점탄성 측정으로 측정되는 상기 렌즈부의 Tg(1㎐)가 80℃ 이상 160℃ 이하이고, 동적 점탄성 측정으로 측정되는 상기 렌즈부의 평형 탄성률(160℃, 1㎐)이 3×10⁷㎩ 이상 1×10⁸㎩ 이하이도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 광학 시트에 있어서, 상기 렌즈부의 굴절률이 1.555 이상 1.600 이하인 것이 바람직하다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 광학 시트용 수지 조성물은, 광학 시트가 구비하는 다수의 단위 프리즘으로 이루어지는 렌즈부를 형성하기 위한 광학 시트용 수지 조성물이며, 당해 수지 조성물의 경화물은, 40℃의 환경하에서 26㎏/㎠의 하중을 24시간 인가한 후의 전 광선 투과율과, 상기 하중을 인가하기 전에 있어서의 전 광선 투과율의 차가 10％ 이내로 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 수지 조성물의 경화물은, 40℃의 환경하에서 26㎏/㎠의 하중을 24시간 인가한 후의 전 광선 투과율과, 상기 하중을 인가하기 전에 있어서의 전 광선 투과율의 차가 10％ 이내로 되기 때문에, 이 수지 조성물을 광학 시트용에 이용하면, 소위 「산 찌부러짐」 등의 문제가 발생하지 않는 광학 시트를 얻을 수 있다.

본 발명의 광학 시트용 수지 조성물에 있어서, 상기 수지 조성물의 경화 후의 굴절률이 1.555 이상 1.600 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 광학 시트용 수지 조성물에 있어서, 상기 수지 조성물은, 비스페놀 A 에폭시(메트)아크릴레이트; 톨릴렌디이소시아네이트 및/또는 자일릴렌디이소시아네이트와 화학식 1로 나타내어지는 디올 화합물과 화학식 2로 나타내어지는 OH 함유 (메트)아크릴레이트의 반응물인 우레탄(메트)아크릴레이트; 화학식 3으로 나타내어지는 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 유도체, 아크릴로일모르포린, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 및 벤질(메트)아크릴레이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 단관능 단량체; 화학식 4로 나타내어지는 이소시아누르산(메트)아크릴레이트 유도체, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 및 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 다관능 단량체; 및 광 개시제를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 광학 시트의 제조 방법은, 투명 기재 상에 다수의 단위 프리즘으로 이루어지는 렌즈부를 갖는 광학 시트의 제조 방법이며, 상기 본 발명의 광학 시트용 수지 조성물을 부형형에 도포한 후에 활성 에너지선을 조사하여 상기 렌즈부를 형성하는 렌즈부 형성 공정을 적어도 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 소위 「산 찌부러짐」 등의 문제가 발생하지 않는 광학 시트를 제조할 수 있고, 특히 그 렌즈부 형성 공정에 의해 형성되는 렌즈부는, 강체 진자로 측정되는 Tg가 80℃ 이상 160℃ 이하이고, 동적 점탄성 측정으로 측정되는 Tg(1㎐)가 80℃ 이상 160℃ 이하이고, 동적 점탄성 측정으로 측정되는 평형 탄성률(160℃, 1㎐)이 3×10⁷㎩ 이상 1×10⁸㎩ 이하이도록 구성된다.

본 발명의 시트 형상 광학 부재는, 렌즈부의 형상이 손상되기 어렵고, 또한, 높은 생산성으로 제조 가능하다고 하는 효과를 발휘한다.

또한 본 발명에 의하면, 소위 「산 찌부러짐」 등의 문제가 렌즈부에 발생하지 않기 때문에, 표시 장치의 표시면에 흰점(화이트 패턴) 등의 표시 불균일을 발생시키는 일이 없고, 안정되고 양호한 표시 성능을 부여하는 광학 시트를 제공할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 광학 시트 및 본 발명에서 제조된 광학 시트는, 특히 최근의 고품위이고 대면적의 액정 표시 장치용 면 광원 장치를 구성하는 광학 시트로서 바람직하게 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 시트 형상 광학 부재의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 시트 형상 광학 부재의 제조 방법의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 광학 시트의 일례를 나타내는 모식적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 광학 시트를 구비하는 면 광원 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 광학 시트를 구비하는 다른 면 광원 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 광학 시트를 구비하는 면 광원 장치의 또 다른 예를 나타내는 투시 단면도이고, (A)는 도 4에 나타내는 면 광원 장치의 다른 일례를 나타내고, (B)는 도 5에 나타내는 면 광원 장치의 다른 일례를 나타낸다.
도 7은 도 4에서 나타낸 면 광원 장치를 구비한 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 개략 사시도이다.

이하, 본원에 관한 각 발명에 대하여 차례로 설명한다.

A. 시트 형상 광학 부재

우선, 본 발명의 시트 형상 광학 부재에 대하여 설명한다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 시트 형상 광학 부재는, 기재와, 상기 기재 상에 형성되고, 활성 에너지선 경화성 수지로 이루어지고, 복수의 단위 프리즘을 구비하는 렌즈부를 갖는 것으로, 상기 렌즈부 또는 상기 활성 에너지선 경화성 수지가 특정의 물성을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 시트 형상 광학 부재에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 시트 형상 광학 부재의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 1에 예시하는 바와 같이, 본 발명의 시트 형상 광학 부재(3)는, 기재(1)와, 상기 기재(1) 상에 형성된 렌즈부(2)를 갖는 것이다.

여기서, 상기 렌즈부(2)는, 활성 에너지선 경화성 수지로 이루어지고, 복수의 단위 프리즘(A)을 구비하는 것이다.

이와 같은 예에 있어서 본 발명의 시트 형상 광학 부재(3)는, 상기 렌즈부(2) 또는 상기 렌즈부(2)에 포함되는 활성 에너지선 경화성 수지가, 소정의 물성을 구비함으로써, 상기 단위 프리즘(A)에 변형이 발생하였다고 하더라도, 원래의 형상으로 복원하는 것이 가능한 복원성을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 상기 렌즈부 또는 상기 활성 에너지선 경화성 수지가 본 발명에서 규정하는 소정의 물성을 구비하는 것으로 의해, 가령 어떠한 외적 요인에 의해 상기 렌즈부의 표면에 부착된 프리즘의 형상이 변형된 경우이어도, 이것을 원래의 형상으로 복원시킬 수 있기 때문에, 단위 프리즘의 원하는 형상을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 상기 단위 프리즘의 표면 형상이 손상되기 어려운 시트 형상 광학 부재를 얻을 수 있다.

본 발명의 시트 형상 광학 부재는, 적어도 기재와, 렌즈부를 갖는 것이고, 필요에 따라 다른 구성을 가져도 되는 것이다.

이하, 본 발명에 이용되는 각 구성에 대하여 설명한다.

여기서, 본 발명의 시트 형상 광학 부재는, 렌즈부의 양태에 따라 3 양태로 크게 구별할 수 있는 것이다. 따라서, 이하, 렌즈부에 대해서는 3 양태로 나누어서 설명하고, 그 외의 구성에 대해서는 모든 형태에 공통이기 때문에, 합하여 설명한다.

1. 렌즈부

우선, 본 발명에 이용되는 렌즈부에 대하여 설명한다. 본 발명에 이용되는 렌즈부는, 활성 에너지선 경화성 수지로 이루어지고, 복수의 단위 프리즘을 갖는 것이다.

본 발명에 이용되는 렌즈부는, 단위 프리즘의 형상의 복원성을 발현하기 위해서 구비하는 물성의 차이에 따라 3개의 양태로 나눌 수 있는 것이다. 따라서, 이하, 각 양태로 나누어 본 발명에 이용되는 렌즈부에 대하여 설명한다.

(1) 제1 양태의 렌즈부

우선, 본 발명의 제1 양태의 렌즈부에 대하여 설명한다. 본 양태의 렌즈부는, 적어도 강체 진자법에 의해 측정되는 최대 대수 감쇠율 △E가 0.4 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.

(이하, 본 양태의 렌즈부를 구비하는 시트 형상 광학 부재를, 「제1 양태의 시트 형상 광학 부재」라고 칭하는 경우가 있다.)

(렌즈부)

본 양태의 렌즈부는, 적어도 강체 진자법에 의해 측정되는 최대 대수 감쇠율 △E가 0.4 이하인 것을 특징으로 하는 것이다. 본 양태의 렌즈부에 있어서 최대 대수 감쇠율 △E를 0.4 이하로 하는 것은, 최대 대수 감쇠율 △E가 상기 범위보다도 크면, 본 양태의 렌즈부의 평형 탄성률이 지나치게 낮아져, 충분한 형상의 복원성을 부여할 수 없기 때문이다. 본 양태의 렌즈부의 최대 대수 감쇠율 △E의 값은 0.4 이하이면 특별히 한정되는 것은 아니나, 그 중에서도 0.1 내지 0.4의 범위 내인 것이 더 바람직하고, 특히 0.2 내지 0.3의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

또한 본 양태의 렌즈부는, 강체 진자법에 의해 측정되는 대수 감쇠율의 극대 온도가 60℃ 이상인 것이 바람직하고, 80℃ 내지 150℃의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 상기 극대 온도가 이와 같은 범위 내인 것에 의해, 본 양태의 렌즈부가 이용된 제1 양태의 시트 형상 광학 부재를, 단위 프리즘의 형상이 변형되기 어려운 내구성이 우수한 것으로 할 수 있기 때문이다.

여기서, 상기 최대 대수 감쇠율 △E 및 대수 감쇠율의 극대 온도는, 각각 강체 진자법에 의해 측정되는 것이다. 강체 진자법이란, 강체 진자를 이용하고, 진자의 진동의 감쇠 과정을 해석함으로써, 고체의 표면 물성 등을 평가하는 방법이다. 본 양태에 있어서의 상기 최대 대수 감쇠율 △E 및 대수 감쇠율의 극대 온도는, 다음과 같은 측정 방법에 의해 측정된 값을 의미하는 것으로 한다.

즉, 파이프 에지형의 강체 진자를 이용하고, 렌즈부와의 접점을 지지점으로 하여 진동을 부여하고, 30℃ 내지 150℃까지 3℃/분으로 승온시켜 그때에 얻어지는 최대 감쇠율 및 극대 온도를 의미하는 것으로 한다.

