KR20150027304A - 요철 패턴 형성 시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

수지제의 기판과, 상기 기판 한 면에 설치된 수지제의 경질층을 구비하고, 상기 경질층의 표면에 요철패턴이 형성된 요철패턴 형성시트로, 경질층을 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg2와, 기판을 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg1와의 차(Tg2-Tg1)가 10℃ 이상이고, 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛이하, 요철 패턴의 바닥부의 평균 깊이가 상기 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상인 것을 특징으로 하는 요철 패턴 형성 시트 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

요철 패턴 형성 시트 및 그 제조 방법{SHEET HAVING UNEVEN PATTERN FORMED THEREON AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 광확산체에 구비되는 요철 패턴 형성 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또, 본 발명은 요철 패턴 형성 시트가 사용된 광확산체에 관한 것이다. 또, 본 발명은 요철 패턴이 표면에 형성된 광확산체를 제조하기 위한 틀로서 이용되는 광확산체 제조용 공정 시트 원판에 관한 것이다. 또, 본 발명은 광확산체의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 광확산 시트 등으로서 이용되는 광학 시트 및 광확산 시트에 관한 것이다.

본 발명은 광원으로부터의 광을 확산시키는 확산 도광체에 관한 것이다. 또, 본 발명은 액정표시장치에 구비되는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

본 발명은 반사 방지체나 위상차판 등의 광학소자에 구비되는 요철 패턴 형성 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또, 본 발명은 요철 패턴 형성 시트가 사용된 반사 방지체 및 위상차판에 관한 것이다. 또, 본 발명은 요철 패턴을 갖는 광학소자를 제조하기 위한 틀로서 이용되는 광학소자제조용 공정 시트에 관한 것이다.

본출원은 2007년 2월 21일에 일본에 출원된 일본 특허출원 제2007-040694호, 2007년 6월 7일에 일본에 출원된 일본 특허출원 제2007-151676호, 2007년 6월 7일에 일본에 출원된 일본 특허출원 제2007-151677호, 2007년 6월 7일에 일본에 출원된 일본 특허출원 제2007-151795호 및 2007년 10월 4일에 일본에 출원된 일본 특허출원 제2007-261176호에 기반하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 인용한다.

일반적으로 광확산체로서는 물결 형상의 요철 패턴이 표면에 형성된 요철 패턴 형성 시트가 이용되고 있다.

예를 들면, 일본 특허 공개공보 제1998-123307호에는 요철 패턴이 형성된 광확산체로서 적어도 한 면에 복수의 돌기체가 형성된 광투과성 기판이 개시되어 있다. 일본 특허 공개공보 제1998-123307호는 상기 돌기체의 높이가 2∼20㎛이고, 상기 돌기체의 정점 사이의 간격이 1∼10㎛이며, 돌기체의 어스펙트비(aspect ratio)가 1 이상이라고 개시하고 있다. 또, 상기 일본 특허 공개공보 제1998-123307호에는 돌기체를 형성하는 방법으로서, 광투과성 기판의 표면에 KrF 엑시머 레이저 등의 에너지 빔을 조사하여 가공하는 방법이 개시되어 있다.

일본 특허 공개공보 제2006-261064호에는 일면에 물결 형상의 요철로 이루어지는 이방성 확산 패턴이 형성된 광확산체가 개시되어 있다. 또, 상기 일본 특허 공개공보 제2006-261064호에는 이방성 확산 패턴을 형성하는 방법으로서, 감광성 수지 필름에 레이저 광을 조사해서 노광 및 현상하고, 일면에 요철이 형성된 마스터 홀로그램을 형성하며, 그 마스터 홀로그램을 금형에 전사하여, 그 금형을 이용해서 수지를 형성하는 방법이 개시되어 있다.

광확산성 등을 갖는 광학 시트로서, 표면에 요철이 형성된 시트가 알려져 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개공보 제2004-157430호에는 도트 형상의 돌부가 기판표면에 다수 형성된 광확산 시트가 개시되어 있다. 상기 일본 특허 공개공보 제2004-157430호에 기재된 광학 시트에서는 잉크젯에 의해 기판상에 잉크를 토출하고, 이것을 고착시킴에 따라 도트 형상의 돌부를 형성하고 있다.

미세한 물결 형상의 요철로 이루어지는 요철 패턴이 표면에 형성되어, 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 가시광의 파장이하인 요철 패턴 형성 시트는 반사 방지체나 위상차판 등의 광학소자로서 이용할 수 있다는 것이 알려져 있다(키쿠타, 이와타 저, "광학", 일본 광학회 발행, 제27권, 제1호, 1998년, p.12-17 참조).

요철 패턴 형성 시트가 반사 방지체로서 이용할 수 있는 것은 이하의 이유에 따른다.

시트 표면에 요철 패턴을 설치하고 있지 않은 경우에는, 시트와 공기와의 계면에 있어서의 굴절률이 급격한 변화에 의해 반사가 생긴다. 그러나, 시트 표면, 즉 공기와의 계면에 물결 형상의 요철 패턴을 설치한 경우에는, 요철 패턴의 부분에서 굴절률이 공기의 굴절률과 요철 패턴 형성 시트의 굴절률과의 사이의 값 (이하, 중간 굴절률이라고 한다) 을 나타내고, 게다가, 그 중간 굴절률이 요철 패턴의 깊이 방향으로 연속적으로 변화한다. 구체적으로는, 깊은 위치 정도, 요철 패턴 형성 시트의 굴절률에 근접한다. 이렇게 중간 굴절률이 연속적으로 변화함에 따라, 상술 한 바와 같은 계면에서의 굴절률이 급격한 변화가 일어나지 않고, 광의 반사를 억제할 수 있다. 또, 요철 패턴의 피치가 가시광의 파장 이하라면, 요철 패턴 부분으로 가시광의 회절, 즉 가시광의 간섭에 의한 착색을 야기하지 않는다.

또, 요철 패턴 형성 시트가 위상차판으로서 이용할 수 있는 것은, 요철 패턴의 부분에서, 굴절률이 서로 다른 공기와 요철 패턴 형성 시트가 교호로 배치된 결과, 광에 대하여 광학 이방성이 나타나기 때문이다. 또한 요철 패턴의 피치가 가시광의 파장과 같은 정도나 그 이하가 되면, 넓은 가시광 파장 영역에서 동등한 위상차를 나타내는 현상이 나타난다.

이러한 요철 패턴 형성 시트의 구체 예로서는, 예를 들면, 네드 보덴(Ned Bowden) 등 저, "네이쳐(Nature)", 제393호, 1998년, p.146 에, 가열한 폴리디메틸실록산으로 이루어진 시트의 한 면에 금을 증착시켜 금속층을 형성한 후에 냉각함에 따라, 폴리디메틸실록산으로 이루어진 시트를 수축시켜, 금속층의 표면에 물결 형상의 요철 패턴을 형성시킨 시트가 제안되고 있다.

또, 일본 특허 공개 공보 제1988-301988호에는, 열수축성 합성 수지 필름의 표면에 하지층과 금속층을 순차 형성한 후, 열수축성 합성 수지 필름을 열수축시켜, 금속층의 표면에 물결 형상의 요철 패턴을 형성시킨 시트가 제안되고 있다.

일본 특허 공개 공보 제2003-187503호에는, 노광 처리에 의해 체적수축하는 재료로 이루어지는 층을 형성하고, 그 층을 노광 처리하여 표면에 요철을 형성시킨 시트가 제안되고 있다.

그러나, 상기 일본 특허 공개 공보 제1988-301988호, 일본 특허 공개 공보 제2003-187503호 및 네드 보덴(Ned Bowden) 등 저, "네이쳐(Nature)", 제393호, 1998년, p.146 에 기재된 요철 패턴 형성 시트는 모두 광학소자로서 뛰어난 성능을 보이는 것이 아니었다. 구체적으로는, 반사 방지체로서 이용했을 경우에는 반사율을 충분히 낮게 할 수 없고, 또, 위상차판으로서 이용했을 경우에는, 위상차를 충분히 크게 할 수 없으며, 또 동등한 위상차를 넓은 파장영역에 걸쳐 생기게 할 수 없었다.

또, 요철 패턴 형성 시트를 제조하는 방법으로서 패턴 마스크를 사용하는 가시광에 의한 포토리소그라피법이 알려져 있다. 그러나, 이 방법에서는, 광학소자로서 이용할 수 있는 광의 파장 이하의 피치를 가지는 요철 패턴 형성 시트를 제조할 수 없다. 그 때문에, 보다 미세가공이 가능한 자외선 레이저 간섭법이나 전자선리소그라피법을 적용할 필요가 있다. 이들의 방법에서는, 기판 상에 형성된 레지스트층을 자외선 레이저 간섭광이나 전자선에서 노광하여 현상해서 레지스트 패턴층을 형성하고, 이 레지스트 패턴층을 마스크로 이용하여 드라이 에칭법 등에 의해 요철형상을 형성한다. 그러나, 자외선 레이저 간섭법이나 전자선 리소그라피법을 적용한 경우에는, 10cm을 넘는 넓은 영역에서의 가공이 어렵고, 대량생산에 적합하지 않다는 문제가 있었다.

또, 일본 특허 공개 공보 제2005-279807호에는, 입자층을 기판상에 배치하여, 입자층을 에칭 마스크로서 기판표면을 드라이 에칭하는 방법이 제안되고 있다. 그러나, 이 경우라도 30cm을 넘는 넓은 영역에서의 가공이 어렵고, 대량생산에 적합하지 않다는 문제가 있었다.

일본 특허 공개공보 제1998-123307호, 일본 특허 공개공보 제2006-261064호에 기재의 광확산체는 충분한 광확산성을 갖는 것이다. 그러나, 상기 일본 특허 공개공보 제1998-123307호에 기재된 에너지 빔의 조사에 의한 가공 방법, 상기 일본 특허 공개공보 제2006-261064호에 기재된 감광성 수지의 필름을 레이저에 의해 노광하여 현상하는 방법은 번잡하다고 하는 문제를 가지고 있었다. 또, 상기 일본 특허 공개공보 제1998-123307호, 일본 특허 공개공보 제2006-261064호의 광확산체는 확산의 이방성이 충분하다고는 할 수 없었다.

본 발명은, 상기 사정을 비추어 보아서 행해진 것으로서, 광확산체로서 이용할 수 있고, 간편하게 제조할 수 있는 요철 패턴 형성 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 광확산체로서 이용되는 요철 패턴 형성 시트를 간편하게 제조할 수 있는 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 확산의 이방성이 뛰어난 광확산체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 요철 패턴 형성 시트와 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴이 형성된 광확산체를 간편하면서 대량으로 제조할 수 있는 광확산체 제조용 공정 시트 및 광확산체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

요철에 의해 광의 확산이나 반사를 제어하려고 하는 경우에는, 요철부끼리의 간격이 광의 파장 정도이면, 간섭에 의한 착색이 문제가 되고, 또 그 간격이 수십 ㎛을 넘으면, 휘선 등으로서 시인되는 우려가 있기 때문에, 요철부끼리의 간격을 20㎛ 이하로 하는 것이 요구된다. 그러나, 상기 일본 특허 공개공보 제2004-157430호에 기재의 광학 시트에서는, 요철부끼리의 간격이 수십 ㎛∼수백 ㎛이라면, 안정적으로 간격이 형성되지만, 20㎛ 이하에서는 희망하는 간격을 얻는 것이 어려웠다.

또, 광학 시트에 있어서는, 광확산성 등의 광학특성을 균일하게 하지 않고, 소정의 위치에서 높게 또는 낮아지도록 불균일하게 할 수 있다. 예를 들면, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛에 사용할 수 있는 도광판에서는, 그 측단면에 배치된 선상광원의 이미지가 도광판 표면에 비추어지는 것을 막는 목적으로, 그 선상광원에 가까운 출광측 표면의 광확산성을 높일 수 있다. 또, 액정 디스플레이 안에서, 복수의 선상광원이나 점상광원을 갖춘 직하형 백라이트 유닛을 이용할 경우에는, 선상광원이나 점상광원끼리의 사이에서 그 바로 위로 가까워짐에 따라서, 광확산성을 높일 수 있다.

표면에 요철이 형성된 광학 시트에 있어서 광학특성이 불균일하도록 조정하기 위해서는, 요철부끼리의 간격을 위치에 따라 변화시키는 것을 생각할 수 있으나, 일본 특허 공개공보 제2004-157430호에 기재된 광학 시트에서는, 요철부끼리의 간격을 20㎛ 이하로 한 뒤, 그 간격을 변화시키는 것은 어려웠다. 따라서, 일본 특허 공개공보 제2004-157430호에 기재된 광학 시트에서는, 소정의 위치에서 광학특성이 높게 또는 낮아지도록 불균일하게 하는 것이 곤란했다.

거기에서, 본 발명은 목적하는 광학특성(광 확산성 등)이 뛰어나고, 게다가 광학특성을 용이하게 불균일하게 할 수 있는 광학 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 목적하는 광 확산성에 뛰어나고, 또 광 확산성을 용이하게 불균일하게 할 수 있는 광확산 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

일본 특허 공개공보 제1998-123307호, 일본 특허 공개공보 제2006-261064호에 기재된 확산 도광체에서는, 광의 확산의 이방성이 불충분하기 때문에, 확산 도광체를 구비하는 백라이트 유닛에서는 광원으로부터의 광을 충분히 이방성 확산시킬 수 없었다. 그 때문에, 확산 도광체로부터의 출사광의 휘도가 장소에 따라 달라지고, 액정표시장치 화상의 휘도에 얼룩이 생기는 일이 있었다.

본 발명은 광원으로부터의 광을 충분히 이방성 확산시킬 수 있는 확산 도광체 및 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 반사 방지체나 위상차판 등의 광학소자로서 이용했을 때에 뛰어난 성능을 나타내는 요철 패턴 형성 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 그러한 요철 패턴 형성 시트를 간편하게, 대면적으로, 대량으로 제조할 수 있는 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 반사율이 낮은 반사 방지체, 동등한 위상차를 넓은 파장영역에 걸쳐 생기게 하는 위상차판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 요철 패턴 형성 시트와 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴을 갖는 광학소자를 간편하게 대량으로 제조할 수 있는 광학소자제조용 공정 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이하의 실시예들을 포함한다.

[1] 수지제의 기판과 상기 기판의 한 면에 설치된 수지제의 경질층을 구비하고, 상기 경질층의 표면에 한 방향에 따른 요철 패턴이 형성된 요철 패턴 형성 시트로, 경질층을 구성하는 수지의 유리 전이 온도(Tg2)와 기판을 구성하는 수지의 유리 전이 온도(Tg1)와의 차(Tg2-Tg1)가 10℃ 이상이며, 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛ 이상 및 20㎛이하이고, 요철 패턴의 바닥부의 평균 깊이가 상기 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상인 것을 특징으로 하는 요철 패턴 형성 시트.

[2] 수지제의 기판의 한 면에, 표면이 평평하고 두께가 0.05㎛을 넘고 5.0㎛이하인 수지제의 경질층을 설치하여 적층 시트를 형성하는 공정과, 적어도 상기 적층 시트의 경질층을 접듯이 변형시키는 공정을 가지며, 경질층을 기판을 구성하는 수지보다 유리 전이 온도가 10℃ 이상 높은 수지로 구성하는 것을 특징으로 하는 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법.

[3] 수지제의 기판으로 사용되는 일축 방향 가열 수축성 필름을 이용하여, 경질층을 접듯이 변형시키는 공정에서는, 적층 시트를 가열하여 일축 방향 가열 수축성 필름을 수축시키는 [2]에 기재된 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법.

[4] [1]에 기재된 요철 패턴 형성 시트를 구비하고, 상기 요철 패턴 형성 시트의 기판 및 경질층이 투명한 것을 특징으로 하는 광확산체.

[5] 수지제의 기판과 상기 기판의 한 면에 설치된 경질층을 구비하고, 상기 경질층의 표면에 한 방향에 따른 요철 패턴이 형성된 요철 패턴 형성 시트로, 경질층이 금속 또는 금속화합물로 이루어지고, 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛을 넘고 20㎛이하이고, 요철 패턴의 바닥부의 평균 깊이가 상기 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상인 것을 특징으로 하는 요철 패턴 형성 시트.

[6] 경질층이 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 [5]에 기재된 요철 패턴 형성 시트.

[7] 경질층의 금속은 금, 알루미늄, 은, 탄소, 구리, 게르마늄, 인듐, 마그네슘, 니오브, 팔라듐, 납, 백금, 실리콘, 주석, 티타늄, 바나듐, 아연, 비스무트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속인 것을 특징으로 하는 [5]에 기재된 요철 패턴 형성 시트.

[8] 수지제의 기판의 한 면에, 표면이 평평하고 두께 0.01㎛을 넘고 0.2㎛이하인 금속제 또는 금속화합물제의 경질층을 설치하여 적층 시트를 형성하는 공정과, 적어도 상기 적층 시트의 경질층을 접듯이 변형시키는 공정을 가지며, 경질층을 금속 또는 금속화합물로 구성하는 것을 특징으로 하는 요철 패턴 형성 시트.

[9] 수지제의 기판으로 사용되는 일축 방향 가열 수축성 필름을 이용하여 경질층을 접듯이 변형시키는 공정에서는, 적층 시트를 가열해서 일축 방향 가열 수축성 필름을 수축시키는 것을 특징으로 하는 [8]에 기재된 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법.

[10] [1], [5], 또는 [8]에 기재된 요철 패턴 형성 시트를 구비하고, 상기 요철 패턴 형성 시트와 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴이 표면에 형성된 광확산체를 제조하기 위한 틀로서 이용되는 것을 특징으로 하는 광확산체 제조용 공정 시트 원판.

[11] [10]에 기재된 광확산체 제조용 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 미경화의 경화성 수지를 도포하는 공정과, 상기 경화성 수지를 경화시킨 후, 경화한 도막을 공정 시트 원판으로부터 박리하는 공정을 갖는 광확산체의 제조 방법.

[12] [10]에 기재된 광확산체 제조용 공정 시트 원판의, 요철 패턴이 형성된 면에, 시트 형상의 열가소성 수지를 접촉시키는 공정과, 상기 시트 형상의 열가소성 수지를 공정 시트 원판에 압력을 가하면서 가열하여 연화시킨 후 냉각하는 공정과, 냉각한 시트 형상의 열가소성 수지를 공정 시트 원판으로부터 박리하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 광확산체의 제조 방법.

[13] [10]에 기재된 광확산체 제조용 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 요철 패턴 전사용 재료를 적층 하는 공정과, 요철 패턴에 적층 한 요철 패턴 전사용 재료를 상기 공정 시트 원판으로부터 박리하여 2차 공정용 형성물을 제작하는 공정과, 상기 2차 공정용 형성물의, 상기 공정 시트 원판의 요철 패턴과 접하고 있던 측면에, 미경화의 경화성 수지를 도포하는 공정과, 상기 경화성 수지를 경화시킨 후, 경화한 도막을 2차 공정용 형성물로 박리하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 광확산체의 제조 방법.

[14] [10]에 기재된 광확산체 제조용 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 요철 패턴 전사용 재료를 적층 하는 공정과, 요철 패턴에 적층한 요철 패턴 전사용 재료를 상기 공정 시트 원판으로부터 박리하여 2차 공정용 형성물을 제작하는 공정과, 상기 2차 공정용 형성물의 상기 공정 시트 원판의 요철 패턴과 접하고 있던 측면에, 시트 형상의 열가소성 수지를 접촉시키는 공정과, 상기 시트 형상의 열가소성 수지를 2차 공정용 형성물에 압력을 가하면서 가열하여 연화시킨 후 냉각하는 공정과, 냉각한 시트 형상의 열가소성 수지를 2차 공정용 형성물로부터 박리하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 광확산체의 제조 방법.

[15] 평탄한 한 면 또는 양면에 요철을 갖는 요철영역이 분산하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.

[16] 요철영역이 불균일하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 [15]에 기재된 광학 시트.

[17] [15]에 기재된 광학 시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 광확산 시트.

[18] 요철영역내의 요철의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛ 이상 및 20㎛ 이하이고, 최빈(最頻) 피치(A)에 대한 요철의 평균 깊이(B)의 비(A/B)가 0.1∼3.0인 것을 특징으로 하는 [17]에 기재된 광확산 시트.

[19] 요철영역이 도트 형상으로 분산되어 있는 [18]에 기재된 광확산 시트.

[20] 사행하는 물결 형상의 요철 패턴이 한 면에 형성된 투명수지층으로 이루어지는 확산 도광체로, 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1.0㎛ 이상 및 20㎛이하이고, 최빈(最頻) 피치(A)에 대한 요철의 평균 깊이(B)의 비(B/A)이 0.1∼3.0인 것을 특징으로 하는 확산 도광체.

[21] [20]에 기재된 확산 도광체와, 상기 확산 도광체의 상기 요철 패턴이 형성된 면과 반대측의 면에 대향하여 배치된 반사판과, 상기 확산 도광체 및 상기 반사판의 사이에 배치 된 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

[22] 청구항 20에 기재된 확산 도광체와, 상기 확산 도광체의 상기 요철 패턴이 형성된 면과 반대측의 면에 대향하여 배치된 반사판과, 상기 확산 도광체의 어느 측면에 인접한 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

[23] 수지제의 기판과, 상기 기판 외면의 적어도 일부에 설치된 수지제의 경질층을 구비하고, 상기 경질층이 물결 형상의 요철 패턴을 갖는 요철 패턴 형성 시트로, 경질층을 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg2와 기판을 구성하는 수지의 유리 전이 온도 Tg1와의 차(Tg2-Tg1)가 10℃ 이상이고, 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛이하이며, 요철 패턴의 바닥부의 평균 깊이가 상기 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상인 것을 특징으로 하는 요철 패턴 형성 시트.

[24] 수지제의 기판 외면의 적어도 일부에, 표면이 평평한 수지제의 경질층을 설치하여 적층 시트를 형성하는 공정과, 적어도 상기 적층 시트의 경질층을 사행 변형시키는 공정을 가지며, 경질층을 기판을 구성하는 수지보다 유리 전이 온도가 10℃이상 높은 수지로 구성하는 것을 특징으로 하는 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법.

[25] [23]에 기재된 요철 패턴 형성 시트를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사 방지체.

[26] [23]에 기재된 요철 패턴 형성 시트를 구비하는 위상차판.

[27] [23]에 기재된 요철 패턴 형성 시트의 특징을 갖추고, 상기 요철 패턴 형성 시트와 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴을 갖는 광학소자를 제조하기 위한 틀로서 이용할 수 있는 광학소자제조용 공정 시트.

본 발명의 요철 패턴 형성 시트는 광확산체로서 이용할 수 있고, 간편하게 제조될 수 있다.

본 발명의 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법에 의하면, 광확산체로서 이용되는 요철 패턴 형성 시트를 간편하게 제조할 수 있다.

본 발명의 광확산체는 확산의 이방성이 우수하다.

본 발명의 광확산체 제조용 공정 시트 및 광확산체의 제조 방법에 의하면, 요철 패턴 형성 시트와 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴이 형성된 광확산체를 간편하게 대량으로 제조할 수 있다.

본 발명의 광학 시트는 광학특성이 뛰어나고, 광학특성을 용이하게 불균일하게 할 수 있다.

본 발명의 광확산 시트는 광확산성이 뛰어나고, 광확산성을 용이하게 불균일하게 할 수 있다.

본 발명의 확산 도광체 및 백라이트 유닛에 의하면, 광원으로부터의 광을 충분히 이방성 확산시킬 수 있다.

본 발명의 요철 패턴 형성 시트는 반사 방지체나 위상차판 등의 광학소자로서 적합하게 이용될 수 있다. 또, 본 발명의 요철 패턴 형성 시트는 물결 형상의 요철 패턴을 갖는 광학소자를 제조하기 위한 틀로서 사용되는 광학소자 제조용 공정 시트로서도 적합하게 이용될 수 있다.

본 발명의 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법에서는, 표면에 미세한 요철 패턴을 용이하게 대면적으로 형성할 수 있기 때문에, 광학 소자 등에 적합하게 이용될 수 있는 요철 패턴 형성 시트를 간편하면서도 대량으로 제조할 수 있다.

본 발명의 반사 방지체는 반사율이 낮고, 성능이 우수하다.

본 발명의 위상차판은 동등한 위상차를 넓은 파장영역에 걸쳐 생기게 할 수 있어 성능이 뛰어나다.

본 발명의 광학소자제조용 공정 시트를 이용할 경우, 요철 패턴 형성 시트와 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴을 갖는 광학소자를 간편하면서 대량으로 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 요철 패턴 형성 시트의 일실시 형태의 일부를 확대해서 나타낸 확대 사시도이다.
도 2는 도 1의 요철 패턴 형성 시트를, 요철 패턴의 형성 방향과 직교 방향으로 절단했을 때의 단면도이다.
도 3은 요철 패턴의 표면을 표면 광학 현미경에 의해 촬영해서 얻은 화상의, 그레이 스케일 변환 화상이다.
도 4는 도 3의 화상을 푸리에 변환한 화상이다.
도 5는 도 4의 화상에서의 원의 중심으로부터의 거리에 대한 휘도를 플롯한 그래프이다.
도 6은 도 4의 화상에 있어서의 보조선 L3상의 휘도를 플롯한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법의 일실시 형태에 있어서의 적층 시트를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 요철 패턴 형성 시트를 이용한 광확산체의 제조 방법의 일례를 설명하는 도이다.
도 9는 비교예 4에 있어서의 요철 패턴의 표면을 표면 광학 현미경에 의해 촬영해서 얻은 화상의, 그레이 스케일 변환 화상이다.
도 10은 도 9의 화상을 푸리에 변환한 화상이다.
도 11은 도 10의 화상에 있어서의 원 중심으로부터의 거리에 대한 휘도를 플롯한 그래프다.
도 12는 도 10의 화상에 있어서의 보조선 L5상의 휘도를 플롯한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 광학 시트의 제1 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13에 나타낸 광학 시트를 제조할 때에 사용하는 인쇄 시트를 나타내는 단면도이다.
도 15는 인쇄 시트의 표면의 투과형 전자 현미경 사진상(像)이다.
도 16은 광학 시트의 표면의 투과형 전자 현미경 사진상이다.
도 17은 본 발명의 광학 시트의 제2 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 18은 본 발명의 광학 시트의 제3 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 19는 본 발명의 광학 시트의 제4 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 20은 본 발명의 확산 도광체의 다른 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 21은 본 발명의 백라이트 유닛의 제1 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 22는 발명의 백라이트 유닛의 제2 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 23는 발명의 요철 패턴 형성 시트의 일실시 형태의 일부를 확대해서 나타낸 확대 사시도이다.
도 24 특정 방향에 따르지 않는 요철 패턴의 표면을 원자간력 현미경에 의해 촬영해서 얻은 화상의, 그레이 스케일 변환 화상이다.
도 25는 도 24의 화상을 푸리에 변환한 화상이다.
도 26는 도 25의 화상에 있어서의 원의 중심으로부터의 거리에 대한 휘도를 플롯한 그래프이다.

1. 요철 패턴 형성 시트

(요철 패턴 형성 시트-1)

본 발명에 따른 요철 패턴 형성 시트의 일실시예에 대해서 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 요철 패턴 형성 시트를 나타낸다. 본 실시예에 따른 요철 패턴 형성 시트(10)는 기판(11), 기판(11)의 일면에 형성된 경질층(12)을 구비하고, 경질층(12)은 요철 패턴(12a)을 구비한다.

요철 패턴 형성 시트(10)의 요철 패턴(12a)은 대략 한 방향에 따른 물결 형상의 요철을 구비하고, 그 물결 형상의 요철이 사행하고 있다. 또, 본 실시예에 따른 요철 패턴(12a)의 상부 선단은 둥근 모양을 하고 있다.