또한, 본 양태의 렌즈부는 유리 전이 온도가 70℃ 이상인 것이 바람직하고, 80℃ 내지 150℃의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 유리 전이 온도가 상기 범위 내인 것에 의해, 본 발명의 시트 형상 광학 부재를 제조할 때에, 길게 권취하였다고 하였다고 하더라도 렌즈부의 형상을 유지할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 유리 전이 온도는, 동적 점탄성 측정 장치를 이용하여, 1㎐의 진동을 부여하면서 0℃ 내지 200℃까지, 3℃/분으로 승온하였을 때에, 손실 탄성률과 저장 탄성률의 정접(tanθ=손실 탄성률/저장 탄성률)이 극대값을 나타낼 때의 온도를 의미하는 것으로 한다.

본 양태의 렌즈는, 원하는 굴절률을 구비함으로써, 단위 프리즘의 형상과 함께 특정의 기능을 발현할 수 있는 것이다. 따라서, 본 양태의 렌즈부의 굴절률로서는, 본 발명의 제1 양태의 시트 형상 광학 부재의 용도에 따라, 상기 단위 프리즘의 형상과의 관계에 있어서, 원하는 기능을 발현할 수 있는 범위 내이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 그 중에서도 본 양태에 있어서는, 통상, 1.50 이상인 것이 바람직하고, 1.50 내지 1.70의 범위 내인 것이 더 바람직하고, 1.53 내지 1.57의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 렌즈부의 굴절률이 상기 범위 내인 것에 의해, 예를 들면, 본 발명의 제1 양태의 시트 형상 광학 부재를 액정 표시 장치용 백라이트의 프리즘 시트로서 이용한 경우에, 액정 표시 장치의 시야각과 휘도를 양립 가능하도록, 상기 단위 프리즘의 형상을 제어하는 것이 용이해지기 때문이다.

본 양태의 렌즈부는 복수의 단위 프리즘을 갖는 것인데, 이와 같은 단위 프리즘의 형태에 대해서는, 본 양태의 렌즈부가 이용된 시트 형상 광학 부재의 용도에 따라 적절히 결정하면 된다.

(활성 에너지선 경화성 수지)

다음에, 본 양태의 렌즈부에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지에 대하여 설명한다. 본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지로서는, 적어도 렌즈부의 최대 대수 감쇠율 △E를 본 양태에서 규정하는 범위 내로 할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 양태에 있어서는 렌즈부의 최대 대수 감쇠율 △E를 전술한 범위 내로 하기 위해서, 복수의 활성 에너지선 경화성 수지가 이용되어도 되고, 또는 1종류만의 활성 에너지선 경화성 수지가 이용되어도 된다.

본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지는, 손실 탄성률과 저장 탄성률의 정접(tanθ=손실 탄성률/저장 탄성률)이, 0℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 0.2 이하인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.2의 범위 내인 것이 더 바람직하고, 0.15 내지 0.2의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 손실 탄성률과 저장 탄성률의 정접(tanθ=손실 탄성률/저장 탄성률)이 상기 범위 내인 활성 에너지선 경화성 수지가 이용됨으로써, 본 양태의 렌즈부의 형상의 복원성을 더욱 우수하게 할 수 있기 때문이다.

또한, 본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지는, 평형 탄성률(160℃, 1㎐)이, 1.0×10⁸㎩ 이상인 것이 바람직하고, 1.0×10⁸㎩ 내지 6.0×10⁸㎩의 범위 내인 것이 더 바람직하고, 2.0×10⁸㎩ 내지 4.0×10⁸㎩의 범위 내인 것이 더 바람직하다. 본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지의 평형 탄성률(160℃, I㎐)이 상기 범위 내인 것에 의해, 본 양태의 렌즈부의 형상의 복원성을 더욱 우수하게 할 수 있기 때문이다.

여기서, 상기 손실 탄성률과 저장 탄성률의 정접(tanθ=손실 탄성률/저장 탄성률), 및 평형 탄성률(160℃, 1㎐)은 동적 점탄성 측정에 의해 측정할 수 있는 것이다. 또한, 본 양태에 있어서의 상기 (tanθ=손실 탄성률/저장 탄성률) 및 평형 탄성률(160℃, 1㎐)은 각각 이하의 측정 방법에 의해 측정한 값을 이용하는 것으로 한다.

즉, 상기 tanθ는, 동적 점탄성 측정 장치를 이용하여, 1㎐의 진동을 부여하면서 0℃ 내지 200℃까지, 3℃/분으로 승온하였을 때에, tanθ가 극대값을 나타낼 때의 tanθ 온도를 의미하는 것으로 한다. 또한, 동 평가에 있어서 160℃에서의 저장 탄성률의 값을 평형 탄성률로 한다.

또한, 본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지는, 탄성 변형률이 25℃에서, 40％ 이상인 것이 바람직하고, 그 중에서도 40％ 내지 70％의 범위 내인 것이 바람직하고, 또한 45％ 내지 55％의 범위 내인 것이 바람직하다. 본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지의 탄성 변형률이 상기 범위 내인 것에 의해, 본 양태의 렌즈부의 형상의 복원성을 더욱 우수하게 할 수 있기 때문이다.

또한, 본 양태에 있어서의 상기 탄성 변형률은, 다음과 같은 측정 방법에 의해 측정한 값을 이용하는 것으로 한다.

즉, 15㎝×15㎝의 유리 기판 상에 도막의 두께가 약 150㎛로 되도록, 활성 에너지선 경화성 수지를 도포하고, 약 780mJ/㎠로 당해 활성 에너지선 경화성 수지에 자외선을 조사하였다. 이것을 탄성 변형률 평가용 샘플로 하였다. 평가는 압자로서 MK320을 이용하고, 미소 경도계(장치명:피셔스코프 H-100 피셔 인스트루먼트사제)를 이용하여 도막의 물성 평가를 행하였다. 평가 온도 범위는 30 내지 60℃로 하고, 평가 프로그램은 300mN(20초)→크리프 1(60초)→0.4mN(4초)→크리프 2(60초)(합계 144초)로 하였다. 또한, 이때의 측정 조건은 다음과 같이 하였다.

측정기=HU-100(주식회사 피셔 인스트루먼트)

해석 소프트=WIN-HCU(주식회사 피셔 인스트루먼트)

탄성 변형률:탄성 변형의 일량/전체(탄성 변형의 일량+소성 변형의 일량)

크리프 변형률 1:최대 하중에서의 크리프 변형률 300mN

크리프 변형률 2:최소 하중에서의 크리프 변형률 0.4mN

이와 같은 방법으로 평가한 결과로부터, 각 온도에 있어서의 탄성 변형률, 크리프 변형률, 크리프 변형률 2, 최대 압입 깊이(㎛) 및 시험 후의 압입을 해석 소프트로부터 산출하였다.

또한, 본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지는, 상기 크리프 1에 있어서의 크리프 변형률 1이 0 내지 30％의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0 내지 20％의 범위 내인 것이 바람직하고, 0 내지 15％의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 크리프 2에 있어서의 크리프 변형률 2가 35 내지 100％의 범위 내인 것이 바람직하고, 그 중에서도 40 내지 100％의 범위 내인 것이 바람직하고, 50 내지 100％의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

이와 같은 활성 에너지선 경화성 수지로서는, 광을 조사함으로써 경화하는 광경화성 수지와, 전자선을 조사함으로써 경화하는 전자선 경화성 수지를 들 수 있는데, 본 발명에 있어서는 활성 에너지선의 조사 장치를 간략하게 하는 관점으로부터, 광경화성 수지가 이용되는 것이 바람직하다.

본 발명에 이용되는 광경화성 수지로서는, 소정의 파장의 광을 조사함으로써 경화할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 그 중에서도 본 발명에 이용되는 광경화성 수지는, 경화되는 광의 파장이 200 내지 600㎚의 범위 내인 것이 바람직하고, 250 내지 500㎚의 범위 내인 것이 더 바람직하고, 280 내지 440㎚의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

이와 같은 광경화성 수지로서는, 예를 들면, 반응성 예비중합체와 단량체 성분을 적절히 혼합한 것을 이용할 수 있다. 반응성 예비중합체로서는, 예를 들면, 에폭시(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트를 들 수 있고, 단량체 성분으로서는, 예를 들면 단관능 단량체로서 N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락톤, 비닐이미다졸, 비닐피리딘, 스티렌 등의 비닐 단량체, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 부톡시에틸(메트)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 파라쿠밀페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 노닐페녹시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 오르토페닐페녹시에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디메틸아미노프로필(메트)아크릴레이트, 아크릴로일모르포린 등의 (메트)아크릴산에스테르 단량체, 및 (메트)아크릴아미드 유도체를 들 수 있고, 다관능 단량체 성분으로서는, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메트)아크릴레이트, 3-메틸-1,5-펜탄디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 디메틸올트리시클로데칸디(메트)아크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 비스페놀 A 폴리에톡시디올디(메트)아크릴레이트, 비스페놀 A 폴리프로폭시디올디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 프로폭시화 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트, 글리세릴트리(메트)아크릴레이트, 프로폭시화 글리세릴트리(메트)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트, 및 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

(기타)

본 양태의 렌즈부에는, 상기 활성 에너지선 경화형 수지 이외의 다른 첨가제가 포함되어 있어도 된다. 본 양태에 이용되는 것 외의 첨가제로서는, 본 양태의 렌즈부가 이용디는 시트 형상 광학 부재의 용도 등에 따라, 렌즈부에 원하는 기능을 부여할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 그 중에서도 본 양태에 바람직하게 이용되는 것 외의 첨가제로서는, 예를 들면, 실리콘, 산화 방지제, 중합 금지제, 이형제, 대전 방지제, 자외선 안정제, 소포제, 용제, 비반응성 아크릴 수지, 비반응성 우레탄 수지, 비반응성 폴리에스테르 수지, 안료, 염료, 확산제 등을 들 수 있다.

(2) 제2 양태의 렌즈부

다음에, 본 발명에 이용되는 제2 양태의 렌즈부에 대하여 설명한다. 본 양태의 렌즈부는, 적어도 사용되는 활성 에너지선 경화성 수지의 손실 탄성률과 저장 탄성률의 정접(tanθ=손실 탄성률/저장 탄성률)이, 0℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 0.2 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.

(이하, 본 양태의 렌즈부를 구비하는 시트 형상 광학 부재를, 「제2 양태의 시트 형상 광학 부재」라고 칭하는 경우가 있다.)

본 양태의 렌즈부는, 적어도 사용되는 활성 에너지선 경화성 수지의 손실 탄성률과 저장 탄성률의 정접(tanθ=손실 탄성률/저장 탄성률)이, 0℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 0.2 이하인 것인 것을 특징으로 하는 것인데, 본 양태의 렌즈부에 있어서 상기 tanθ를 상기 온도 범위 내에 있어서 0.2로 이하로 하는 것은, 상기 tanθ가 상기 범위보다도 크면, 본 양태의 렌즈부의 탄성률이 지나치게 낮아져, 충분한 형상의 복원성을 부여할 수 없기 때문이다.

본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지의 상기 tanθ는, 0℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 0.2 이하이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 그 중에서도 0.1 내지 0.2의 범위 내인 것이 더 바람직하고, 특히 0.15 내지 0.2의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지는, 평형 탄성률(160℃, 1㎐)이, 1.0×10⁸㎩ 이상인 것이 바람직하고, 1.0×10⁸㎩ 내지 6.0×10⁸㎩의 범위 내인 것이 더 바람직하고, 2.0×10⁸㎩ 내지 4.0×10⁸㎩의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지의 평형 탄성률(160℃, 1㎐)이 상기 범위 내인 것에 의해, 본 양태의 렌즈부의 형상의 복원성을 더욱 우수하게 할 수 있기 때문이다.

또한, 본 양태에 있어서의 상기 tanθ 및 평형 탄성률(160℃, I㎐)의 측정 방법에 대해서는, 상기 「(1) 제1 양태의 렌즈부」의 항에 있어서 설명한 방법과 마찬가지이기 때문에, 여기에서의 설명은 생략한다.

여기서, 상기 이외의 본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지에 관한 사항에 대해서는, 상기 「(1) 제1 양태의 렌즈」의 항에 있어서 설명한 것과 마찬가지이기 때문에, 여기에서의 설명은 생략한다.

또한, 본 양태의 렌즈부는, 강체 진자법에 의해 측정되는 최대 대수 감쇠율 △E가 0.4 이하인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.1 내지 0.4의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히 0.2 내지 0.3의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 최대 대수 감쇠율 △E가 상기 범위 내인 것에 의해, 본 양태의 렌즈부의 형상의 복원성을 더욱 우수하게 할 수 있기 때문이다.

또한, 본 양태에 있어서의 상기 최대 대수 감쇠율 △E의 측정 방법에 대해서는, 상기 「(1) 제1 양태의 렌즈부」의 항에 기재한 방법과 마찬가지이기 때문에, 여기에서의 설명은 생략한다.

여기서, 본 양태의 렌즈부는, 전술한 것 이외의 사항에 대해서는 제1 양태의 렌즈부와 공통되는 것이다. 따라서, 전술한 것 이외의 본 양태의 렌즈부에 관한 사항에 대해서는, 상기 「(1) 제1 양태의 렌즈부」의 항에 있어서 설명한 사항과 마찬가지이기 때문에, 여기에서의 설명은 생략한다.

(3) 제3 형태의 렌즈부

다음에, 본 발명에 이용되는 제3 형태의 렌즈부에 대하여 설명한다. 본 양태의 렌즈부는, 적어도 사용되는 활성 에너지선 경화성 수지의 탄성 변형률이 25℃에서 40％ 이상인 것을 특징으로 하는 것이다.

(이하, 본 양태의 렌즈부를 구비하는 시트 형상 광학 부재를, 「제3 형태의 시트 형상 광학 부재」라고 칭하는 경우가 있다.)

본 양태의 렌즈부는, 적어도 사용되는 활성 에너지선 경화성 수지의 탄성 변형률이 25℃에서 40％ 이상인 것을 특징으로 하는 것이다. 본 양태의 렌즈부에 있어서 탄성 변형률을 상기 범위로 규정하는 것은, 탄성 변형률이 상기 범위보다도 작으면 본 양태의 렌즈부의 탄성률이 지나치게 낮아져, 상기 렌즈부에 충분한 형상의 복원성을 부여할 수 없기 때문이다. 본 양태에 이용되는 활성 에너지선 경화성 수지의 상기 탄성 변형률은, 상기 범위 내이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 그 중에서도 40％ 내지 70％의 범위 내인 것이 더 바람직하고, 특히 45％ 내지 55％의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.

2. 기재

다음에, 본 발명의 시트 형상 광학 부재에 이용되는 기재에 대하여 설명한다. 본 발명에 이용되는 기재는, 전술한 렌즈부를 지지하는 것이다.

본 발명에 이용되는 기재로서는, 원하는 광투과성을 구비하는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니고, 일반적으로 시트 형상 광학 부재에 이용되는 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 기재로서는, 유리, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 염화비닐 수지, 폴리메타크릴이미드 수지, 폴리에스테르 수지, COP 수지나 COC 수지 등의 환상 올레핀 공중합체 등으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.

또한, 본 발명에 이용되는 기재는, 필요에 따라 대전 방지 처리나, 반사 방지 처리 등이 실시된 것이어도 된다.

또한, 상기 대전 방지 처리 및 반사 방지 처리에 대해서는, 일반적으로 공지의 방법을 이용할 수 있기 때문에, 여기에서의 설명은 생략한다.

3. 임의의 구성

본 발명의 시트 형상 광학 부재는, 적어도 상기 렌즈부와 기재를 갖는 것이지만, 필요에 따라 다른 임의의 구성이 이용되어도 된다. 본 발명에 이용되는 임의의 구성으로서는, 본 발명의 시트 형상 광학 부재의 용도 등에 따라, 원하는 기능을 갖는 것을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 이와 같은 임의의 구성으로서는, 예를 들면, 상기 기재와 상기 렌즈부의 사이에 형성되고, 상기 렌즈부와 상기 기재의 밀착성을 향상시키는 접착층, 상기 기재의 상기 렌즈부가 형성된 면과는 반대면 상에 형성되는 매트 코트층(matt coated layer), 및 대전 방지층이나 이형층 등을 들 수 있다.

여기서, 본 발명에 이용되는 매트 코트층에 대해서는, 예를 들면, 일본 특허 출원 평9-104554호 공보, 일본 특허 출원 평9-192464호 공보 등에 기재된 바와 같은, 일반적으로 공지의 것을 이용할 수 있다.

4. 시트 형상 광학 부재의 용도

본 발명의 시트 형상 광학부 부재는, 예를 들면, 프로젝션 텔레비전 등의 투영 스크린에 이용되는 프레넬 렌즈 시트나 렌티큘러 시트, 액정 표시 장치 등의 백라이트에 이용되는 프리즘 시트 등을 들 수 있다. 본 발명의 시트 형상 광학 부재는 이들 중 어느 것에서나 적합하게 이용할 수 있지만, 그 중에서도 액정 표시 장치용 백라이트의 프리즘 시트로서 적합하게 이용할 수 있다.

5. 시트 형상 광학 부재의 제조 방법

본 발명의 시트 형상 광학 부재는 특별히 한정되는 것은 아니고, 상기 활성 에너지선 경화성 수지로서, 렌즈부에 원하는 물성을 부여할 수 있는 것을 이용하는 것 이외에는, 광학 시트를 제조하는 방법으로서 일반적으로 공지의 방법을 이용할 수 있다. 여기서, 일반적인 광학 시트의 제조 방법으로서는, 배치 생산 방식과 연속 생산 방식이 알려져 있는데, 이하, 본 발명의 시트 형상 광학 부재를 제조하는 방법의 일례로서, 배치 생산 방식을 이용한 방법의 예를 설명한다.

우선, 상기 배치 생산 방식에 의해 본 발명의 시트 형상 광학 부재를 제조하는 방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 2는, 본 발명의 시트 형상 광학 부재의 제조 방법의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 2에 예시하는 바와 같이, 본 발명의 시트 형상 광학 부재는, 예를 들면, 원하는 단위 프리즘 패턴을 형성한 렌즈형(4)을 준비하고(도 2(a)), 당해 렌즈형(4)에 전술한 활성 에너지선 경화성 수지를 포함하는 렌즈부 형성용 조성물(2')을 주입 전개하는 주입 공정과(도 2(b)), 상기 렌즈부 형성용 조성물(2')이 주입된 렌즈형(4) 상에 기재(1)를 밀착시키는 기재 밀착 공정과(도 2(c)), 상기 기재(1)측으로부터 상기 렌즈부 형성용 조성물(2')에 활성 에너지선을 조사함으로써, 상기 렌즈부 형성용 조성물(2')을 경화시키는 경화 공정(도 2(d))과, 상기 렌즈형(4)을 박리하는 렌즈형 박리 공정(도2(e))을 이용하는 방법을 들 수 있다.

여기서, 이와 같은 방법에 이용되는 렌즈형으로서는, 알루미늄, 황동, 강 등의 금속형, 실리콘 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, ABS 수지, 불소 수지, 폴리메틸펜텐 수지 등의 합성 수지형, 및 이들의 형에 도금 처리를 실시한 것이나, 각종 금속분을 혼합시킨 것 등을 들 수 있다.

또한, 상기 경화 공정에 있어서 활성 에너지선을 조사하는 광원으로서는, 예를 들면, 화학 반응용 케미컬 램프, 저압 수은 램프, 고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 가시광 할로겐 램프 등을 들 수 있다.

B. 광학 시트 및 광학 시트용 수지 조성물

다음에, 본 발명의 광학 시트 및 광학 시트용 수지 조성물에 대하여 설명한다.

우선, 광학 시트에 대하여 설명한다. 도 3은, 본 발명의 광학 시트의 일례를 나타내는 모식적인 사시도이다. 본 발명의 광학 시트(10)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 투명 기재(12)와, 그 투명 기재(12)의 한쪽 면(S1)에 형성된 다수의 단위 프리즘(14)으로 이루어지는 렌즈부(16)를 갖고 있다.