경질층(12)을 구성하는 수지(이하, '제2 수지'라고 함)의 유리 전이 온도(Tg2)와 기판(11)을 구성하는 수지(이하, '제1 수지'라고 함)의 유리 전이 온도(Tg1)과의 온도차(Tg2-Tg1)는 10℃이상이다. 특히, 상기 온도차는 바람직하게는 20℃이상이고, 더욱 바람직하게는 30℃이상이다. 상기 온도차(Tg2-Tg1)가 10℃이상임에 따라, Tg2과 제1 수지의 유리 전이 온도(Tg1)의 사이의 온도로 요철 패턴 형성 시트(10)를 용이하게 가공할 수 있다. Tg2와 제1 수지의 유리 전이 온도(Tg1) 사이의 온도로 요철 패턴 형성 시트(10)를 가공하면, 기판(11)의 탄성계수가 경질층(12)의 탄성계수보다 높은 조건에서 가공할 수 있고, 그 결과, 경질층(12)에 요철 패턴(12a)을 용이하게 형성할 수 있다.

또, 제2 수지로 유리 전이 온도가 400℃를 넘는 수지를 사용하는 것은 경제적인 측면에서 바람직하지 않고, 유리 전이 온도가 -150℃보다 낮은 수지는 존재하지 않으므로, 제1 및 제2 수지의 유리 전이 온도차(Tg2-Tg1)는 550℃이하인 것이 바람직하고, 특히, 200℃이하인 것이 보다 바람직하다.

요철 패턴 형성 시트(10)을 제조할 때의 가공 온도에 있어서, 기판(11)과 경질층(12)의 탄성 계수의 차는 요철 패턴(12a)를 용이하게 형성할 수 있도록 0.01∼300GPa인 것이 바람직하고, 특히, 0.1∼10GPa인 것이 보다 바람직하다.

여기에서 말하는 가공 온도는, 예를 들면, 후술하는 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법에 있어서의 열수축시의 가열 온도이다. 그리고, 탄성계수는 JIS K 7113-1995에 준거해서 측정한 값이다.

제1 수지의 유리 전이 온도(Tg1)는 -150∼300℃인 것이 바람직하고, 특히, -120∼200℃인 것이 보다 바람직하다. 유리 전이 온도가 -150℃보다 낮은 수지는 존재하지 않고, 제1 수지의 유리 전이 온도(Tg1)가 300℃이하라면, 요철 패턴 형성 시트(10)을 제조할 때의 가공 온도(Tg2와 Tg1의 사이의 온도)로 용이하게 적용될 수 있기 때문이다.

요철 패턴 형성 시트(10)을 제조할 때의 가공 온도에 있어서, 제1 수지의 영율(Young's modulus)은 0.01∼100MPa인 것이 바람직하고, 0.1∼10MPa인 것이 보다 바람직하다. 제1 수지의 영율(Young's modulus)이 0.01MPa이상이라면, 기판(11)으로서 사용 가능한 굳기이며, 100MPa이하라면, 경질층(12)이 변형할 때에 경질층(12)과 함께 변형 가능한 무르기이다.

제1 수지로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 등의 폴리스티렌계 수지, 폴리에틸렌 염화 비닐, 폴리에틸렌 염화 비닐리덴, 폴리디메틸실록산 등의 실리콘 수지, 불소 수지, ABS수지, 폴리아미드, 아크릴수지, 폴리카보네이트, 폴리시클로올레핀 등의 수지가 사용될 수 있다.

제2 수지의 유리 전이 온도(Tg2)는 40∼400℃인 것이 바람직하고, 80∼250℃인 것이 보다 바람직하다. 제2 수지의 유리 전이 온도(Tg2)가 40℃이상이면, 요철 패턴 형성 시트(10)을 제조할 때의 가공 온도를 실온 또는 그 이상으로 할 수 있어서 유용하고, 유리 전이 온도(Tg2)가 400℃를 넘는 수지를 제2 수지로서 사용하는 것은 경제적인 측면에서 불필요하기 때문이다.

요철 패턴 형성 시트(10)를 제조할 때의 가공 온도에 있어서, 제2 수지의 영율(Young's modulus)은 0.01∼300GPa인 것이 바람직하고, 특히, 0.1∼10GPa인 것이 보다 바람직하다. 제2의 수지의 영율(Young's modulus)이 0.01GPa이상이라면, 제1 수지의 가공 온도에 있어서도 충분한 굳기를 얻을 수 있고, 요철 패턴(12a)가 형성된 후 요철 패턴을 유지하는데도 충분한 굳기이며, 영율(Young's modulus)이 300GPa를 넘는 수지를 제2 수지로서 사용하는 것은 경제적인 측면에서 바람직하지 않기 때문이다.

제1 수지의 종류에 따라 다르지만, 제2 수지로서는, 예를 들면, 폴리비닐알콜, 폴리스티렌, 아크릴수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에테르설폰, 불소 수지 등을 사용될 수 있다. 이들 중에서도, 방오 기능을 겸비한 점에서, 불소 수지가 바람직하다.

기판(11)의 두께는 0.3∼500㎛인 것이 바람직하다. 기판(11)의 두께가 0.3㎛이상이라면, 요철 패턴 형성 시트(10)가 쉽게 깨지지 않을 것이고, 500㎛이하라면, 요철 패턴 형성 시트(10)를 용이하게 박형화할 수 있기 때문이다.

또, 기판(11)을 지지하기 위해서, 두께 5∼500㎛의 수지제의 지지체를 마련할 수 있다. 또, 광확산체로서 이용할 경우에는, 광확산성을 보다 높게 하기 위해서, 미세거품을 함유시킨 필름을 기판(11)에 점착해도 무방하다.

요철 패턴 형성 시트(10)를 광확산체로서 사용하는 경우, 기판(11)에는 보다 광확산 효과를 향상시킬 목적으로, 광투과율 등의 광학특성을 크게 손상하지 않는 범위 내에서, 무기화합물로 이루어지는 광확산제 및/또는 유기 화합물로 이루어지는 유기 광확산제를 함유시킬 수 있다.

무기 광확산제로서는 실리카, 화이트 카본, 탈크, 산화 마그네슘, 산화 아연, 산화 티타늄, 탄산 칼슘, 수산화 알루미늄, 황산 바륨, 유리, 마이카 등이 사용될 수 있다.

유기 광확산제로서는 스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 실록산계 중합체 입자 등이 사용될 수 있다.

이들의 광확산제는 각각 단독으로 또는, 2종 이상을 조합시켜서 이용할 수 있다.

광확산제의 함유량은, 광투과성을 손상하지 않기 위해, 제1 수지 100질량부에 대하여 10질량부 이하인 것이 바람직하다.

또, 요철 패턴 형성 시트(10)를 광확산체로서 사용할 경우, 기판(11)에는 보다 확산 효과를 향상시킬 목적으로, 광투과율 등의 광학특성을 크게 손상하지 않는 범위 내에서, 미세거품을 함유시킬 수 있다. 미세거품은 광의 흡수가 적어 광투과율을 저하시키지 않는다.

미세거품의 형성 방법으로서는, 기판(11)에 발포제를 혼입하는 방법(예를 들면, 일본 특허 공개공보 1993-212811호, 일본 특허 공개공보 1994-107842호에 공개된 방법)이나, 아크릴계 발포 수지를 발포 처리시켜 미세거품을 함유하게 하는 방법(예를 들면, 일본 특허 공개공보 2004-2812호에 공개된 방법)등이 사용될 수 있다. 또한, 미세거품은 보다 균일한 면(面)조사가 가능하다는 점에서 특정한 위치에 불균일하게 발포시키는 방법(예를 들면, 일본 특허 공개공보 2006-124499호에 공개된 방법)이 바람직하다.

또한, 상기 광확산제와 미세발포를 병용할 수도 있다.

경질층(12)의 두께는 0.05㎛ 이상이고, 5㎛ 이하인 것이 바람직하고, 특히, 0.1∼2㎛인 것이 보다 바람직하다. 경질층의 두께가 0.05㎛ 이상이고 5㎛ 이하라면, 후술하는 바와 같이 요철 패턴 형성 시트(10)를 용이하게 제조할 수 있다.

또, 기판(11)과 경질층(12)의 사이에는 밀착성의 향상이나 보다 미세한 구조를 형성하기 위하여 프라이머층을 형성할 수 있다.

요철 패턴 형성 시트(10)의 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)는 1㎛~20㎛, 바람직하게는 1㎛~10㎛다. 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛미만이면, 광이 투과해버리고, 20㎛을 넘으면, 광확산성이 낮아진다.

요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)는, 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때, 10%이상 (즉, 어스펙트비 0.1이상)이며, 특히, 30%이상 (즉, 어스펙트비 0.3이상)인 것이 바람직하다. 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때, 평균 깊이(B)가 최빈(最頻) 피치(A)10%미만이면, 요철 패턴 형성 시트(10)를 광확산체 제조용 공정 시트 원판으로서 이용할 경우, 광확산성이 높은 광확산체를 얻는 것이 어려워진다.

또, 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때, 평균 깊이(B)는 요철 패턴(12a)을 용이하게 형성하기 위하여 최빈(最頻) 피치(A)300%이하 (즉, 어스펙트비 3.0이하)인 것이 바람직하고, 200%이하(즉, 어스펙트비 2.0이하)인 것이 보다 바람직하다.

여기에서, 바닥부(12b)는 요철 패턴(12a)의 요부이며, 평균 깊이(B)는, 요철 패턴 형성 시트(10)를 길이 방향에 따라 절단한 단면(도 2 참조)을 보았을 때의, 요철 패턴 형성 시트(10)전체의 면방향과 평행한 기준선(L1)으로부터 각 돌부의 정부(頂部)까지의 길이(B1, B2, B3...)의 평균치(BAV)와, 기준선(L1)으로부터 각 요부의 바닥부까지의 길이(b1, b2, b3...)의 평균치(bAV)의 차(bAV-BAV)이다.

상기 돌부의 정부(頂部) 및 상기 요부의 바닥부는, 경질층(12)에 있어서의 기판(11)측과 반대측의 면에 접한다.

평균 깊이(B)를 측정하는 방법으로서는, 원자력 현미경에 의해 촬영한 요철 패턴의 단면의 화상에서 각 바닥부의 깊이를 측정하고, 그것들의 평균치를 구하는 방법 등이 사용될 수 있다.

광확산의 이방성이 높은 광확산체를 얻기 위하여, 요철 패턴(12a)은 어느 정도 사행하고, 이웃한 돌부끼리의 피치가 요철 패턴(12a)의 방향에 따라 흩어져 있는 것이 바람직하다. 여기서, 요철 패턴(12a)의 배향 편차를 '배향도'라고 한다. 배향도가 클수록, 배향이 흩어져 있다. 이 배향도는 이하의 방법으로 구해진다.

우선, 표면광학현미경에 의해 요철 패턴의 표면을 촬영하고, 그 화상을 그레이스케일의 파일 (예를 들면, tiff형식 등)로 변환한다. 그레이·스케일의 파일 화상(도 3 참조)에서, 백도(白度)가 낮은 곳일수록 요부의 바닥부가 깊다(백도가 높을 곳일수록, 돌부의 정부가 높다)는 것을 나타낸다. 다음으로, 그레이스케일의 파일 화상을 푸리에 변환한다. 도 4는 푸리에 변환 후의 화상을 나타낸다. 도 4의 화상의 중심에서 양측으로 퍼지는 백색부분은 요철 패턴(12a)의 피치 및 방향 정보를 포함한다.

이어서, 도 4의 화상의 중심에서 수평방향으로 보조선 'L2'을 긋고, 그 보조선 상의 휘도를 플롯(도 5 참조)한다. 도 5에 도시된 플롯의 가로축은 피치의 역수를 나타내고, 세로축은 빈도를 나타내며, 빈도가 최대가 되는 값 'X'의 역수 '1/X'가 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치를 나타낸다.

이어서, 도 4에 있어서, 값 'X'에서 보조 선'L2'과 직교하는 보조 선 'L3'을 긋고, 그 보조 선 'L3'상의 휘도를 플롯(도 6 참조)한다. 단, 도 6의 가로축은, 각종의 요철구조와의 비교를 가능하게 하기 위해서, X의 값으로 나눈 수치를 사용한다. 도 6의 가로축은, 요철의 형성 방향(도 3에 있어서의 상하 방향)에 대한 경사의 정도를 나타내는 지표(배향성)를 나타내고, 세로축은 빈도를 나타낸다. 도 6의 플롯에 있어서의 피크의 반값폭(W1)(빈도가 최대치의 반이 되는 높이에서의 피크의 폭)이 요철 패턴의 배향도를 나타낸다. 반값폭(W1)이 클수록, 사행하여 피치가 흩어져 있는 것을 나타낸다.

상기 배향도는 0.3∼1.0인 것이 바람직하다. 배향도가 0.3∼1.0이라면, 요철 패턴(12a)의 피치 편차가 크기 때문에, 상기 요철 패턴 형성 시트 및 상기 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트 원판으로서 이용해서 얻은 광확산체의 광확산성이 보다 높아진다. 배향도가 1.0을 넘으면, 요철 패턴의 방향이 어느 정도 랜덤이 되기 때문에, 광확산성은 높아지지만, 이방성이 낮아지는 경향이 있다.

배향도를 0.3∼1.0로 하기 위해서는, 요철 패턴 형성 시트 제조시에 필요한 압축 응력의 작용방법을 적절히 선택하면 좋다.

경질층(12)을 구성하는 제2 수지의 유리 전이 온도(Tg2)와, 기판(11)을 구성하는 제1 수지의 유리 전이 온도(Tg1)와의 차(Tg2-Tg1)가 10℃이상인 본 발명의 요철 패턴 형성 시트(10)는 후술하는 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법에 의해 얻을 수 있으므로, 간편하게 제조할 수 있다.