(투명 기재)

투명 기재(12)는, 광학 시트(10)의 주요한 구성 부재이고, 나중에 상세하게 설명하는 렌즈부(16)의 기재로서 작용함과 함께, 광원으로부터의 광의 대부분을 렌즈부(16)측에 투과하도록 작용한다. 투명 기재(12)는, 수지 재료로 이루어지는 광투과성의 기재이면 되고, 특히 기재 단체에서의 투과율이 85％ 이상인 것이 바람직하게 이용된다. 또한, 여기서 말하는 투과율이란, 가부시끼가이샤 무라까미 시끼사이 기쥬쯔 겡뀨쇼제의 광선 투과율계(형식:HM-150)에 의해 측정한 값이다. 투명 기재(12)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 롤 권취 가능한 50 내지 500㎛의 범위 내이다.

투명 기재(12)로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리메틸펜텐 수지 등의 열가소성 수지, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트 등의 올리고머 및/또는 (메트)아크릴레이트계의 단량체 등으로 이루어지는 전리 방사선 경화성 수지를 자외선 또는 전자선 등의 전자 방사선으로 경화시킨 수지 등으로 구성된 투명성 기재를 바람직하게 들 수 있다.

투명 기재(12)는, 압출에 의해, 또는 후술하는 광 확산층(18)과 함께 공압출에 의해 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 투명 기재(12)는 그 이외의 방법으로 제작된 것이어도 된다. 압출로 제작된 투명 기재(12) 또는 그 외의 방법으로 제작된 투명 기재(12)는, 통상, 연신 처리된다. 이 연신 처리는, 이축 연신 처리이어도 일축 연신 처리이어도 되지만, 통상, 이축 연신 처리가 바람직하게 적용된다.

(렌즈부)

렌즈부(16)는, 투명 기재(12)의 한쪽 면(S1)에 설치되고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 삼각기둥 형상을 띠는 단위 프리즘(14)을 그 능선이 평행해지도록 다수 배열시켜 이루어지는 프리즘 군이다. 렌즈부(16)를 갖는 광학 시트(10)는, 1매 구성으로 이용할 수도 있지만, 2방향(상하 방향, 좌우 방향)의 광 확산각을 제어하기 위해서는, 렌즈부(16)를 갖는 2매의 광학 시트(10)를 그 능선이 직교하도록 적층하여도 된다. 이 경우 렌즈면의 방향은, 2매 모두 동일한 방향으로 하는 것이, 광의 투과성이 높아 가장 양호하지만, 렌즈부(16)측이 대향하여 마주 보도록 구성하여도 된다. 또한, 렌즈부(16)의 렌즈 정점부로부터 평면부까지의 두께는, 통상, 20 내지 1000㎛ 정도이다.

본 발명에서는, 그 렌즈부(16)가, 단위 프리즘(14)의 정점부에 40℃의 환경하에서 26㎏/㎠의 하중을 24시간 인가한 후에 있어서의 전 광선 투과율과, 그 하중을 인가하기 전에 있어서의 전 광선 투과율의 차가 10％ 이내로 되어 있다. 전 광선 투과율의 측정은, 후술하는 실시예에서 측정한 바와 같이, 광선 투과율계를 이용하여 측정할 수 있다.

렌즈부(16)에 하중을 인가하기 전후의 전 광선 투과율의 차가 상기 범위 내인 것에 의해, 광학 시트(10)를 그 생산시에 폭이 넓고 긴 시트로서 롤 권취한 경우이어도, 단위 프리즘(14)의 정점부가 롤의 자중에 의해 찌부러지고, 그 찌부러진 상태가 그대로 남는 일이 없다고 하는 효과를 발휘한다. 또한, 그 렌즈부(16)와 후술하는 면 광원 장치가 갖는 도광체(32)가 접한 경우이어도, 공정 내 등에서 가해지는 열에 의해 단위 프리즘(14)의 정점부가 찌부러지고, 그 찌부러진 상태가 그대로 남는 일도 없다. 또한, 렌즈부(16)와 면 광원 장치의 도광체(32)가 접하여 단위 프리즘(14)의 정점부에 균열이 발생한다고 하는 일도 없다. 따라서, 상기 특징을 갖는 렌즈부(16)를 갖는 광학 시트(10)에 의하면, 소위 「산 찌부러짐」 등의 문제가 렌즈부(16)에 발생하지 않기 때문에, 예를 들면 표시 장치의 표시면에 흰점(화이트 패턴) 등의 표시 불균일을 발생시키는 일이 없고, 안정되고 양호한 표시 성능을 부여하는 광학 시트를 제공할 수 있다. 또한, 더 바람직하게는, 렌즈부(16)에 하중을 인가하기 전후의 전 광선 투과율의 차가 5％ 이내이다. 이 범위 내에서는, 더욱 길게 권취할 수 있고, 큰 롤 권취 상태로 제조할 수 있다고 하는 효과가 있다.

한편, 렌즈부(16)에 하중을 인가하기 전후의 전 광선 투과율의 차가 10％를 초과하는 경우에는, 소위 「산 찌부러짐」의 문제가 종래와 마찬가지로 남은 채로 되고, 예를 들면 표시 장치의 표시면에 흰점(화이트 패턴) 등의 표시 불균일을 발생시키게 된다.

또한, 본 발명에 있어서는, 하중을 26㎏/㎠로 하여, 렌즈부(16)가 갖는 단위 프리즘(14)의 정점부측으로부터 가하고 있다. 그 하중의 형태는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 직경 2.5㎜이고 중량 1.276kg의 하중물을 예시할 수 있다. 그리고, 본 발명에 있어서는, 하중 인가시의 시험 환경을 40℃의 항온실 중에서 행하고, 그 환경하에서 24시간 하중을 인가한 후의 광학 시트의 광선 투과율을 측정하고 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 하중을 인가하기 전후에서의 전 광선 투과율이 상기 범위 내이도록 구성되는 렌즈부(16)의 수지 물성을 해석한 결과, 상기한 전 광선 투과율 차를 만족하는 렌즈부(16)의 수지 물성으로서, 강체 진자로 측정한 경우의 Tg가 80℃ 이상 160℃ 이하이고, 동적 점탄성 측정으로 측정한 경우의 Tg(1㎐)가 80℃ 이상 160℃ 이하이고, 동적 점탄성 측정으로 측정한 경우, 평형 탄성률(160℃, 1㎐)이 3×10⁷㎩ 이상 1×10⁸㎩ 이하인 것이 명확해졌다. 하중을 인가하기 전후에서의 전 광선 투과율이 상기 범위 내로 되어 있는 렌즈부(16)는, 이러한 수지 물성을 나타내고 있고, 반대로, 이러한 수지 물성을 나타내는 렌즈부(16)는, 하중을 인가하기 전후에서의 전 광선 투과율이 상기 범위 내로 되어 있다고 하는 관계가 명확해졌다.

강체 진자에 의해 측정되는 Tg는, 물질의 경화·건조 거동과 물성을 측정할 수 있는 강체 진자형 점탄성 장치로 측정된 것이고, 예를 들면 후술하는 실시예에서 나타내는 강체 진자형 물성 시험기를 이용하여 측정할 수 있다. 이 강체 진자형 물성 시험기는, 렌즈부(16)가 갖는 다수의 단위 프리즘(14)의 정점부 상에 강체 진자가 갖는 에지를 정치하고, 전자석으로 진자를 가까이 끌어당기고, 그 후 자력을 해방시킴으로써 진자 운동을 발생시키고, 그 진자 운동 하에서, 에지에 대하여, 렌즈부(16)(단위 프리즘(14)의 정점부)의 점탄성에 기인하는 저항이 작용한다. 이 저항 작용에 의해 진자의 감쇠나 주기의 변화가 발생하고, 그 변화에 대한 온도 의존성을 평가하여, 렌즈부(16)(단위 프리즘(14)의 정점부)의 수지 물성인 유리 전이 온도(Tg)를 평가할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 강체 진자에 의해 측정된 렌즈부(16)(단위 프리즘(14)의 정점부)의 유리 전이 온도(Tg)가 80℃ 이상 160℃ 이하의 범위 내인 경우에, 산 찌부러짐 등의 문제를 해결할 수 있는 것이 명확해지고, 한편, 그 Tg가 80℃ 미만에서는, 산 찌부러짐 등의 문제가 남는 경우가 있었다. 또한, 여기서는 Tg의 상한을 160℃로 하고 있지만, 이 값은, 통상 사용되는 광학 시트용 수지 조성물로 이루어지는 경화물의 상한을 편의적으로 설정한 것이고, 상기한 산 찌부러짐 등의 관점에만 착안하면, 그 값은 더욱 높은 값, 예를 들면 180℃ 정도이어도 상관없다.

동적 점탄성 측정에서 측정되는 Tg는, 예를 들면 후술하는 실시예에서 나타내는 동적 점탄성 측정 장치로 측정된 것이다. 이 동적 점탄성 측정 장치에서는, 탄성에 상당하는 저장 탄성률(E'), 점성에 상당하는 손실 탄성률(E"), E"과 E'의 비로서 진동 흡수성을 반영하는 손실 정접(tanδ)의 온도 의존성이나 주파수 의존성 등을 측정할 수 있고, 그 측정 결과에 의해, 렌즈부(16)(단위 프리즘(4)의 정점부)를 구성하는 수지 경화물의 분자 내 구조에 기인하는 유리 전이 온도(Tg)나 평형 탄성률 등을 평가할 수 있다. 본 발명에서는 인장 정현파, 주파수 1㎐에서 측정하고, 손실 정접(tanδ)의 극대값을 나타내는 온도를 유리 전이 온도(Tg)로 하고, 160℃에 있어서의 저장 탄성률(E')을 평형 탄성률로 하였다.

본 발명에 있어서는, 동적 점탄성 측정으로 측정된 렌즈부(16)(단위 프리즘(14)의 정점부)의 유리 전이 온도(Tg)(1㎐)가 80℃ 이상 160℃ 이하의 범위 내인 경우에, 산 찌부러짐 등의 문제를 해결할 수 있는 것이 명확해지고, 한편, 그 Tg(1㎐)가 80℃ 미만에서는, 산 찌부러짐 등의 문제가 남는 경우가 있었다. 또한, 여기서는 Tg(1㎐)의 상한을 160℃로 하고 있지만, 이 값은, 통상 사용되는 광학 시트용 수지 조성물로부터 이루어지는 경화물의 상한을 편의적으로 설정한 것이고, 상기한 산 찌부러짐 등의 관점에만 착안하면, 그 값은 더욱 높은 값, 예를 들면 180℃ 정도이어도 상관없다. 또한, 이 동적 점탄성 측정으로 측정한 Tg와 상기한 강체 진자로 측정된 Tg는 거의 동일한 결과를 나타낸다.

동적 점탄성 측정으로 측정된 평형 탄성률(160℃, 1㎐)은 상기한 저장 탄성률(E')에 상당하는 것이고, 상기한 유리 전이 온도(Tg)와 동시에 측정할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 그 값이 3×10⁷㎩ 이상 1×10⁸㎩ 이하의 범위 내인 경우에, 산 찌부러짐 등의 문제를 해결할 수 있는 것이 명확해지고, 한편, 그 평형 탄성률(160℃, 1㎐)이 3×10⁷ 미만에서는, 산 찌부러짐 등의 문제가 남는 경우가 있었다.

렌즈부(16)는, 경화물이 상기한 수지 물성을 발휘하도록 종래 공지의 화합물을 배합한 광학 시트용 수지 조성물로 형성된 것이다. 그러한 광학 시트용 수지 조성물로서는, 각종의 것을 예시할 수 있고, 예를 들면, 폴리(메트)아크릴산메틸, 폴리(메트)아크릴산부틸 등의 (메트)아크릴산에스테르의 단독 중합체, 또는 (메트)아크릴산메틸-(메트)아크릴산부틸 공중합체 등의 (메트)아크릴산에스테르의 공중합체(또한, 여기서, 「(메트)아크릴산」이란, 아크릴산 또는 메타크릴산을 의미함), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리메틸펜텐 등 열가소성 수지, 또는 자외선 또는 전자선 등의 활성 에너지선으로 가교한, 다관능의 우레탄(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴레이트, 불포화 폴리에스테르 등의 투명 수지가 이용된다.

그 중에서도, 에폭시(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트, 단관능 단량체, 다관능 단량체, 광 개시제 등으로 구성되는 활성 에너지선 경화형 수지 조성물이 바람직하게 이용된다. 특히, 비스페놀 A 에폭시(메트)아크릴레이트; 톨릴렌디이소시아네이트 및/또는 자일릴렌디이소시아네이트와 화학식 1로 나타내어지는 디올 화합물과 화학식 2로 나타내어지는 OH 함유 (메트)아크릴레이트의 반응물인 우레탄(메트)아크릴레이트; 화학식 3으로 나타내어지는 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 유도체, 아크릴로일모르포린, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 및 벤질(메트)아크릴레이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 단관능 단량체; 화학식 4로 나타내어지는 이소시아누르산(메트)아크릴레이트 유도체, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 및 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 다관능 단량체; 및 광 개시제로 이루어지는 활성 에너지선 경화형 수지 조성물이 바람직하게 이용된다.

<화학식 1>

<화학식 2>

<화학식 3>

<화학식 4>

상기한 활성 에너지선 경화형 수지 조성물의 구성 재료의 배합 비율은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는, 에폭시(메트)아크릴레이트:5 내지 50중량부, 우레탄(메트)아크릴레이트:5 내지 50중량부, 단관능 단량체:1 내지 60중량부, 다관능 단량체:5 내지 30중량부, 광 개시제:0.01 내지 10중량부이다.

본 발명의 수지 조성물에 있어서, 임의 성분으로서 상기한 단관능 단량체, 다관능 단량체 이외의 (메트)아크릴로일기, 비닐기를 함유하는 화합물(단량체 성분)을 사용할 수 있다. 이와 같은 단량체로서는, 상기 「A. 시트 형상 광학 부재」의 항에 있어서 설명한 광경화성 수지와 동일하기 때문에, 여기에서의 설명은 생략한다.

본 발명에 있어서의 수지 조성물에서 사용하는 광 개시제(광중합 개시제)로서는, 예를 들면 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1,2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-케톤, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 이들은, 단독 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.

본 발명의 수지 조성물에는, 상기한 성분 이외에 필요에 따라, 실리콘, 산화 방지제, 중합 금지제, 이형제, 대전 방지제, 자외선 안정제, 소포제, 용제, 비반응성 아크릴 수지, 비반응성 우레탄 수지, 비반응성 폴리에스테르 수지, 안료, 염료, 확산제 등도 병용할 수 있다.

이러한 수지 조성물은, 그 수지 조성물을 경화한 후의 굴절률이 1.555 이상인 것이 바람직하다. 굴절률이 1.555 이상인 경화물은, 단위 프리즘(14)을 갖는 렌즈부(16)로서 이용하는 경우에 바람직하다. 또한, 굴절률의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 비용의 관점으로부터는, 1.600 이하인 것이 바람직하다.

렌즈부(16)는, 전술한 광학 시트용 수지 조성물을 이용하고, 예를 들면, (1) 공지의 열 프레스법(일본 특허 공개 소56-157310호 공보), (2) 자외선 경화성의 열가소성 수지 필름에 롤 엠보스판에 의해 단위 프리즘(14)의 형상을 엠보스 가공한 후에 자외선을 조사하여 그 필름을 경화시키는 방법(일본 특허 공개 소61-156273호 공보), (3) 단위 프리즘(14)의 형상을 엠보스 가공한 회전하는 롤 오목판 상에 활성 에너지선 경화형 수지액을 도포하여 오목부에 충전한 후, 수지액을 통하여 롤 오목판 상에 필름 형상의 투명 기재(12)를 피복한 채 자외선 또는 전자선 등의 활성 에너지선을 조사하여 경화시키고, 그 후 그들을 롤 오목판으로부터 이형하여, 롤 오목판의 단위 프리즘(14)의 형상을 필름 형상의 투명 기재(12) 상에 형성하는 방법(일본 특허 공개 평3-223883호, 미국 특허 제4576850호 등) 등을 들 수 있다.

(그 외의 층)

광학 시트(1)에는, 광 확산 기능을 부여할 수 있다. 광 확산 기능의 부여로서는, 예를 들면 도 3에 그 일례를 나타낸 바와 같이, 투명 기재(12)의 적어도 한쪽 면에 광 확산층(18)을 형성하거나, 소위 매트 처리를 행하거나 할 수 있다. 이러한 광 확산 기능의 부여는 지금까지도 많은 제안이 이루어져 오고 있기 때문에 여기서는 이하의 설명에 그치고 상세하게는 설명하지 않는다.

도 3에 예시한 광 확산층(18)은, 바람직하게 형성되는 임의의 층으로서, 광을 확산시키는 작용이 있으면 되고, 일반적인 광 확산 시트에 형성되어 있는 것이다. 예를 들면 광 확산성 미립자가 투광성 수지 중에 분산한 층을 적용할 수 있다. 이 광 확산층(18)은, 투명 기재(12)의 다른 쪽 면(S2)에 형성되어 있어도 되고, 투명 기재(12)의 한쪽 면(S1)과 렌즈부(16)의 사이(도시 생략)에 형성되어 있어도 되고, 그 양쪽에 형성되어 있어도 된다.

광 확산층(18)을 구성하는 투광성 수지 재료로서는, 상기한 투명 기재(12)와 마찬가지의 수지 재료, 예를 들면 아크릴, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 비닐 중합체 등의 투명한 재료가 이용된다. 또한 그 광 확산층(18) 중에는, 광 확산성 미립자가 균일하게 분산되어 있다. 광 확산성 미립자로서는, 일반적으로 광학 시트에 이용되는 광 확산성의 미립자가 이용되고, 예를 들면, 폴리메타크릴산메틸(아크릴)계 비즈, 폴리메타크릴산부틸계 비즈, 폴리카보네이트계 비즈, 폴리우레탄계 비즈, 탄산칼슘계 비즈, 실리카계 비즈 등이 이용된다.

광 확산층(18)은 다양한 방법으로 제작할 수 있다. 예를 들면, 광 확산성 미립자를 투광성 바인더 수지에 분산시킨 도료를, 분사 도장, 롤 코트 등으로 도공하여 형성하여도 되고, 광 확산성 미립자를 분산시킨 수지 재료를 준비하고, 그 수지 재료를 투명 기재(12)의 압출 재료와 함께 공압출하여 형성하여도 된다. 또한, 광 확산층(18)의 두께는, 통상, 1 내지 20㎛의 범위이다.

또한, 도시하지 않지만, 매트 처리는, 예를 들면 투명 기재(12)의 다른 쪽 면(S2) 상에 광 확산층(18)을 형성하는 대신에, 그 면(S2)에 소정의 표면 거칠기를 갖게 하여 광 확산 기능을 부여한 것이다. 그 수단으로서는, 표면을 기계적으로 거칠게 하는 방법이나, 입자를 포함하는 요철층을 형성하는 것 등을 예시할 수 있다.

(면 광원 장치)

도 4는, 본 발명의 광학 시트를 구비하는 면 광원 장치의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 4의 면 광원 장치(30)는, 소위 에지 라이트형의 면 광원 장치이고, 적어도 1개의 측단면(32A)으로부터 도입된 광을 한쪽 면인 광 방출면(32B)으로부터 출사하는 도광체(32)와, 그 도광체(32)의 적어도 상기 1개의 측단면(32A)으로부터 내부에 광을 입사시키는 광원(34)과, 도광체(32)의 광 방출면(32B)에 예를 들면 접착층(31)을 통하여 설치되고, 그 광 방출면(32B)으로부터 출사하는 광을 투과하는 상기 본 발명에 관한 광학 시트(10)를 갖고 있다.

도광체(32)는, 투광성 재료로 이루어지는 판상체로서, 도 4에 있어서 좌측의 측단면(32A)으로부터 도입된 광을, 상측의 광 방출면(32B)으로부터 출사하도록 구성되어 있다. 도광체(32)는, 광학 시트(10)의 재료와 마찬가지의 투광성 재료로 형성되는데, 통상, 아크릴 또는 폴리카보네이트 수지로 형성된다. 도광체(32)의 두께는 보통 1 내지 10㎜ 정도이고, 그 두께는 전체 범위에서 일정하여도 되고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 광원(34)측의 측단면(32A)의 위치에서 가장 두껍고, 반대 방향으로 서서히 얇아지는 테이퍼 형상이어도 된다. 이 도광체(32)는, 광을 넓은 면(광 방출면(32B))으로부터 출사시키기 위해서, 그 내부 또는 표면에 광 산란 기능이 부가되어 있는 것이 바람직하다.