또, 본 발명자가 조사한 결과, 기판(11) 및 경질층(12)이 함께 투명한 경우에는, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛~20㎛이고, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)가 상기 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상이므로, 본 발명에 따른 요철 패턴 형성 시트(10)는 충분한 광확산성을 가지고, 그 결과, 광확산체로서 이용될 수 있다.

또한, 본 발명의 요철 패턴 형성 시트는 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 요철 패턴 형성 시트의 요철 패턴의 돌부의 선단이 뾰족해도 무방하다. 그러나, 요철 패턴의 돌부의 형상은 확산의 이방성을 높이기 위하여 선단이 둥근 것이 바람직하다.

(요철 패턴 형성 시트-2)

또한, 본 발명자가 조사한 결과, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛이하, 특히 0.04㎛이하로 하는 경우, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)는 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상, 특히 100%이상일 때, 광학소자로서 뛰어난 성능을 발휘하는 것이 판명되었다. 구체적으로는, 요철 패턴 형성 시트(10)를 반사 방지체로서 이용한 경우에는 반사율을 낮게 할 수 있고, 또, 위상차판으로서 이용한 경우에는 동등한 위상차를 넓은 파장영역에 걸쳐 생기게 할 수 있는 것이 판명되었다.

이는, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛이하로 짧고, 평균 깊이(B)가 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상인 것에 기인한다. 즉, 최빈(最頻) 피치(A)가 짧아서 가시광의 파장과 동등하거나 또는 그 이하가 되는 경우, 가시광이 요철에 의해 회절이나 산란이 생기기 어려워진다. 게다가, 평균 깊이(B)가 깊음에 따라, 중간 굴절률이 연속적으로 변화되는 부분이 두께 방향으로 길게 형성되기 때문에, 광의 반사를 억제하는 효과를 현저하게 발휘할 수 있다. 또, 최빈(最頻) 피치(A)가 짧고, 평균 깊이(B)가 깊음에 따라, 굴절률이 서로 다른 공기와 요철 패턴 형성 시트가 교호로 배치되는 부분이 두께 방향으로 길어지고, 광학 이방성을 나타내는 부분이 길어지기 때문에, 위상차를 생기게 할 수 있다. 또한, 이러한 요철 패턴(12a)에 의해 생기는 위상차는 넓은 파장영역에 걸쳐 거의 동등해진다.

이 경우, 경질층(12)은 기판(11)에 대하여 저굴절률인 것이, 높은 반사 방지 특성을 얻기 위하여 바람직하다.

또한, 경질층(12)의 두께는 1∼100nm인 것이 바람직하다. 경질층(12)의 두께가 1nm 이상이면, 경질층(12)에 결함이 생길 가능성이 낮아지고, 두께가 100nm이하면, 경질층(12)이 광투과성을 충분히 확보할 수 있다.

또, 경질층(12)의 두께는 50nm이하인 것이 보다 바람직하고, 20nm이하인 것이 특히 바람직하다. 경질층(12)의 두께가 50nm이하면, 후술하는 바와 같이 요철 패턴 형성 시트를 용이하게 제조할 수 있다.

또, 기판(11)과 경질층(12)의 사이에는, 밀착성의 향상이나 보다 미세한 구조를 형성하기 위하여 프라이머층을 형성할 수 있다.

또한, 경질층(12)의 상부에는 수지층을 형성할 수 있다.

요철 패턴 형성 시트(10)의 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)는 1㎛이하, 바람직하게는 0.4㎛이하이다. 또, 최빈(最頻) 피치(A)는 요철 패턴(12a)을 용이하게 형성하기 위하여 바람직하게는 0.05㎛ 이상이다.

요철 패턴(12a)의 각 피치(A1, A2, A3...)는 모두 최빈(最頻) 피치(A)의 ±60%의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 특히, ±30%의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다. 각 피치가 최빈(最頻) 피치(A)의 ±60%의 범위 내에 있으면, 피치가 균일하게 되어, 광학소자로서 보다 뛰어난 성능을 발휘한다.

또, 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛이하인 것을 만족한다면, 각 피치 A1, A2, A3...은최빈(最頻) 피치(A) 연속적으로 변화되어도 무방하다.

요철 패턴(12a)의 각 깊이(B1, B2, B3,...)는 모두 평균 깊이(B)의 ±60%의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 특히, ±30%의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다. 각 깊이가 평균 깊이(B)의 ±60%의 범위 내에 있으면, 깊이가 균일해져, 광학소자로서 보다 뛰어난 성능을 발휘한다. 또, 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때, 평균 깊이(B)가 10%이상이라면, 각 깊이(B1, B2, B3,...)는 평균 깊이(B)최빈(最頻) 피치(A) 연속적으로 변화되어도 무방하다.

요철 패턴 형성 시트(10)는 후술하는 바와 같이, 반사 방지체, 위상차판 등의 광학소자나, 광학소자 제조용 공정 시트에 적용할 수 있는 이외에, 초발수 또는 초친수 시트 등에도 이용할 수 있다.

또한, 요철 패턴 형성 시트는 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상술한 실시 형태에서는 경질층이 상기 요철 패턴 형성 시트의 폭 방향에 따른 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 가지고 있지만, 그 요철 패턴 이외에, 요철 패턴 형성 시트의 길이 방향에 따른 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 가질 수도 있다. 또한, 경질층이 특정한 방향에 따르지 않는 물결 형상의 요철 패턴을 다수 가질 수도 있다. 이러한 경우라도 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛이하이고, 요철 패턴의 바닥부의 평균 깊이가 상기 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상이면 광학소자로서 뛰어난 성능을 나타낸다.

돌부의 형상은 굴절률의 측면에서 선단이 뾰족한 것이 바람직하지만, 선단이 둥근 모양을 띠고 있어도 무방하다.

요철 패턴이 특정한 방향에 따르지 않을 경우에는, 이하의 방법으로 최빈(最頻) 피치를 구한다. 우선, 원자력 현미경에 의해 요철 패턴의 표면을 촬영하고, 그 화상을 그레이스케일의 파일(예를 들면, tiff형식 등)로 변환한다. 그레이스케일의 파일 화상(도 24 참조)에서는, 백도가 낮은 곳일 수록, 요부의 바닥부가 깊다(백도가 높을수록, 돌부의 정부가 높다)는 것을 나타내고 있다. 이어서, 그레이스케일의 파일 화상을 푸리에 변환한다. 도 25은 푸리에 변환 후의 화상을 나타낸다. 푸리에 변환 후의 화상은, 흰 부분의 중심에서 본 방향이 그레이 스케일의 방향성을 나타내고, 중심에서 흰 부분까지의 거리의 역수가 그레이스케일 화상의 주기를 나타내고 있다. 요철 패턴이 특정한 방향에 따르지 않을 경우에는, 도 26과 같은 흰 원이 표시된 화상이 된다. 이어서, 푸리에 변환 후의 화상에 있어서의 원의 중심에서 외측을 향한 직선 상의 보조선(L2)을 그어, 중심에서의 거리(X축)에 대한 휘도(Y축)를 플롯(도 24참조)한다. 그리고, 그 플롯에 있어서의 극대값을 나타내는 X축의 값 'r'을 읽어낸다. 이 'r'의 역수(1/r)가 최빈(最頻) 피치이다.

(요철 패턴 형성 시트-3)

경질층(12)이 금속 또는 금속화합물로 이루어지는 경우, 요철 패턴 형성 시트(10)를 용이하게 얻을 수 있다.

금속으로서는, 영율(Young's modulus)이 과도하게 높지 않고, 용이하게 요철 패턴(12a)이 형성하기 위하여, 금, 알루미늄, 은, 탄소, 구리, 게르마늄, 인듐, 마그네슘, 니오브, 팔라듐, 납, 백금, 실리콘, 주석, 티타늄, 바나듐, 아연, 및 비스무트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 금속은 반금속도 포함한다.

금속화합물로는, 동일한 이유로, 산화 티타늄, 산화 알루미늄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 산화 주석, 산화 구리, 산화 인듐, 산화 카드뮴, 산화 납, 산화 규소, 불화 바륨, 불화 칼슘, 불화 마그네슘, 유화 아연, 갈륨 비소로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속화합물인 것이 바람직하다.

또한, 경질층(12)이 금속으로 이루어지는 경우에는, 층표면이 공기 중에서 산화되어 공기산화막이 형성될 수 있지만, 본 발명에서는 그러한 금속층의 표면이 공기산화된 층도 금속으로 이루어지는 층으로 간주한다.

경질층(12)의 두께는 0.01㎛ 이상이고, 0.2㎛ 이하인 것이 바람직하고, 특히, 0.02∼0.1㎛인 것이 보다 바람직하다. 경질층의 두께가 0.01㎛~0.2㎛ 이면, 후술하는 바와 같이 요철 패턴 형성 시트를 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 기판(11)과 경질층(12)의 사이에는 밀착성의 향상이나 보다 미세한 구조를 형성하기 위하여 프라이머층을 형성할 수 있다.

요철 패턴 형성 시트(10)의 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)는 1㎛~20㎛, 바람직하게는 1㎛~10㎛이다. 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛ 미만일 경우 및 20㎛을 넘는 경우에는, 요철 패턴 형성 시트(10)를 광확산체 제조용 공정 시트 원판으로서 이용하여도, 광확산성이 높은 광확산체를 얻는 것이 어렵다.

2. 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법

본 발명의 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법의 일실시 형태에 대해서 설명한다.

본 실시 형태의 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 수지제의 기판인 가열 수축성 필름(11a)의 한 면에, 표면이 평평한 경질층(13) (이하, '표면 평활 경질층(13)'이라고 한다)을 설치하여 적층 시트(10a)를 형성하는 공정 (이하, 제1 공정이라고 한다)과, 가열 수축성 필름(11a)을 가열 수축시켜 적어도 적층 시트(10a)의 표면 평활 경질층(13)을 접듯이 변형시키는 공정(이하, 제2 공정이라고 한다)을 포함한다.

여기에서, 표면 평활 경질층(13)은 JIS B0601에 기재된 중심선 평균 거칠기가 0.1㎛ 이하인 층이다.

*제1 공정-1

제1 공정에서, 가열 수축성 필름(11a)의 한 면에 수지제의 표면 평활 경질층(13)을 설치하여 적층 시트(10a)를 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 가열 수축성 필름(11a)의 한 면에 제2 수지의 용액 또는 분산 액을 스핀 코터나 바 코터 등에 의해 도포하고, 용매를 건조시키는 방법, 또는, 가열 수축성 필름(11a)의 한 면에, 미리 제작한 표면 평활 경질층(13)을 적층 하는 방법 등이 있다.

가열 수축성 필름(11a)으로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 쉬링크 필름, 폴리스틸렌계 쉬링크 필름, 폴리올레핀계 쉬링크 필름, 폴리에틸렌 염화 비닐계 쉬링크 필름 등이 사용될 수 있다.

쉬링크 필름 중에서도, 50∼70% 수축하는 것이 바람직하다. 50∼70% 수축하는 쉬링크 필름을 이용하면, 변형율을 50%이상 할 수 있고, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛~20㎛이고, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)가 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10% 이상인 요철 패턴 형성 시트(10)을 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)가 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 100%이상인 요철 패턴 형성 시트(10)도 용이하게 제조할 수 있다.

여기에서, 변형율이라는 것은 (변형전의 길이-변형후의 길이)/(변형전의 길이)×100 (%) 또는, (변형한 길이)/(변형전의 길이)×100 (%)이다.

또, 이하의 공정에 의해 요철 패턴(12a)의 평균 깊이(B)를 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 300%로 할 수 있다.

가열 수축성 필름(11a)에 가열 수축성 필름(11a)보다 유리 전이 온도가 낮은 프라이머 수지층을 도포하고, 상기 프라이머 수지층 위에 표면 평활 경질층(13)을 마련한 적층 시트를 형성한다. 상기 적층 시트를 가열 수축시키는 것에 의해 요철 패턴 형성 시트를 제조한다.

가열 수축 후의 가열 수축성 필름(11a)을 적층 시트로부터 박리하고, 이를 다른 가열 수축성 필름을 붙여서 적층 시트를 형성한다. 이 적층 시트를 가열 수축시킴에 따라, 가열 수축성 필름 1장을 가열 수축시킨 경우보다 평균 깊이(B)를 크게 할 수 있다. 이 공정을 복수회 되풀이하는 것으로, 요철 패턴(12a)의 평균 깊이(B)를 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 300%로 할 수 있다.

본 발명에서는, 표면 평활 경질층(13)의 두께를 0.05㎛~5.0㎛, 바람직하게는 0.1∼1.0㎛로 한다. 표면 평활 경질층(13)의 두께를 상기 범위로 함에 따라, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)를 확실하게 1㎛~20㎛로 할 수 있다.

그러나, 표면 평활 경질층(13)의 두께가 0.05㎛ 이하면, 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛ 이하가 될 수 있고, 표면 평활 경질층(13)의 두께가 5.0㎛을 넘으면, 최빈(最頻) 피치(A)가 20㎛을 넘을 수 있다.

또, 본 발명에서는, 표면 평활 경질층(13)을 가열 수축성 필름을 구성하는 수지(제1 수지)보다 유리 전이 온도가 10℃이상 높은 수지(제2 수지)로 구성한다. 제1 수지의 유리 전이 온도와 제2 수지의 유리 전이 온도가 상기 관계에 있는 것에 의해, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)를 확실하게 1㎛~20㎛로 할 수 있다.

표면 평활 경질층(13)의 두께는 연속적으로 변화하여도 무방하다. 표면 평활 경질층(13)의 두께가 연속적으로 변하는 경우, 압축 후에 형성되는 요철 패턴(12a)의 피치 및 깊이가 연속적으로 변화한다.

이 제조 방법에서는, 보다 용이하게 요철 패턴(12a)을 형성할 수 있도록 하기 위하여, 표면 평활 경질층(13)의 영율(Young's modulus)을 0.01∼300GPa로 하는 것이 바람직하고, 특히, 0.1∼10GPa로 하는 것이 보다 바람직하다.