광원(34)은, 도광체(32)의 적어도 1개의 측단면(32A)으로부터 내부에 광을 입사시키는 것이고, 도광체(32)의 측단면(32A)을 따라 배치되어 있다. 광원(34)으로서는, 도 4에 나타내는 바와 같은 선 형상의 광원에 한정되는 것이 아니라, 백열전구, LED(발광 다이오드) 등의 점 광원을 측단면(32A)을 따라 라인 형상으로 배치하여도 된다. 또한, 소형의 평면 형광 램프를 측단면(32A)을 따라 복수개 배치하도록 하여도 된다.

도광체(32)의 광 방출면(32B)에는, 전술한 본 발명에 관한 광학 시트(10)가, 예를 들면 접착층(31)을 통하여 설치된다. 광학 시트(10)는, 그 렌즈부(16)의 반대면이 도광체(32)의 광 방출면(32B)으로 되도록 설치된다.

광 반사판(36)은, 도광체(32)의 광 방출면(32B)과 반대측의 면에 설치됨과 함께, 좌측의 측단면(32A) 이외의 측단면에 설치되고, 이들 면으로부터 출사하는 광을 반사하여 도광체(32) 내에 복귀시키기 위한 것이다. 광 반사판(36)은, 얇은 금속판에 알루미늄 등을 증착한 것, 또는 백색의 발포 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등이 이용된다.

도 5는, 본 발명의 광학 시트를 구비하는 다른 면 광원 장치의 일례를 나타내는 사시도이다. 이 면 광원 장치(40)는, 직하형의 면 광원 장치로서, 상기 본 발명에 관한 광학 시트(10)와, 광학 시트(10)의 렌즈부(16)측의 반대면으로부터 광을 조사하는 광원(34)과, 광원(34)으로부터 보아 광학 시트의 반대측에 배치되고, 광원(34)으로부터의 광을 광학 시트(10)의 방향으로 반사하는 오목면 형상의 광반사체(44)를 갖고 있다.

광원(34)으로부터의 광은, 광학 시트(10)측의 광 방출면(42)을 향하여 광학 시트(10)를 투과하는 것과, 광반사체(44)에서 반사한 후에 광 방출면(42)을 향하여 광학 시트(10)를 투과하는 것이 있다.

광 반사판(44)은, 도 4에 나타낸 면 광원 장치(30)와 마찬가지로, 얇은 금속판에 알루미늄 등을 증착한 것, 또는 백색의 발포 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등이 이용된다. 광 반사판(44)의 형상은, 광원(34)으로부터의 광을 평행 광선으로서 균일하게 반사할 수 있는 것이면 되고, 오목 원호 형상, 포물면 기둥 형상, 쌍곡선 기둥 형상, 타원 기둥 형상 등의 형상이 선택된다.

도 6은, 본 발명의 광학 시트를 구비하는 면 광원 장치의 또 다른 예를 나타내는 투시 단면도이고, (A)는 도 4에 나타내는 에지 라이트형의 면 광원 장치의 다른 일례를 나타내고, (B)는 도 5에 나타내는 직하형의 면 광원 장치의 다른 일례를 나타내고 있다. 도 6(A)에 나타내는 면 광원 장치(30')는, 상기한 도 4의 면 광원 장치(30)와는 광학 시트(10)를 구성하는 렌즈부(16)의 방향이 상이한 것이고, 그 렌즈부(16)가, 광원(34)으로부터 광학 시트(10)를 향하여 광이 출사하는 측, 즉 도광체(32)의 광 방출면(32B)측에 설치되어 있는 양태이어도 된다. 또한, 도 6(B)에 나타내는 면 광원 장치(40')는, 상기한 도 5의 면 광원 장치(40)와는 광학 시트(10)를 구성하는 렌즈부(16)의 방향이 상이한 것이고, 광학 시트(10)를 구성하는 렌즈부(16)가, 광원(34)으로부터 광학 시트(10)를 향하여 광이 출사하는 측, 즉 광학 시트(10)측의 광 방출면(42)측에 설치되어 있는 양태이어도 된다.

이러한 면 광원 장치에 있어서, 본 발명의 광학 시트(10)는, 그 사용 양태에 따라서도, 렌즈부(16)에 설치된 단위 프리즘(14)의 정점부의 산 찌부러짐이나 균열이 발생하지 않는다고 하는 효과를 발휘하고, 표시면에 흰점(화이트 패턴) 등의 표시 불균일을 발생시키는 일이 없고, 안정되고 양호한 표시 성능을 부여하는 광학 시트(10)를 제공할 수 있다. 그 결과, 특히 최근의 고품위이고 대면적의 액정 표시 장치용 면 광원 장치를 구성하는 광학 시트로서 바람직하게 이용할 수 있다.

(표시 장치)

도 7은, 도 4에서 나타낸 에지 라이트형의 면 광원 장치를 구비한 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 개략 사시도이다. 도 7에 나타내는 액정 표시 장치(50)는, 평면 형상의 투광성 표시체인 액정 패널(52)과, 그 액정 패널(52)의 배면에 배치되고, 액정 패널(52)을 배면으로부터 광 조사하는 에지 라이트형의 면 광원 장치(30)를 구비하고 있다. 이 액정 표시 장치(50)는, 소위 백라이트형의 액정 표시 장치이고, 액정 화면을 형성하는 각 화소를 면 광원 장치(30)로부터의 출사광에 의해 이측(裏側)으로부터 조명하도록 구성되어 있다. 또한, 면 광원 장치로서는, 도 5나 도 6에 나타내는 양태의 면 광원 장치를 적용하여도 된다.

이 액정 표시 장치(50)는, 본 발명에 관한 광학 시트를 구비한 면 광원 장치(30)를 구성 부재로서 가지기 때문에, 표시면에 흰점(화이트 패턴) 등의 표시 불균일을 발생시키는 일이 없고, 안정되고 양호한 표시 성능을 부여할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 예시이고, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

[실시예]

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 실시 양태는 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 실시예 1-1

(1) 시트 형상 광학 부재의 제작

단위 프리즘의 부형이 형성된 렌즈형에, 이하의 표 1a에 나타내는 조성을 갖는 수지 1을 적하한 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재(PET, 상품명:A4300 두께:125㎛ 도요 보세키 가부시키가이샤제)를 포개고, 라미네이터로 PET 전체 면을 상기 수지(1)에 압착하였다. 다음에, 780mJ/㎠로, 상기 수지 1에 대하여 자외선 조사를 행하고, 다수의 단위 프리즘을 갖는 렌즈부를 경화시키고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재와 일체화시켰다. 그 후, 상기 렌즈형을 박리함으로써, 본 발명의 시트 형상 광학 부재를 얻었다.

여기서, 상기 단위 프리즘의 형상은 삼각형 형상으로 하였다. 더 상세하게는, 피치 50㎛이고, 단위 프리즘의 정점각이 80°로 되는 이등변 삼각형 형상이고, 능선이 서로 평형이 되도록 복수의 단위 프리즘이 인접된 형상으로 하였다.

(2) 평가

(동적 점탄성 평가)

두께가 125㎛인 PET 필름(루미러 T-60) 상에, 도막의 두께가 약 150㎛로 되도록 상기 수지 1을 도포하고, 약 780mJ/㎠로 당해 수지 1에 자외선을 조사하였다. 그 후, 상기 PET 필름으로부터 수지 1의 도막을 박리하고, 이것을 동적 점탄성 평가용 샘플로 하였다.

이와 같은 샘플을 대상으로 동적 점탄성 평가를 행하였다. 평가는 동적 점탄성 측정 장치(SII·나노테크놀로지 주식회사제, 형번:DMS6100)를 이용하고, 인장 정현파, 주파수 1㎐, 왜곡 진폭 0.05％, 승온 속도 3℃/분의 조건하에서 측정한 유리 전이 온도 Tg(1), tanθ의 극대값, 및 평형 탄성률을 산출하였다.

(탄성 변형률 평가)

15㎝×15㎝의 유리 기판 상에 도막의 두께가 약 150㎛로 되도록 상기 수지 1을 도포하고, 약 780mJ/㎠로 당해 수지 1에 자외선을 조사하였다. 이것을 미소 경도 평가용 샘플로 하였다.

이와 같은 샘플에 대하여 탄성 변형률 평가를 행하였다. 평가는 압자로서 MK320을 이용하고, 미소 경도계(장치명:피셔스코프 H-100 피셔 인스트루먼트사제)를 이용하여 도막의 물성 평가를 행하였다. 평가 온도 범위는 30 내지 60℃로 하고, 평가 프로그램은 300mN(20초)→크리프 1(60초)→0.4mN(4초)→크리프 2(60초)(합계 144초)로 하였다. 또한, 이때의 측정 조건은 다음과 같이 하였다.

측정기=HU-100(주식회사 피셔 인스트루먼트)

해석 소프트:WIN-HCU(주식회사 피셔 인스트루먼트)

크리프 변형률 1:최대 하중에서의 크리프 변형률 300mN

크리프 변형률 2: 최소 하중에서의 크리프 변형률 0.4mN

이와 같은 방법으로 평가한 결과로부터, 각 온도에 있어서의 탄성 변형률, 크리프 변형률, 크리프 변형률 2, 최대 압입 깊이(㎛) 및 시험 후의 압입 깊이(㎛)를 산출하였다.

(대수 감쇠율 평가)

상기한 방법에 의해 제작한 시트 형상 광학 부재를, 강체 진자 물성 시험기(형번:RPT-3000W 주식회사 A&D사제)를 이용하여, 30℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 평가를 행하였다. 얻어진 내수 감쇠율의 극대 온도를 Tg(2)로 하고, 그때의 대수 감쇠율을 △E로 하였다.