적층 시트(10a)를 변형시킬 때는 표면 평활 경질층(13)을 5%이상의 변형율로 변형시키는 것이 바람직하다. 표면 평활 경질층(13)을 5% 이상의 변형율로 변형시키면, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)를 용이하게 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상으로 할 수 있다.

또한, 표면 평활 경질층(13)을 50%이상의 변형율로 변형시키는 것이 보다 바람직하다. 표면 평활 경질층(13)을 50%이상의 변형율로 변형시키면, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)를 용이하게 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 100%이상으로 할 수 있다.

*제1 공정-2

경질층(12)이 금속 또는 금속화합물로 이루어지는 경우, 적층 시트(10a)를 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 가열 수축성 필름(11a)의 한 면에 금속이나 금속화합물을 증착시키는 방법, 가열 수축성 필름(11a)의 한 면에 미리 제작한 표면 평활 경질층(13)을 적층 하는 방법 등이 있다.

이러한 제조 방법에 있어서, 보다 용이하게 요철 패턴(12a)를 형성하기 위하여, 표면 평활 경질층(13)의 영율(Young's modulus)을 0.1∼500GPa로 하는 것이 바람직하고, 특히, 1∼150GPa로 하는 것이 보다 바람직하다.

표면 평활 경질층(13)의 영율(Young's modulus)을 상기 범위로 하기 위해서는, 표면 평활 경질층 (13)을 금, 알루미늄, 은, 탄소, 구리, 게르마늄, 인듐, 마그네슘, 니오브, 팔라듐, 납, 백금, 실리콘, 주석, 티타늄, 바나듐, 아연, 비스무트에 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속으로 구성하는 것이 바람직하다. 또는, 표면 평활 경질층(13)을 산화 티타늄, 산화 알루미늄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 산화 주석, 산화 구리, 산화 인듐, 산화 카드뮴, 산화 납, 산화 규소, 불화 바륨, 불화 칼슘, 불화 마그네슘, 유화 아연, 갈륨 비소에 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속화합물로 구성하는 것이 바람직하다.

여기에서, 영율(Young's modulus)은 JIS Z 2280-1993의 「금속재료의 고온 영율(Young's modulus) 시험 방법」에서 온도를 23℃로 변경해서 측정한 값이다. 경질층이 금속화합물로 이루어지는 경우도 마찬가지이다.

표면 평활 경질층(13)의 두께는 0.01㎛~0.2㎛, 바람직하게는 0.02∼0.1㎛로 한다. 표면 평활 경질층(13)의 두께를 상기 범위로 한다면, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)를 확실하게 1㎛~20㎛로 할 수 있다. 그러나, 표면 평활 경질층(13)의 두께가 0.01㎛미만이면, 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛이하가 될 수 있고, 표면 평활 경질층(13)의 두께가 0.2㎛을 넘으면, 최빈(最頻) 피치(A)가 20㎛을 넘을 수가 있다.

또, 표면 평활 경질층(13)의 두께는 연속적으로 변하여도 무방하다. 표면 평활 경질층(13)의 두께가 연속적으로 변하는 경우, 압축 후에 형성되는 요철 패턴(12a)의 피치 및 깊이가 연속적으로 변하게 된다.

적층 시트(10a)를 변형시킬 때는, 표면 평활 경질층(13)을 5% 이상의 변형율로 변형시키는 것이 바람직하다. 표면 평활 경질층(13)을 5% 이상의 변형율로 변형시키면, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)를 용이하게 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상으로 할 수 있다.

또한, 표면 평활 경질층(13)을 50% 이상의 변형율로 변형시키는 것이 보다 바람직하다. 표면 평활 경질층(13)을 50% 이상의 변형율로 변형시키면, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)를 용이하게 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 100%이상으로 할 수 있다.

*제2 공정-1

제2 공정에서, 가열 수축성 필름(11a)을 열수축시킴에 따라, 표면 평활 경질층 (13)에 수축 방향에 대하여 수직방향으로 물결 형상의 요철 패턴(12a)를 형성시켜서 경질층(12)을 얻는다.

가열 수축성 필름(11a)를 가열 수축시킬 때의 가열 방법으로서는, 열풍, 증기 또는 열수 속에 통과시키는 방법 등이 있고, 그 중에서도, 균일하게 수축시키기 위해서는 열수 속을 통과시키는 방법이 바람직하다.

가열 수축성 필름(11a)을 열수축 시킬 때의 가열 온도는, 사용하는 가열 수축성 필름의 종류, 목적으로 하는 요철 패턴(12a)의 피치 및 바닥부(12b)의 깊이에 따라서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.

이 제조 방법에서는, 표면 평활 경질층(13)의 두께가 얇을수록, 그리고, 표면 평활 경질층(13)의 영율(Young's modulus)이 낮을 수록, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 작아지고, 기판의 변형율이 높을 수록, 평균 깊이(B)가 깊어진다. 따라서, 요철 패턴(12a)을 소정의 최빈(最頻) 피치(A) 및 평균 깊이(B)로 하기 위해서는, 상기 조건을 적당히 선택 할 필요가 있다.

이상 설명한 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법에서는, 표면 평활 경질층(13)을 구성하는 제2 수지가 가열 수축성 필름(11a)을 구성하는 제1 수지보다 유리 전이 온도가 10℃이상 높기 때문에, 제1 수지의 유리 전이 온도와 제2 수지의 유리 전이 온도의 사이의 온도에서는, 표면 평활 경질층(13)의 영율(Young's modulus)이 가열 수축성 필름(11a)보다 높다. 게다가, 표면 평활 경질층(13)의 두께를 0.05㎛~5.0㎛로 하고 있기 때문에, 제1 수지의 유리 전이 온도와 제2 수지의 유리 전이 온도의 사이의 온도로 가공할 경우, 표면 평활 경질층(13)은 두께가 늘어나기 보다도, 접히게 된다. 또, 표면 평활 경질층(13)은 가열 수축성 필름(11a)에 적층되어 있기 때문에, 가열 수축성 필름(11a)의 수축에 의한 응력이 전체적으로 균일하게 걸린다. 따라서, 본 발명에 의하면, 표면 평활 경질층(13)을 접듯이 변형시켜, 광확산체로서 성능이 뛰어난 요철 패턴 형성 시트(10)를 간편하면서 대면적으로 제조할 수 있다.

또한, 이 제조 방법에 의하면, 용이하게 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)를 1㎛~20㎛로 할 수 있고, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)를 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상으로 할 수 있다.

또, 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법으로서는, 아래 (1)∼(4)의 방법을 적용할 수도 있다.

(1)기판(11)의 한면 전부에 표면 평활 경질층(13)을 설치하여 적층 시트(10a)를 형성하고, 적층 시트(10a) 전체를 표면에 따른 한 방향으로 압축하는 방법.

기판(11)의 유리 전이 온도가 실온 미만인 경우, 적층 시트(10a)의 압축은 실온에서 하고, 기판(11)의 유리 전이 온도가 실온 이상의 경우, 적층 시트(10a)의 압축은 기판(11)의 유리 전이 온도 이상이고, 표면 평활 경질층(13)의 유리 전이 온도 미만인 온도에서 한다.

(2)기판(11)의 한 면의 전부에 표면 평활 경질층(13)을 설치하여 적층 시트(10a)를 형성하고, 적층 시트(10a)를 한 방향으로 연장하며, 적층 시트(10a)를 연장 방향에 대한 직교방향으로 수축시켜서, 표면 평활 경질층(13)을 표면에 따른 한 방향으로 압축하는 방법.

기판(11)의 유리 전이 온도가 실온 미만인 경우, 적층 시트(10a)의 연장은 실온에서 하고, 기판(11)의 유리 전이 온도가 실온 이상인 경우, 적층 시트(10a)의 연장은 기판(11)의 유리 전이 온도 이상이고, 평면 평활 경질층(13)의 유리 전이 온도 미만인 온도에서 한다.

(3)미경화의 전리 방사선 경화성 수지에 의해 형성된 기판(11)에, 표면 평활 경질층(13)을 적층해서 적층 시트(10a)를 형성하고, 전리 방사선을 조사해서 기판 (11)을 경화시킴에 따라 수축시켜, 기판(11)에 적층된 표면 평활 경질층(13)을 표면에 따른 적어도 한 방향으로 압축하는 방법.

(4)용매를 팽윤시켜 팽창시킨 기판(11)에, 표면 평활 경질층(13)을 적층해서 적층 시트(10a)를 형성하고, 기판(11) 안의 용매를 건조/제거함에 따라 수축시키며, 기판(11)에 적층된 표면 평활 경질층(13)을 표면에 따른 적어도 한 방향으로 압축하는 방법.

상기 (1)의 방법에 있어서, 적층 시트(10a)를 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 기판(11)의 한 면에 수지 용액 또는 분산 액을 스핀 코터나 바 코터 등에 의해 도포하고 용매를 건조시키는 방법, 기판(11)의 한 면에 미리 제작한 표면 평활 경질층(13)을 적층하는 방법 등이 있다.

적층 시트(10a) 전체를 표면에 따른 한 방향으로 압축하는 방법으로서는, 예를 들면, 적층 시트(10a)의 일단부와 그 반대측의 단부를 바이스 등에 의해 끼어서 압축하는 방법 등이 있다.

상기 (2)의 방법에 있어서, 적층 시트(10a)를 한 방향으로 연장하는 방법으로서는, 예를 들면, 적층 시트(10a)의 일단부와 그 반대측의 단부를 끌어 당겨서 연신하는 방법 등이 있다.

상기 (3)의 방법에 있어서, 전리 방사선 경화성 수지로는 자외선 경화형 수지나 전자선 경화형 수지 등이 사용될 수 있다.

상기 (4)의 방법에 있어서, 용매는 제1 수지의 종류에 따라서 적절히 선택된다. 용매의 건조 온도는 용매의 종류에 따라서 적절히 선택된다.

상기 (2)∼(4)의 방법에 있어서의 표면 평활 경질층(13)에 있어서도, 상기 (1)의 방법으로 이용하는 것과 같은 성분을 이용할 수 있고, 같은 두께로 할 수 있다. 또한, 적층 시트(10a)의 형성 방법은 상기 (1)의 방법과 동일하게 기판(11)의 한 면에 수지 용액 또는 분산액을 도포하고, 용매를 건조시키는 방법, 기판(11)의 한 면에 미리 제작한 표면 평활 경질층(13)을 적층 하는 방법 등을 적용할 수 있다.

*제2 공정-2

요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛이하로 할 경우에는, 상기 (1)의 방법에 있어서, 표면 평활 경질층(13)의 두께는 50nm 이하인 것이 바람직하고, 특히, 20nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 표면 평활 경질층(13)의 두께가 50nm이하이면, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)를 확실하게 1㎛ 이하로 할 수 있다.

또, 압축 후의 경질층(12)에 결함이 생기기 않도록, 표면 평활 경질층(13)은 1nm 이상인 것이 바람직하다.

이 경우, 표면 평활 경질층(13)을 제1 수지보다 유리 전이 온도가 10℃이상 높은 제2 수지로 구성한다. 표면 평활 경질층(13)을 제1 수지보다 유리 전이 온도가 10℃이상 높은 제2 수지로 구성함에 따라, 압축했을 때에 기판(11)이 변형되면서 표면 평활 경질층(13)을 물결 형상으로 절곡 및 사행 변형하므로, 요철 패턴(12a)를 용이하게 형성할 수 있다.

이상 설명한 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법에서는, 표면 평활 경질층(13)을 구성하는 제2 수지가 기판(11)을 구성하는 제1 수지보다 유리 전이 온도가 10℃이상 높기 때문에, 제1 수지의 유리 전이 온도와 제2 수지의 유리 전이 온도의 사이의 온도에서는, 표면 평활 경질층(13)의 영률이 기판(11)의 영률보다 높다. 그 때문에, 제1 수지의 유리 전이 온도와 제2 수지의 유리 전이 온도의 사이의 온도로 가공했을 때는, 표면 평활 경질층(13)의 두께가 늘어나기 보다는 표면 평활 경질층(13)이 접히게 된다. 또한, 표면 평활 경질층(13)은 기판(11)에 적층되어 있기 때문에, 압축이나 수축에 의한 응력이 전체적으로 균일하게 걸린다. 따라서, 본 발명에 따르면, 용이하게 사행 변형시켜, 요철 패턴 형성 시트(10)를 제조할 수 있고, 광학소자로서 성능이 뛰어난 요철 패턴 형성 시트(10)를 간편하면서 대면적으로 제조할 수 있다.

또, 이 제조 방법에 의하면, 용이하게 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)를 짧게 할 수 있을 뿐만 아니라, 평균 깊이(B)를 깊게 할 수 있다. 구체적으로는, 용이하게 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)를 1㎛ 이하로 할 수 있고, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)를 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상으로 할 수 있다.

또한, 이 제조 방법에 의하면, 요철 패턴(12a)에 있어서의 각 피치(A1, A2, A3, …) 및 각 깊이(B1, B2, B3, ...)를 용이하게 균일하게 할 수 있다.

*제2 공정-3

표면 평활 경질층을 금속 또는 금속화합물을 이용해서 제조할 경우, 제2 공정에서, 가열 수축성 필름(11a)이 열수축함에 따라, 표면 평활 경질층(13)에 수축 방향에 대하여 수직방향으로 물결 형상의 요철 패턴(12a)이 형성되고, 이것이 경질층(12)이 된다.

가열 수축성 필름(11a)을 가열 수축시킬 때의 가열 방법으로서는, 열풍, 증기 또는 열수 속에 통과시키는 방법 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 균일하게 수축시킬 수 있는 것부터, 열수에 통과시키는 방법이 바람직하다.

가열 수축성 필름(11a)을 열수축시킬 때의 가열 온도는, 사용하는 가열 수축성 필름의 종류, 목적으로 하는 요철 패턴(12a)의 피치 및 바닥부(12b)의 깊이에 따라서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.