(연필 경도 평가)

상기한 방법에 의해 제작한 시트 형상 광학 부재의 렌즈부의 연필 경도를 평가하였다. 평가는, 연필 긁기 경도 시험기(NB형 도요 세이키사제)를 이용하고, 렌즈부의 단위 프리즘을 수직 방향으로 긁도록 하여 행하였다. 이때, 연필 경도 시험은 B부터 4H까지 행하고, 시험 후, 시험 부위를 현미경으로 관찰함으로써, 단위 프리즘의 형상을 확인하였다. 형상이 유지되어 있지 않은 가장 단단한 연필 경도를 그 연필 경도 시험의 결과로 하였다. 또한, 연필 경도 시험은 하중 500g을 가한 상태에서 실시하였다.

(테이퍼 시험)

프리즘 형상을 한 샘플을 소정의 크기의 원반 형상으로 작성하고, 테이퍼 시험기(ABRASER Taber530 도요 세이키사제)에 세팅하였다. 그 후, 하중을 250g 가한 상태에서 10회 회전시키고, 육안 및 현미경으로 프리즘 형상의 상태를 관찰하였다.

이상의 평가 결과를, 표 1b에 나타낸다.

2. 실시예 1-2

수지 1 대신에, 이하의 표 1a에 나타내는 조성을 갖는 수지 2를 이용한 것 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지의 방법에 의해 시트 형상 광학 부재를 제작하였다. 또한, 수지 2 및 제작한 시트 형상 광학 부재에 대하여 실시예 1-1과 마찬가지의 방법에 의해 평가하였다.

그 결과를, 이하의 표 1b에 나타낸다.

3. 실시예 1-3

수지 1 대신에, 이하의 표 1a에 나타내는 조성을 갖는 수지 3을 이용한 것 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지의 방법에 의해 시트 형상 광학 부재를 제작하였다. 또한, 수지 3 및 제작한 시트 형상 광학 부재에 대하여 실시예 1-1과 마찬가지의 방법에 의해 평가하였다.

그 결과를, 이하의 표 1b에 나타낸다.

[표 1a]

[표 1b]

4. 비교예 1-1

수지 1 대신에, 이하의 표 1c에 나타내는 조성을 갖는 수지 4를 이용한 것 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지의 방법에 의해 시트 형상 광학 부재를 제작하였다. 또한, 수지 4 및 제작한 시트 형상 광학 부재에 대하여 실시예 1-1과 마찬가지의 방법에 의해 평가하였다.

그 결과를, 이하의 표 1d에 나타낸다.

5. 비교예 1-2

수지 1 대신에, 이하의 표 1c에 나타내는 조성을 갖는 수지 5를 이용한 것 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지의 방법에 의해 시트 형상 광학 부재를 제작하였다. 또한, 수지 5 및 제작한 시트 형상 광학 부재에 대하여 실시예 1-1과 마찬가지의 방법에 의해 평가하였다.

그 결과를, 이하의 표 1d에 나타낸다.

6. 비교예 1-3

수지 1 대신에 이하의 표 1c에 나타내는 조성을 갖는 수지 6을 이용한 것 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지의 방법에 의해 시트 형상 광학 부재를 제작하였다. 또한, 수지 6 및 제작한 시트 형상 광학 부재에 대하여 실시예 1-1과 마찬가지의 방법에 의해 평가하였다.

그 결과를, 이하의 표 1d에 나타낸다.

[표 1c]

[표 1d]

7. 실시예 2-1

단위 프리즘(14)의 부형이 형성된 금형에, 표 2a에 나타내는 UV 수지 A를 적하한 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, 상품명:A4300, 두께:125㎛, 도요 보세키 가부시키가이샤제)를 포개고, 라미네이터로 PET 전체 면을 UV 수지 A에 압박하였다. 그 후, 780mJ/㎠로 자외선 조사를 행하여 다수의 단위 프리즘(14)을 갖는 렌즈부(16)를 경화시켜 PET와 일체화시키고, 이어서, 금형으로부터 박리하여, 실시예 2-1의 광학 시트를 얻었다. 이때, 단위 프리즘(14)의 형상은 삼각 형상이고, 상세하게는, 피치 50㎛이고, 단위 프리즘의 단면이 정점각 80°의 이등변 삼각형이고, 능선이 서로 평행해지도록 인접하여 배열된 형상으로 되도록 형성하였다. 얻어진 광학 시트로부터, 시험에 제공하는 5㎝×5㎝의 측정 시료를 잘라내고, 전 광선 투과율의 측정에 이용하였다.

광학 시트용 수지 조성물인 상기한 UV 수지 A는, 표 2a에 나타내는 재료를 칭량하여 섞은 후, 60℃로 가온하여 균일해질 때까지 교반한 것이고, 그 점도는 1350(m㎩·s/23℃)이었다. 또한, UV 수지 A의 경화물의 굴절률은 1.562였다.

얻어진 광학 시트에 대하여, 하중 인가 전후의 전 광선 투과율의 결과와 그 변화율, 강체 진자에 의한 렌즈부의 Tg의 결과, 동적 점탄성 측정에 의한 렌즈부의 Tg의 결과, 또한 동적 점탄성 측정으로 측정되는 렌즈부의 평형 탄성률(160℃, 1㎐)의 결과에 대하여, 표 2b에 나타냈다. 또한, 연필 경도의 결과, 외관 관찰 결과, 및 종합 평가의 결과에 대해서도 표 2b에 나타냈다.

8. 실시예 2-2

실시예 2-1에 있어서, UV 수지 A 대신에 표 2a에 나타내는 UV 수지 B를 이용한 것 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 실시예 2-2의 광학 시트를 제작하였다. 이때, UV 수지 B의 점도는 1700(m㎩·s/23℃)이고, 또한, UV 수지 B의 경화물의 굴절률은 1.557이었다. 얻어진 광학 시트에 대해서는, 실시예 2-1과 마찬가지의 시험을 행하고, 그 결과를 표 2b에 나타냈다.

9. 실시예 2-3

실시예 2-1에 있어서, UV 수지 A 대신에 표 2a에 나타내는 UV 수지 C를 이용한 것 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 실시예 2-3의 광학 시트를 제작하였다. 이때, UV 수지 C의 점도는 1380(m㎩·s/23℃)이고, 또한, UV 수지 C의 경화물의 굴절률은 1.559였다. 얻어진 광학 시트에 대해서는, 실시예 2-1과 마찬가지의 시험을 행하고, 그 결과를 표 2b에 나타냈다.

10. 실시예 2-4

실시예 2-1에 있어서, UV 수지 A 대신에 표 2a에 나타내는 UV 수지 D를 이용한 것 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 실시예 2-4의 광학 시트를 제작하였다. 이때, UV 수지 D의 점도는 1960(m㎩·s/23℃)이고, 또한, UV 수지 D의 경화물의 굴절률은 1.556이었다. 얻어진 광학 시트에 대해서는, 실시예 2-1과 마찬가지의 시험을 행하고, 그 결과를 표 2b에 나타냈다.

11. 실시예 2-5

실시예 2-1과 마찬가지이지만, 광학 시트의 평가에 있어서, 렌즈부(16)에 하중을 인가하였을 때의 온도를 25℃(실시예 2-1 내지 2-4 및 비교예 2-1 내지 2-3은 40℃)에서 행한 것 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지이다.

12. 실시예 2-6

실시예 2-1에 있어서, UV 수지 A 대신에 출처 불명의 UV 수지 E를 이용한 것 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 실시예 2-6의 광학 시트를 제작하였다. UV 수지 E의 조성은 불분명하여, 표 2a에도 기재할 수 없었지만, 그 점도는 1570(m㎩·s/23℃)이고, 또한, UV 수지 E의 경화물의 굴절률은 1.560이었다. 얻어진 광학 시트에 대해서는, 실시예 2-1과 마찬가지의 시험을 행하고, 그 결과를 표 2b에 나타냈다.

13. 비교예 2-1

실시예 2-1에 있어서, UV 수지 A 대신에 표 2a에 나타내는 UV 수지 F를 이용한 것 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 비교예 2-1의 광학 시트를 제작하였다. 이때, UV 수지 F의 점도는 2400(m㎩·s/23℃)이고, 또한, UV 수지 F의 경화물의 굴절률은 1.560이었다. 얻어진 광학 시트에 대해서는, 실시예 2-1과 마찬가지의 시험을 행하고, 그 결과를 표 2b에 나타낸다.

14. 비교예 2-2

실시예 2-1에 있어서, UV 수지 A 대신에 출처 불명의 UV 수지 G를 이용한 것 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 비교예 2-2의 광학 시트를 제작하였다. UV 수지 G의 조성은 불분명하여, 표 2a에도 기재할 수 없었지만, 그 점도는 1750(m㎩·s/23℃)이고, 또한, UV 수지 G의 경화물의 굴절률은 1.563이었다. 얻어진 광학 시트에 대해서는, 실시예 2-1과 마찬가지의 시험을 행하고, 그 결과를 표 2b에 나타냈다.

15. 비교예 2-3

실시예 2-1에 있어서, UV 수지 A 대신에 출처 불명의 UV 수지 H를 이용한 것 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 비교예 2-3의 광학 시트를 제작하였다. UV 수지 H의 조성은 불분명하여, 표 2a에도 기재할 수 없었지만, 그 점도는 1160(m㎩·s/23℃)이고, 또한, UV 수지 H의 경화물의 굴절률은 1.562였다. 얻어진 광학 시트에 대해서는, 실시예 2-1과 마찬가지의 시험을 행하고, 그 결과를 표 2b에 나타냈다.

[표 2a]

[표 2b]

표 2a 중, 「에폭시에스테르 3000A」(교에이샤 가가꾸사제)는, 비스페놀 A 에폭시아크릴레이트 구조를 갖는 에폭시아크릴레이트이고, 「아트레진 IK-2」(네가미 고교사제)는, 톨릴렌디이소시아네이트와 비스페놀 A 테트라프로폭시디올과 2-히드록시에틸아크릴레이트를 반응시킨 우레탄아크릴레이트의 페녹시에틸아크릴레이트 30％ 컷품이고, 「라이트아크릴레이트 PO-A」(교에이샤 가가꾸사제)는, 페녹시에틸아크릴레이트 구조를 갖는 단관능 단량체이고, 「ACMO」(고진사제)는, 아크릴로일모르폴린 구조를 갖는 단관능 단량체이고, 「라이트아크릴레이트 BP-10EA」(교에이샤 가가꾸사제)는, 비스페놀 A 디아크릴레이트(에틸렌옥사이드 10몰 변성) 구조를 갖는 2관능 단량체이고, 「라이트아크릴레이트 DCP-A」(교에이샤 가가꾸사제)는, 디시클로펜타닐아크릴레이트 구조를 갖는 2관능 단량체이고, 「아로닉스 M-315」(도아 고세사제)는, 이소시아누르산에틸렌옥사이드 변성 트리아크릴레이트 구조를 갖는 다관능 단량체이고, 「카야라드(KAYARAD) DPHA」(니폰 가야꾸사제)는, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 구조를 갖는 다관능 단량체이고, 「이르가큐어(IRGACURE) 184」(치바 스페셜티 케미컬즈사제)는, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 구조를 갖는 광 개시제이다.