이 제조 방법에서는, 표면 평활 경질층(13)의 두께가 얇고 표면 평활 경질층(13)의 영율(Young's modulus)이 낮을수록, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 작아지고, 기판의 변형율이 높을수록, 평균 깊이(B)가 깊어진다. 따라서, 요철 패턴(12a)을 소정의 최빈(最頻) 피치(A)와 평균 깊이(B)로 하기 위해서는, 상기 조건을 적당히 선택 할 필요가 있다.

이상 설명한 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법에서는, 금속 또는 금속화합물로 이루어지는 표면 평활 경질층(13)이 가열 수축성 필름(11a)보다 영율(Young's modulus)이 현격히 크기 때문에, 가열 수축성 필름(11a)보다 단단한 표면 평활 경질층(13)을 열압축했을 때에, 표면 평활 경질층(13)의 두께가 증가하기 보다는 표면 평활 경질층(13)이 접히게 된다. 게다가, 표면 평활 경질층(13)은 가열 수축성 필름(11a)에 적층되어 있기 때문에, 가열 수축성 필름(11a)의 수축에 의한 응력이 전체적으로 균일하게 걸린다. 따라서, 본 발명에 의하면, 표면 평활 경질층 (13)을 접듯이 변형시켜서, 광확산체를 제조하기 위한 공정 시트로서 성능이 뛰어난 요철 패턴 형성 시트(10)를 간편하면서 대면적으로 제조할 수 있다.

또한, 이 제조 방법에 의하면, 용이하게 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)를, 1㎛~20㎛로 할 수 있고, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)를 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상으로 할 수 있다.

그러나, 종래 요철 패턴 형성용 시트를 제조하는 방법으로서, 나노임프린트용 틀의 요철 패턴을 가열해서 연화시킨 시트 형상의 열가소성 수지에 압착한 후, 이를 냉각하는 열나노임프린트법, 나노임프린트용 틀의 요철 패턴에 미경화의 전리 방사선 경화성 수지 조성물을 피복시킨 후, 전리 방사선을 조사하여 경화시키는 광나노임프린트법이 알려져 있었다.

열나노임프린트법에서는 틀에 전체적으로 균일한 압력을 가하고, 열가소성 수지에 요철 패턴을 갖는 틀을 압착할 필요가 있지만, 이러한 방법에서는 틀의 면적이 커지면, 틀이 가해지는 압력이 불균일해지는 경향이 있고, 그 결과, 요철 패턴의 전사가 불균일해질 수 있었다. 따라서, 액정 TV의 디스플레이 등에 사용되는 대면적의 요철 패턴 형성 시트의 생산에 적합하다고는 할 수 없었다.

또, 광나노임프린트법에서는, 틀과 경화한 수지와의 이형성(mold reliability)이 불충분하기 때문에, 요철 패턴의 전사가 불완전해질 수 있었다. 게다가, 틀의 사용 회수가 많아질수록 이 경향이 현저해졌다.

이들 나노임프린트법과 비교하여 상술한 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법은 요철 패턴의 전사를 생략할 수 있기 때문에, 나노임프린트법에서의 상기 문제점을 해소할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 기판의 한 면의 전면(全面)에 경질층을 마련했으나, 기판의 한 면의 일부에 경질층을 마련해도 무방하고, 기판의 양면의 전부에 경질층을 마련해도 무방하며, 기판의 양면의 일부에 경질층을 마련해도 무방하다.

3.광확산체

본 발명에 따른 광확산체는 1㎛~20㎛의 최빈(最頻) 피치(A)를 갖는 상술한 요철 패턴 형성 시트(10)을 구비한다.

본 발명에 따른 광확산체에 있어서, 요철 패턴 형성 시트(10)의 한 면 또는 양면에 다른 층을 구비할 수 있다. 예를 들면, 요철 패턴 형성 시트(10)의 면 중 요철 패턴(12a)이 형성되어 있는 측의 면에 그 면의 오염을 방지하기 위한 불소 수지 또는 실리콘 수지를 주성분으로서 함유하는 두께 1∼5nm 정도의 방오층을 형성할 수 있다.

또, 광확산체의 기판(11)측의 면에는 투명수지제 혹은 유리제의 지지체가 구비되어 있어도 무방하다.

게다가, 기판(11)측의 면에 점착제층이 형성되어 있어도 무방하며, 기능성을 적절히 갖추기 위해서 색소를 포함해도 무방하다.

상술한 요철 패턴이 표면에 형성된 요철 패턴 형성 시트(10)를 갖춘 본 발명의 광확산체는 충분한 광확산성을 갖는다.

4. 광확산체 제조용 공정 시트 원판 및 광확산체의 제조 방법

본 발명의 광확산체 제조용 공정 시트 원판(이하, '공정 시트 원판'이라고 함)은 상술한 요철 패턴 형성 시트(10)를 구비하고, 요철 패턴(12a)을 이하에서 상술되는 방법으로 다른 소재에 전사시킴에 따라, 상기 공정 시트 원판과 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴이 표면에 형성된 광확산체로서 사용가능한 요철 패턴 형성 시트를 대면적으로 대량으로 제조하기 위한 틀로서 사용될 수 있다.

공정 시트 원판은 요철 패턴 형성 시트(10)을 지지하기 위한 수지제 또는 금속제의 지지체를 더 구비해도 무방하다.

공정 시트 원판을 이용해서 광확산체를 제조하는 구체적인 방법으로는, 예를 들면, 아래 (a)∼(c)의 방법을 들 수 있다.

(a)공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 미경화의 전리 방사선 경화성 수지를 도포 하는 공정 및 전리 방사선을 조사해서 상기 경화성 수지를 경화시킨 후, 경화한 도막을 공정 시트 원판으로부터 박리하는 공정을 포함하는 방법. (여기에서, 전리 방사선이라는 것은 통상 자외선 또는 전자선이지만, 본 발명에서는 가시광선, X선, 이온선 등도 포함한다.)

(b)공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에 미경화의 액상 열경화성 수지를 도포하는 공정 및 상기 액상 열경화성 수지를 가열하여 경화시킨 후, 경화한 도막을 공정 시트 원판으로부터 박리하는 공정을 포함하는 방법.

(c)공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 시트 형상의 열가소성 수지를 접촉시키는 공정과, 상기 시트 형상의 열가소성 수지를 공정 시트 원판에 압력을 가하면서 가열해서 이를 연화시킨 후 냉각하는 공정과, 그 냉각한 시트 형상의 열가소성 수지를 공정 시트 원판으로부터 박리하는 공정을 포함하는 방법.

또, 공정 시트 원판을 이용해서 2차 공정용 형성물을 제작하고, 그 2차 공정용 형성물을 이용해서 광확산체를 제조할 수도 있다. 2차 공정용 형성물으로는, 예를 들면, 2차 공정 시트가 사용될 수 있다. 또, 2차 공정용 형성물로는 공정 시트 원판을 둥글게 해서 원통의 안쪽에 점착하고, 그 원통의 안쪽에 롤을 삽입한 상태로 도금하며, 원통으로부터 롤을 꺼내서 얻은 도금 롤이 사용될 수 있다.

2차 공정용 형성물을 이용하는 구체적인 방법으로, 아래 (d)∼(f)의 방법을 들 수 있다.

(d)공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에 니켈 등의 금속 도금을 행하여 도금층(요철 패턴 전사용 재료)을 적층 하는 공정과, 그 도금층을 공정 시트 원판으로부터 박리하여 금속제의 2차 공정용 형성물을 제작하는 공정과, 이어서, 2차 공정용 형성물의 요철 패턴과 접하고 있는 측의 면에, 미경화의 전리 방사선경화성 수지를 도포하는 공정과, 전리 방사선을 조사해서 상기 경화성 수지를 경화시킨 후, 경화한 도막을 2차 공정용 형성물로 박리하는 공정을 포함하는 방법.

(e)공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에 도금층(요철 패턴 전사용 재료)을 적층하는 공정과, 그 도금층을 공정 시트 원판으로부터 박리하여 금속제의 2차 공정용 형성물을 제작하는 공정과, 상기 2차 공정용 형성물의 요철 패턴과 접하고 있는 측의 면에 미경화의 액상 열경화성 수지를 도포하는 공정과, 가열에 의해 상기 수지를 경화시킨 후, 경화한 도막을 2차 공정용 형성물로 박리하는 공정을 포함하는 방법.

(f)공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 도금층(요철 패턴 전사용 재료)을 적층하는 공정과, 그 도금층을 공정 시트 원판으로부터 박리하여 금속제의 2차 공정용 형성물을 제작하는 공정과, 상기 2차 공정용 형성물의 요철 패턴과 접하고 있는 측의 면에 시트 형상의 열가소성 수지를 접촉시키는 공정과, 상기 시트 형상의 열가소성 수지를 2차 공정용 형성물에 압력을 가하면서 가열해서 연화시킨 후, 냉각하는 공정과, 그 냉각한 시트 형상의 열가소성 수지를 2차 공정용 형성물로 박리하는 공정을 포함하는 방법.

상기 (a)의 방법을 구체적으로 설명한다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 우선, 웹 형상의 공정 시트 원판(110)의 요철 패턴(112a)이 형성된 면에 코터(120)에 의해 미경화의 액상 전리 방사선 경화성 수지(112c)를 도포한다. 그 다음에, 상기 경화성 수지를 도포한 공정 시트 원판(110)을 롤(130)을 이용하여 가압함으로써, 상기 경화성 수지를 공정 시트 원판(110)의 요철 패턴(112a) 내부에 충전한다. 그 후, 전리 방사선 조사 장치(140)에 의해 전리 방사선을 조사하고, 경화성 수지를 가교·경화시킨다. 그리고, 경화 후의 전리 방사선 경화성 수지를 공정 시트 원판(110)으로부터 박리시킴으로써 웹 형상의 광확산체(150)를 제조할 수 있다.

상기 (a)의 방법에 있어서, 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에는 이형성(mold releasability)을 부여할 목적으로, 미경화의 전리 방사선 경화성 수지를 도포하기 전에, 실리콘 수지, 불소 수지 등으로 이루어지는 층을 1∼10nm정도의 두께로 마련해도 무방하다.

공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 미경화의 전리 방사선 경화성 수지를 도포하는 코터로는 T 다이코터, 롤 코터, 바 코터 등이 사용될 수 있다.

미경화의 전리 방사선 경화성 수지로는 에폭시 아크릴레이트, 에폭시화 오일아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 불포화 폴리에스테르, 폴리에스텔아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트, 비닐/아크릴레이트, 폴리엔/아크릴레이트, 실리콘아크릴레이트, 폴리에틸렌 부타디엔, 폴리스티릴메틸메타크릴레이트 등의 프레폴리머, 지방족아크릴레이트, 지환식아크릴레이트, 방향족아크릴레이트, 수산기함유아크릴레이트, 알릴기함유아크릴레이트, 글리시딜기함유아크릴레이트, 카르복시기함유아크릴레이트, 할로겐함유아크릴레이트 등의 모노머 중에서 선택되는 1종류 이상의 성분을 함유하는 것이 사용될 수 있다. 미경화의 전리 방사선 경화성 수지는 용매 등으로 희석하는 것이 바람직하다.

또한, 미경화의 전리 방사선 경화성 수지에는 불소 수지, 실리콘 수지 등을 첨가해도 무방하다.

미경화의 전리 방사선 경화성 수지를 자외선에 의해 경화할 경우, 미경화의 전리 방사선 경화성 수지에 아세트페논류, 벤조페논류 등의 광중합 개시제를 첨가하는 것이 바람직하다.

미경화의 액상전리 방사선 경화성 수지를 도포한 후에는, 수지 또는 유리 등으로 이루어지는 기판을 서로 붙인 후에 전리 방사선을 조사해도 무방하다. 전리 방사선의 조사는 기판, 공정 시트 원판 중 전리 방사선 투과성을 갖는 어느 하나로부터 수행하면 된다.

경화 후, 전리 방사선 경화성 수지 시트의 두께는 0.1∼100㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다. 경화 후의 전리 방사선 경화성 수지 시트의 두께가 0.1㎛ 이상이면, 충분한 강도를 확보할 수 있고, 100㎛이상이면, 충분한 가요성을 확보할 수 있다.

상기 도 8에 나타낸 방법에서는, 공정 시트 원판이 웹 형상이었지만, 낱장의 시트여도 무방하다. 낱장의 시트를 이용할 경우, 낱장의 시트를 평판 형상의 틀로서 사용하는 스탬프법, 낱장의 시트를 롤에 감아서 원통 형상의 틀로서 사용하는 롤 인 프린트법 등이 사용될 수 있다. 또한, 사출 성형기의 틀 안쪽에 낱장의 공정 시트 원판을 배치시켜도 무방하다.

그러나, 이들 낱장의 시트를 이용하는 방법에 있어서, 광확산체를 대량 생산하기 위해서는, 요철 패턴을 형성하는 공정을 다수회 되풀이할 필요가 있다. 전리 방사선 경화성 수지와 공정 시트 원판과의 이형성(mold releasability)이 낮은 경우, 요철 패턴을 형성하는 공정을 다수회 되풀이했을 때에 요철 패턴에 막힘이 생기고, 요철 패턴의 전사가 불완전해지는 경향이 있다.

이에 대하여, 도 8에 나타낸 방법에서는, 공정 시트 원판이 웹 형상이기 때문에, 대면적으로 연속적으로 요철 패턴을 형성할 수 있고, 요철 패턴 형성 시트의 반복 사용 횟수가 적어도 필요한 양의 광확산체를 단시간에 제조할 수 있다.

상기 (b) 및 (e)의 방법에 있어서, 액상 열경화성 수지로서는, 예를 들면, 미경화의 멜라민 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다.

또, 상기 (b)의 방법에 있어서의 경화 온도는 공정 시트 원판의 유리 전이 온도보다 낮은 것이 바람직하다. 경화 온도가 공정 시트 원판의 유리 전이 온도 이상이면, 경화시에 공정 시트 원판의 요철 패턴이 변형될 가능성이 있기 때문이다.

상기 (c) 및 (f)의 방법에 있어서, 열가소성 수지로서는, 예를 들면, 아크릴수지, 폴리올레핀, 폴리에스테르 등이 사용될 수 있다.

시트 형상의 열가소성 수지를 2차 공정용 형성물에 가압할 때의 압력은 1∼100MPa인 것이 바람직하다. 가압할 때의 압력이 1MPa이상이면, 요철 패턴을 높은 정밀도로 전사시킬 수 있고, 100MPa이하면, 과도한 가압을 막을 수 있다.

또, 상기 (c)의 방법에 있어서, 열가소성 수지의 가열 온도는 공정 시트 원판의 유리 전이 온도보다 낮은 것이 바람직하다. 가열 온도가 공정 시트 원판의 유리 전이 온도 이상이면, 가열시에 공정 시트 원판의 요철 패턴이 변형될 가능성이 있기 때문이다.

요철 패턴을 높은 정밀도로 전사하기 위하여, 가열후의 냉각 온도는 열가소성 수지의 유리 전이 온도 미만인 것이 바람직하다.

상기 (a)∼(c)의 방법 중에서도, 가열을 생략할 수 있고, 공정 시트 원판의 요철 패턴의 변형을 방지할 수 있다는 점에서, 전리 방사선 경화성 수지를 사용하는 (a)의 방법이 바람직하다.

상기 (d)∼(f)의 방법에 있어서는, 금속제의 2차 공정용 형성물의 두께를 50∼500㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다. 금속제의 2차 공정용 형성물의 두께가 50㎛이상이면, 2차 공정용 형성물이 충분한 강도를 가지고, 500㎛이하면, 충분한 가요성을 확보할 수 있다.

상기 (d)∼(f)의 방법에서는, 열에 의한 변형이 작은 금속제 시트를 공정 시트로서 이용하기 위해, 요철 패턴 형성 시트용의 재료로서 전리 방사선 경화성 수지, 열경화성 수지, 열가소성 수지 모두 사용할 수 있다.

상기 (a)∼(f)의 방법으로 제조된 요철 패턴 형성 시트를 광확산체로서 사용할 경우, 광확산 효과를 더욱 향상시키기 위하여 요철 패턴 형성 시트에 무기화합물로 이루어지는 광확산제, 유기 화합물로 이루어지는 유기 광확산제 혹은 미세거품을 함유시킬 수 있다.

또한, 상기 (d)∼(f)에서는 공정 시트 원판의 요철 패턴을 금속에 전사시켜 2차 공정용 형성물을 얻었지만, 수지에 전사시켜 2차 공정용 형성물을 얻어도 무방하다. 그 경우에 사용할 수 있는 수지로서는, 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리설폰, (a)의 방법에 사용되는 전리 방사선 경화성 수지 등이 사용될 수 있다. 전리 방사선 경화성 수지를 이용할 경우에는, 상기 (a)의 방법과 동일하게, 전리 방사선 경화성 수지를 도포, 경화, 박리하여 2차 공정용 형성물을 얻는다.

상술한 바와 같이 하여 얻은 광확산체에는 요철 패턴이 형성된 면과 반대인 면에 점착제층을 마련해도 무방하다. 또, 요철 패턴이 형성된 면과 반대측의 면에 요철 패턴을 더 형성해도 무방하다.

또, 공정 시트 원판으로서 이용되는 요철 패턴 형성 시트 또는 2차 공정용 형성물을 박리하지 않고 보호층으로서 이용하다가 광확산체의 사용 직전에 보호층을 박리해도 좋다.

상술한 제조 방법에 의해 제조된 광확산체는 상술한 요철 패턴 형성 시트(10)와 같은 요철 패턴을 포함하기 때문에, 요철의 배향이 흩어져 있어서, 확산의 이방성이 뛰어난다.

광확산체에 있어서는, 요철 패턴 형성 시트의 한 면 또는 양면에 다른 층을 구비해도 무방하다. 예를 들면, 요철 패턴 형성 시트의 요철 패턴이 형성되고 있는 측의 면에, 그 면의 오염을 방지하기 위한 불소 수지 또는 실리콘 수지를 주성분으로서 함유하는 두께 1∼5nm 정도의 방오층을 형성할 수 있다.

또, 광확산체의 요철 패턴이 형성되지 않은 측의 면에는, 투명 수지제 혹은 유리제의 지지체를 구비할 수 있다.

5. 광학 시트

5-1. 제1 실시 형태

본 발명의 광학 시트의 제1 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 13은 본 실시 형태의 광학 시트를 나타낸다. 한편, 도 13에서는, 설명을 용이하게 하기 위해서, 요철영역(212)을 확대하고, 동시에, 그 배치를 드문드문하게 나타내고 있다.

본 실시 형태의 광학 시트(210a)는 길이방향의 일단(α)에 광원(330)을 배치시키는 광확산 시트로서 이용할 수 있는 것으로서, 평탄한 한 면(211)에는, 외형이 타원 형상의 요철영역(212)이 광학 시트(210a)의 길이방향의 일단(α)로부터 상기 일단(α)에 대향하는 타단(β)을 향함에 따라서 점차로 조밀해지도록 형성되어 있다. 상기 요철영역(212)은 도트 형상으로 분산하여 배치되어 있다. 한편, 본 발명에 있어서, 평탄이라는 것는 JIS B0601에 기재된 중심선평균 거칠기가 0.1㎛ 이하인 것을 의미한다. 또, 요철영역은 JIS B0601에 기재된 중심선평균 거칠기가 0.1㎛을 넘고, 바람직하게는, 0.5㎛ 이상이다.

*요철영역

요철영역(12)은 요철 패턴을 갖는 영역이다. 본 실시 형태에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 요철영역(12)의 표면에 사행하는 물결 형상의 요철 패턴(12a)이 형성되어 있다.

광확산 시트로 이용되는 본 실시 형태의 광학 시트(210a)에서는, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛~20㎛인 것이 바람직하고, 특히, 1㎛~10㎛인 것이 보다 바람직하다. 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛미만이면, 가시광의 파장 이하가 되어 가시광이 요철 패턴(12a)에서 굴절하지 않고 광이 투과해 버리고, 20㎛를 넘으면 확산의 이방성이 낮아져서 휘도에 얼룩을 발생시키기 쉬운 경향이 있다.

요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)에 대한 요철 패턴의 평균 깊이(B)의 비교(B/A, 이하, '어스펙트비'라고 함)는 0.1∼3.0인 것이 바람직하다. 어스펙트비가 0.1미만이면, 원하는 광학특성이 얻을 수 없다. 한편, 어스펙트비가 3.0보다 커지면, 광학 시트(210a)의 제조에서 요철 패턴(12a)을 형성하는 것이 어려워지는 경향이 있다.

여기에서, 평균 깊이(B)라는 것는 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이이다.

또, 바닥부(12b)라는 것는 요철 패턴(12a)의 요부의 극소점이며, 평균 깊이(B)는 요철영역(12)을 단경 방향에 따라 절단한 단면(도 2 참조)을 보았을 때의, 광학 시트(10a) 전체의 면방향과 평행한 기준선(L1)으로부터 각 돌부의 정부까지의 길이(B1, B2, B3...)의 평균치(BAV)와, 기준선(L1)으로부터 각 요부의 바닥부까지의 길이(b1, b2, b3...)의 평균치(bAV)와의 차(bAV-BAv)이다.

평균 깊이(B)를 측정하는 방법으로서는, 원자간력 현미경에 의해 촬영한 요철 패턴(12a)의 단면의 화상에서 각 바닥부(12b)의 깊이를 측정하고, 그것들의 평균치를 구하는 방법 등이 사용될 수 있다.

본 실시 형태와 같이 요철 패턴(12a)이 한 방향에 따르고 있을 경우, 사행이라는 것는 이하의 방법으로 구해지는 요철 패턴의 배향도가 0.3이상이 되는 것을 의미한다. 이 배향도는 요철 패턴의 배향의 편차의 지표이며, 그 값이 클수록 요철 패턴의 배향이 흩어져 있는 것을 나타낸다.

상기 배향도가 0.3 미만이면, 요철 패턴(12a)의 배향의 편차가 작아지기 때문에 광의 확산성이 작아진다.

또한, 배향도는 1.0이하인 것이 바람직하다. 배향도가 1.0을 넘으면, 요철 패턴(12a)의 방향이 어느 정도 랜덤이 되기 때문에, 광확산성은 높아지지만 이방성이 낮아지는 경향이 있다.

배향도를 0.3이상으로 하기 위해서는, 예를 들면, 후술하는 제조에 있어서, 가열 수축성 필름과 요철영역 형성용 돌부를 적절히 선택하여야 한다.

또, 배향도가 0.3 이상인 요철 패턴이 한 표면에 형성된 금형을 이용해서 투명 수지를 형성하는 방법을 이용해도 무방하다.

광학 시트(210a)의 한 면의 면적에 대한 요철영역(212)의 면적비율은, 원하는 광확산성에 따라 다르지만, 30∼100%인 것이 바람직하다. 요철영역(212)의 면적비율이 30%이상이면, 충분한 광확산성을 발휘한다.

*광학 시트의 구성 재료

광학 시트(210a)는 가시광의 투과율이 높은(구체적으로는, 가시광의 전 광선투과율이 85%이상) 투명수지로 이루어진다.

또, 광학 시트(10a)에는 내열성, 내광성을 향상시킬 목적으로, 광투과율 등의 광학특성을 해치지 않는 범위 내에서, 첨가제를 함유시킬 수 있다. 첨가제로는 광안정제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 윤활제, 광확산제 등이 사용될 수 있다. 그 중에서도 광안정제를 첨가하는 것이 바람직하고, 그 첨가량은 투명수지 100질량부에 대하여 0.03∼2.0질량부인 것이 바람직하다. 광안정제의 첨가량이 0.03질량부 이상이면, 그 첨가 효과를 충분히 발휘할 수 있지만, 2.0질량부를 넘으면, 과도한 양이 되어 불필요한 비용의 상승을 초래한다.

또, 광학 시트(210a)에는, 보다 광확산 효과를 향상시킬 목적으로, 광투과율 등의 광학 특성을 크게 손상하지 않는 범위 내에서, 무기화합물로 이루어지는 무기광확산제, 유기 화합물로 이루어지는 유기광확산제를 함유시킬 수 있다.

무기광 확산제로는 실리카, 화이트 카본, 탈크, 산화 마그네슘, 산화 아연, 산화 티타늄, 탄산 칼슘, 수산화 알루미늄, 황산 바륨, 규산 칼슘, 규산 마그네슘, 규산 알루미늄, 규산 알루미늄화 나트륨, 규산아연, 유리, 마이카 등이 사용될 수 있다.

유기광확산제로는 스티렌계 중합입자, 아크릴계 중합입자, 실록산계 중합 입자, 폴리아미드계 중합입자 등이 사용될 수 있다. 이들의 광확산제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합시켜서 사용될 수 있다.

또, 뛰어난 광산란 특성을 얻기 위해서, 이들의 광확산제는 페탈 또는 구정(spherocrystal) 형상 등의 다공질구조로 할 수도 있다.

광확산제의 함유량은, 광투과성을 감소시키지 않기 위해, 투명수지 100질량부에 대하여 10질량부 이하인 것이 바람직하다.

또한, 광학 시트(210a)에는, 보다 광확산 효과를 향상시킬 목적으로, 광투과율 등의 광학특성을 크게 손상하지 않는 범위 내에서, 미세거품을 함유시킬 수 있다. 미세거품은 광의 흡수가 적어 광투과율을 저하시키기 않는다.

미세거품의 형성 방법으로서는, 광학 시트(210a)에 발포제를 혼입하는 방법 (예를 들면, 일본 특허 공개공보 1993-212811호 공보, 일본 특허 공개공보 1994-107842호 공보에 공개된 방법)이나, 아크릴계 발포 수지를 발포 처리시켜 미세거품을 함유하는 방법 (예를 들면, 일본 특허 공개공보 2004-2812호 공보에 공개된 방법)등을 적용할 수 있다. 또한, 미세거품은 보다 균일한 면조사가 가능해지도록 특정한 위치에 불균일하게 발포시키는 방법 (예를 들면, 일본 특허 공개공보 2006-124499호 공보에 공개된 방법)이 바람직하다.

한편, 상기 광확산제와 미세발포를 병용할 수도 있다.

*광학 시트의 두께

광학 시트(10a)의 두께는 0.02∼3.0mm이 바람직하고, 0.05∼2.5mm이 보다 바람직하고, 0.1∼2.0mm이 특히 바람직하다. 광학 시트(10a)의 두께가 0.02mm미만이면, 요철 패턴(12a)의 깊이보다도 작을 수 있기 때문에 적당하지 않고, 3.0mm보다도 두꺼우면 광학 시트(10a)의 질량이 커지기 때문에 취급하기 어려워지는 문제점이 있다.

광학 시트(210a)는 2층 이상의 수지층으로 구성되어 있어도 무방하다. 광학 시트(10a)가 2층 이상의 층으로 구성되고 있는 경우도, 광학 시트(210a)의 두께는 0.02∼3.0mm인 것이 바람직하다.

*사용 방법

상기 광학 시트(210a)는 광확산 시트로서 이용될 수 있다. 구체적으로는, 광학 시트(210a)는 일단(α)에 광원(330)을 인접시켜 사용된다. 광학 시트(210a)의 일단(α)에 광원(330)을 배치시킴에 따라, 광학 시트(210a) 내부를 통해 광이 전파된다. 또, 광학 시트(210a) 안을 전파한 광은 요철영역(212)에서 확산되고, 요철영역(212)이 형성된 측의 면을 통해 출사한다. 게다가, 요철영역(212)은 일단(α)로부터 타단(β)을 향함에 따라 점차로 조밀해지는 패턴으로 배치되어 있기 때문에, 타단(β)을 향함에 따라서 광의 출사량이 많아진다. 일반적으로, 광학 시트(210a) 안을 전파하는 광의 강도는 광원(330)으로부터 멀어짐에 따라서 약해지지만, 타단(β)을 향함에 따라서 광의 출사량이 많아지므로, 광학 시트(210a)로부터 출사되는 광의 강도를 균일하게 할 수 있다.