(측정 및 평가)

(1) 전 광선 투과율:얻어진 광학 시트의 전 광선 투과율은, 헤이즈 미터(NDH 2000, 니폰 덴쇼꾸 고교 가부시끼가이샤)를 이용하고, JIS K 7361-1 및 JIS K 7105에 준한 방법으로 측정하였다. 우선, 제작한 5㎝×5㎝의 측정 시료를 이용하고, 렌즈부의 프리즘면이 위로 되도록 5매 적재한 후, 정하중 압축 시험기(가부시키가이샤 도요 세이키 세이사꾸쇼)로 40℃의 환경하, 그 프리즘면에 26㎏/㎠의 하중(하중물:직경 2.5mm이고 무게 1.276kg의 스테인리스강재)을 24시간 인가하고, 「산 찌부러짐」의 테스트를 행하였다. 전 광선 투과율의 측정은, 실시예 2-1 내지 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-3에 있어서, 하중을 인가하기 전의 측정 시료와, 하중을 인가한 후의 측정 시료에서 행하고, 측정 시료의 이면(즉 단위 프리즘이 형성되어 있지 않은 측의 면)으로부터 광을 쪼이고, 투과광에 대하여 측정하였다. 또한, 실시예 2-5는, 온도를 25℃(실시예 2-1 내지 2-4, 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-3은 40℃)에서 행한 결과이다. 그 결과는 표 2a에 나타내는 바와 같고, 또한, 하중 인가 전후에 있어서의 전 광선 투과율의 차(％)도 함께 나타냈다.

(2) 유리 전이 온도 Tg:표 2a 중, Tg(1)은 강체 진자 물성 시험기(주식회사 A&D사제, 형번 RPT-3000W)에 의해, 온도 25℃/습도 40％의 조건하에서 측정한 유리 전이 온도 Tg이고, Tg(2)는 동적 점탄성 측정 장치(SII·나노테크놀로지 주식회사제, 형번:DMS6100)로, 인장 정현파, 주파수 1㎐, 왜곡 진폭 0.05％, 승온 속도 3℃/분의 조건하에서 측정한 유리 전이 온도 Tg이다. 그 결과는 표 2a에 나타내는 바와 같다.

(3) 평형 탄성률:평형 탄성률은, 동적 점탄성 측정 장치(SII·나노테크놀로지 주식회사제, 형번:DMS6100)로, 인장 정현파, 주파수 1㎐, 왜곡 진폭 0.05％, 승온 속도 3℃/분의 조건하에서 측정한 160℃에 있어서의 저장 탄성률(E')의 값이다. 그 결과는 표 2a에 나타내는 바와 같다.

(4) 연필 경도:연필 경도는, JIS K5600-5-4에 준하고, 연필 긁기 도막 경도 시험기(도요 세이키 가부시키가이샤제, 형번:NP)를 이용하고, 4B부터 4H까지 행하고, 육안 외관으로 흠집이 나기 시작한 때의 경도를 연필 경도로 하였다. 그 결과는 표 2a에 나타내는 바와 같다.

(5) 외관 측정:얻어진 광학 시트의 외관은, 육안으로 평가하였다. 표 2b 중의 「○」는, 하중 인가 후에 있어서도 하중 인가 전과 마찬가지의 외관을 띠고 있는 경우의 평가이고, 표 2b 중의 「△」는, 하중 인가 후에 있어서, 약간 흰빛을 띤 상태의 변화한 외관을 띠고, 현미경으로 약간의 산 찌부러짐이 관찰되는 경우의 평가이고, 표 2b 중의 「×」는, 하중 인가 후에 있어서도 명백한 흰점 내지 화이트 패턴이 발생한 외관을 띠고 있는 경우의 평가이다. 그 결과는 표 2a에 나타내는 바와 같다.

(6) 종합 평가:종합 평가는 전술한 평가 결과에 기초한 평가인데, 주로, 외관 평가와 연필 경도를 주요 관점으로 하여 평가하였다. 「A」는 전혀 문제가 없는 광학 시트이고, 「B」는 제품 레벨로 충분히 출시 가능한 광학 시트이고, 「C」는 「B」보다는 떨어지지만 제품 레벨로 출시 가능한 광학 시트이고, 「D」와 「E」는, 제품 레벨이 되지 않는 광학 시트이다. 그 결과는 표 2a에 나타내는 바와 같다.

(결과)

표 2b의 결과로부터, 본 발명에 관한 실시예 2-1 내지 2-6의 광학 시트는, 산 찌부러짐에 의한 문제도 발생하지 않았지만, 비교예 2-1 내지 2-3의 광학 시트는, 산 찌부러짐에 의한 문제가 발생하였다. 또한, 실시예 2-6과 비교예 2-2, 2-3은, 출처 불명의 UV 수지를 이용하여 광학 시트를 제작한 것인데, 이 결과에 의하면, 광학 시트로서 적당한 수지 조성물을 선정하는 경우에, 소정의 하중을 인가하기 전후의 전 광선 투과율의 차나 외관 등을 평가하는 평가 방법을 이용하면, 산 찌부러짐의 문제를 일으키지 않는 광학 시트용 수지 조성물을 매우 용이하게 선정 내지 선별하고, 또는 개발한 수지 조성물의 평가를 행할 수 있다고 하는 각별한 효과가 있고, 광학 시트용 수지 조성물의 평가 방법으로서도 공업상 각별한 의의가 있다.

1:기재
2:렌즈부
2':렌즈부 형성용 조성물
3:시트 형상 광학 부재
4:렌즈형
A:단위 프리즘
10:광학 시트
12:투명 기재
14:단위 프리즘
16:렌즈부
18:광 확산층
30, 30', 40, 40':면 광원 장치
31:접착층
32:도광체
32A:측단면
32B:광 방출면
34:광원
36, 44:광 반사판
50:액정 표시 장치
52:액정 패널
S1:투명 기재의 한쪽 면
S2:투명 기재의 다른 쪽 면

Claims

투명 기재 상에, 활성 에너지선 경화형 수지 조성물로 능선이 서로 평행해지도록 형성되고, 능선에 수직인 단면의 형상이 각각 이등변 삼각형 형상인 다수의 단위 프리즘을 포함하는 렌즈부를 갖는 광학 시트에 있어서,
상기 렌즈부는, 상기 단위 프리즘의 정점부에 40℃의 환경하에서 26㎏/㎠의 하중을 24시간 인가한 후에 있어서의 전 광선 투과율과, 상기 하중을 인가하기 전에 있어서의 전 광선 투과율의 차가 10％ 이내로 되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제1항에 있어서,
강체 진자로 측정되는 상기 렌즈부의 Tg가 80℃ 이상 160℃ 이하이고, 동적 점탄성 측정으로 측정되는 상기 렌즈부의 Tg(1㎐)가 80℃ 이상 160℃ 이하이고, 동적 점탄성 측정으로 측정되는 상기 렌즈부의 평형 탄성률(160℃, 1㎐)이 3×10⁷㎩ 이상 1×10⁸㎩ 이하인 광학 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 렌즈부의 굴절률이 1.555 이상 1.600 이하인 광학 시트.
광학 시트에 구비되는, 능선이 서로 평행해지도록 형성되고, 능선에 수직인 단면의 형상이 각각 이등변 삼각형 형상인 다수의 단위 프리즘을 포함하는 렌즈부를 형성하기 위한 광학 시트용 수지 조성물이며, 당해 광학 시트용 수지 조성물의 경화물은, 40℃의 환경하에서 26㎏/㎠의 하중을 24시간 인가한 후의 전 광선 투과율과, 상기 하중을 인가하기 전에 있어서의 전 광선 투과율의 차가 10％ 이내로 되는 것을 특징으로 하는 광학 시트용 수지 조성물.
제4항에 있어서,
상기 수지 조성물의 경화 후의 굴절률이 1.555 이상 1.600 이하인 광학 시트용 수지 조성물.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 수지 조성물은, 비스페놀 A 에폭시(메트)아크릴레이트; 톨릴렌디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트 또는 양자 모두와 화학식 1로 나타내어지는 디올 화합물과 화학식 2로 나타내어지는 OH 함유 (메트)아크릴레이트의 반응물인 우레탄(메트)아크릴레이트; 화학식 3으로 나타내어지는 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 유도체, 아크릴로일모르포린, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 및 벤질(메트)아크릴레이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 단관능 단량체; 화학식 4로 나타내어지는 이소시아누르산(메트)아크릴레이트 유도체, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 및 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 다관능 단량체; 및 광 개시제를 갖는 광학 시트용 수지 조성물.
<화학식 1>

<화학식 2>

<화학식 3>

<화학식 4>
투명 기재 상에 다수의 단위 프리즘을 포함하는 렌즈부를 갖는 광학 시트의 제조 방법이며, 제4항 또는 제5항의 광학 시트용 수지 조성물을 부형형(shaping mold)에 도포한 후에 활성 에너지선을 조사하여 상기 렌즈부를 형성하는 렌즈부 형성 공정을 적어도 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트의 제조 방법.
제7항에 있어서,
상기 렌즈부 형성 공정에 의해 형성되는 렌즈부는, 강체 진자로 측정되는 Tg가 80℃ 이상 160℃ 이하이고, 동적 점탄성 측정으로 측정되는 Tg(1㎐)가 80℃ 이상 160℃ 이하이고, 동적 점탄성 측정으로 측정되는 평형 탄성률(160℃, 1㎐)이 3×10⁷㎩ 이상 1×10⁸㎩ 이하인 광학 시트의 제조 방법.