광학 시트(120a)를 사용할 때는, 광원(330)으로부터의 광의 이용 효율을 높이기 위해서, 요철영역(212)을 갖지 않는 면에 반사판을 설치하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 제1 실시 형태의 광학 시트(210a)는 요철영역(212)의 표면에 형성된 요철 패턴(12a)에 의해 광확산성을 발휘한다. 또, 요철영역(212)을 광학 시트(210a)의 길이방향의 타단(β)측에서 갈수록 조밀해지는 패턴으로 배치하여 길이방향의 타단(β)측으로 갈수록 광확산성이 높아지도록 하고 있다. 이렇게, 광학 시트(210a)는 요철영역(212)사이의 간격에 의해 광확산성을 조정할 수 있기 때문에, 소망하는 위치에서 소망하는 광확산성을 용이하게 얻을 수 있다.

*제조 방법

광학 시트(210a)를 제조하는 방법의 예에 대해서 설명한다.

(제1 제조 방법)

제1 제조 방법은 가열 수축성 필름을 이용하여 광학 시트(210a)를 제조하는 방법이다.

즉, 제1 제조 방법은 가열 수축성 필름의 한 면에, 표면이 평평한 수지제의 요철영역 형성용 돌부를 인쇄해서 인쇄 시트를 형성하는 공정(이하, 제1 공정이라고 한다)과, 가열 수축성 필름을 가열 수축시켜 인쇄 시트의 적어도 요철영역 형성용 돌부를 접듯이 변형시키는 공정(이하, 제2 공정이라고 한다)을 이용하여 광학 시트(210a)로 사용되는 요철 패턴 형성 시트를 제조하는 방법이다.

*제1 공정

제1 공정에서, 도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, 가열 수축성 필름(13)의 한 면에 요철영역 형성용 돌부(14)를 인쇄하는 방법으로는, 예를 들면, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 오프셋 인쇄, 잉크젯 인쇄 등이 적용될 수 있다.

가열 수축성 필름(13)으로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 쉬링크 필름, 폴리스티렌계 쉬링크 필름, 폴리올레핀계 쉬링크 필름, 폴리에틸렌 염화 비닐계 쉬링크 필름 등이 사용될 수 있다.

가열 수축성 필름(213)은 50∼70% 수축하는 것이 바람직하다. 50∼70% 수축하는 쉬링크 필름을 이용하면, 변형율을 50% 이상으로 할 수 있어서, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛~20㎛이고, 어스펙트비가 0.1 이상인 요철 패턴 형성 시트를 용이하게 제조할 수 있다.

여기서, 변형율이라는 것은 "(변형전의 길이-변형후의 길이)/(변형전의 길이)×100 (%)" 또는, "(변형한 길이)/ (변형전의 길이)×100 (%)"이다.

요철영역 형성용 돌부(214)는 사행하는 물결 형상의 요철 패턴(12a)을 용이하게 형성하기 위하여 가열 수축성 필름(213)을 구성하는 수지(제1 수지)보다 10도 이상 높은 유리 전이 온도를 갖는 수지(제2 수지)로 구성한다.

제2 수지로서는, 예를 들면, 폴리비닐알콜, 폴리스티렌, 아크릴수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에테르설폰, 불소 수지 등이 사용될 수 있다.

요철영역 형성용 돌부(214)의 표면은, 소망하는 요철 패턴(12a)을 용이하게 형성할 수 있도록, JIS B0601에 기재된 중심선 평균 거칠기 0.1㎛ 이하로 한다.

또, 요철영역 형성용 돌부(214)의 두께는 0.05∼5.0㎛으로 하는 것이 바람직하고, 0.1∼1.0㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 요철영역 형성용 돌부(214)의 두께가 상기 범위라면, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)를 확실하게 1㎛~20㎛로 할 수 있다. 그러나, 요철영역 형성용 돌부(214)의 두께를 0.05㎛ 미만으로 하면 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛이하가 될 수 있고, 요철영역 형성용 돌부(214)의 두께가 5.0㎛을 넘으면, 최빈(最頻) 피치(A)가 20㎛을 넘을 수 있다.

또한, 요철영역 형성용 돌부(214)의 두께는 일정하지 않아도 무방하다. 예를 들면, 요철영역 형성용 돌부(214)의 두께는 한 방향에 따라 연속적으로 두터워지거나, 얇아져도 무방하다.

또, 사행하는 물결 형상의 요철 패턴(12a)을 용이하게 형성할 수 있도록, 요철영역 형성용 돌부(214)의 영율(Young's modulus)을 0.01∼300GPa로 하는 것이 바람직하고, 특히, 0.1∼10GPa로 하는 것이 보다 바람직하다.

*제2 공정

제2 공정에서, 가열 수축성 필름(213)을 열수축 시킴에 따라, 요철영역 형성용 돌부(214)의 수축 방향에 대하여 수직한 방향으로 물결 형상의 요철 패턴(12a)를 형성시켜, 요철영역(212)을 얻는다(도 16참조).

가열 수축성 필름(2)을 가열 수축할 때의 가열 방법으로서는, 열풍, 증기 또는 열수 속을 통과시키는 방법 등이 있고, 그 중에서도, 균일에 수축하기 위하여 열수에 통과시키는 방법이 바람직하다.

이 제조 방법에서는, 요철영역 형성용 돌부(214)의 두께가 얇고 요철영역형성용 돌부(214)의 영율(Young's modulus)이 낮을수록, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 작아지고, 가열 수축성 필름의 변형율이 높을수록, 평균 깊이(B)가 깊어진다.

상기 제1 제조 방법에서는, 제1 수지의 유리 전이 온도와 제2 수지의 유리 전이 온도의 사이의 온도에서, 요철영역 형성용 돌부(214)의 영율(Young's modulus)이 가열 수축성 필름(213)의 영률보다 높아진다. 따라서, 제1 수지의 유리 전이 온도와 제2 수지의 유리 전이 온도의 사이의 온도로 가공했을 때, 요철영역 형성용 돌부(214)는 두께가 늘어나기보다는 접히게 된다. 게다가, 요철영역 형성용 돌부(214)는 가열 수축성 필름(213)에 적층 되어 있기 때문에, 가열 수축성 필름(213)의 수축에 의한 응력이 전체적으로 균일하게 분포된다. 따라서, 가열 수축성 필름(213)을 수축시켜서 요철 영역 형성용 돌부(214)를 접듯이 변형시킴으로써 요철영역(212)를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 제조 방법에 의하면, 광학 시트(210a)로 사용되는 요철 패턴 형성 시트를 얻을 수 있다.

상기한 바와 같이 하여 얻은 요철 패턴 형성 시트는 그대로 광학 시트(210a)로서 이용될 수 있다. 그 경우, 가열 수축성 필름(213)과 요철영역형성용 돌부(214)에 의해 광학 시트(210a)가 형성된다.

(제2 제조 방법)

제2 제조 방법은, 제1 제조 방법으로 얻은 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트 원판으로 이용하여 광학 시트(210a)를 제조하는 방법이다.

공정 시트 원판은 낱장 형상이어도 무방하고, 연속한 시트 형상인 웹 형상이어도 무방하다.

제2 제조 방법의 구체적인 방법으로서는, 예를 들면, 아래 (a)∼(c)의 방법을 들 수 있다.

(a)공정 시트 원판의 요철영역이 형성된 면에, 미경화의 전리 방사선 경화성 수지를 도포하는 공정과, 전리 방사선을 조사해서 상기 경화성 수지를 경화시킨 후, 경화한 도막을 공정 시트 원판으로부터 박리하는 공정을 갖는 방법. 여기에서, 전리 방사선과는, 통상, 자외선 또는 전자선이지만, 본 발명에서는, 가시광선, X선, 이온 선 등도 포함한다.

(b)공정 시트 원판의 요철영역이 형성된 면에, 미경화의 액상 열경화성 수지를 도포하는 공정과, 가열하여 상기 액상 열경화성 수지를 경화시킨 후, 경화한 도막을 공정 시트 원판으로부터 박리하는 공정을 구비하는 방법.

(c)공정 시트 원판의 요철영역이 형성된 면에 시트 형상의 투명 열가소성 수지를 접촉시키는 공정과, 상기 시트 형상의 투명 열가소성 수지를 공정 시트 원판에 압력을 가하면서 가열해서 연화시킨 후, 냉각하는 공정과, 그 냉각한 시트 형상의 투명 열가소성 수지를 공정 시트 원판으로부터 박리하는 공정을 구비하는 방법.

또, 공정 시트 원판을 이용해서 2차 공정용 형성물을 제작하고, 그 2차 공정용 형성물을 이용해서 광학 시트(10a)를 제조할 수도 있다. 2차 공정용 형성물을 이용하는 구체적인 방법으로, 아래 (d)∼(f)의 방법을 들 수 있다.

(d)공정 시트 원판의 요철영역이 형성된 면에 니켈 등의 금속 도금을 행하여 도금층을 적층하는 공정과, 그 도금층을 공정 시트 원판으로부터 박리하여 금속제의 2차 공정용 형성물을 제작하는 공정과, 2차 공정용 형성물의 요철영역과 접하고 있는 측의 면에 미경화의 전리 방사선경화성 수지를 도포하는 공정과, 전리 방사선을 조사해서 상기 경화성 수지를 경화시킨 후, 경화한 도막을 2차 공정용 형성물로부터 박리하는 공정을 구비하는 방법.

(e)공정 시트 원판의 요철영역이 형성된 면에 도금층을 적층하는 공정과, 그 도금층을 공정 시트 원판으로부터 박리하여 금속제의 2차 공정용 형성물을 제작하는 공정과, 상기 2차 공정용 형성물의 요철영역과 접하고 있는 측의 면에 미경화의 액상 열경화성 수지를 도포하는 공정과, 가열에 의해 상기 수지를 경화시킨 후, 경화한 도막을 2차 공정용 형성물로부터 박리하는 공정을 구비하는 방법.

(f)공정 시트 원판의 요철영역이 형성된 면에 도금층을 적층하는 공정과, 그 도금층을 공정 시트 원판으로부터 박리하여 금속제의 2차 공정용 형성물을 제작하는 공정과, 상기 2차 공정용 형성물의 요철영역으로 접하고 있는 측의 면에 시트 형상의 투명열가소성 수지를 접촉시키는 공정과, 상기 시트 형상의 투명열가소성 수지를 2차 공정용 형성물에 압력을 가하면서 가열해서 연화시킨 후, 냉각하는 공정과, 그 냉각한 시트 형상의 투명열가소성 수지를 2차 공정용 형성물로부터 박리하는 공정을 구비하는 방법.

상기 (a)의 방법의 구체적인 예에 대해서 설명한다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 우선, 웹 형상의 공정 시트 원판(110)의 요철영역(112a)이 형성된 면에 코터(120)에 의해 미경화의 액상전리 방사선 경화성 수지(112c)를 도포한다. 그 다음에, 상기 경화성 수지를 도포한 공정 시트 원판(110)을 롤(130)을 이용하여 가압하여 상기 경화성 수지를 공정 시트 원판(110)의 요철영역(112a) 내부에 충전한다. 그 후, 전리 방사선조사 장치(140)에 의해 전리 방사선을 조사하고, 경화성 수지를 가교·경화시킨다. 그리고, 경화 후의 전리 방사선경화성 수지를 공정 시트 원판 (110)으로부터 박리시킴으로써 웹 형상의 광학 시트(210a)를 제조할 수 있다.

상기 (a)의 방법에 있어서, 공정 시트 원판의 요철영역이 형성된 면에는 이형성(mold releasability)을 부여할 목적으로, 미경화의 전리 방사선경화성 수지를 도포하기 전에, 실리콘 수지, 불소 수지 등으로 이루어지는 층을 1∼10nm 정도의 두께로 마련해도 무방하다.

공정 시트 원판의 요철영역이 형성된 면에 미경화의 전리 방사선경화성 수지를 도포하는 코터로는 T다이 코터, 롤 코터, 바 코터 등이 사용될 수 있다.

미경화의 전리 방사선경화성 수지로는 에폭시 아크릴레이트, 에폭시화 오일 아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 불포화 폴리에스테르, 폴리에스텔아크릴레이트, 폴리에테르아크릴레이트, 비닐/아크릴레이트, 폴리엔/아크릴레이트, 실리콘아크릴레이트, 폴리에틸렌 부타디엔, 폴리스티릴메틸메타크릴레이트등의 프레폴리머, 지방족아크릴레이트, 지환식아크릴레이트, 방향족아크릴레이트, 수산기함유아크릴레이트, 알릴기함유아크릴레이트, 글리시딜기함유아크릴레이트, 카르복시기함유아크릴레이트, 할로겐함유아크릴레이트등의 모노머 중에서 선택되는 1종류 이상의 성분을 함유하는 것이 사용될 수 있다. 미경화의 전리 방사선경화성 수지는 용매 등으로 희석하는 것이 바람직하다.

또, 미경화의 전리 방사선경화성 수지에는 불소 수지, 실리콘 수지 등을 첨가해도 무방하다.

미경화의 전리 방사선경화성 수지를 자외선에 의해 경화할 경우, 미경화의 전리 방사선경화성 수지에 아세트페논류, 벤조페논류 등의 광중합 개시제를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 (d)의 구체적인 방법은, 상기 (a)의 방법에 있어서의 공정 시트 원판을 상기 공정 시트 원판을 이용해서 제작한 2차 공정용 형성물로 변경한 것 이외에는 상기(a)의 방법과 같다.

상기 (b) 및 (e)의 방법에 있어서, 액상 열경화성 수지로서는, 예를 들면, 미경화의 멜라민 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다.

또, 상기 (b)의 방법에 있어서의 경화 온도는 공정 시트 원판 유리 전이 온도보다 낮은 것이 바람직하다. 경화 온도가 공정 시트 원판 유리 전이 온도 이상이면, 경화시에 공정 시트 원판의 요철 패턴이 변형될 우려가 있기 때문이다.

상기 (c) 및 (f)의 방법에 있어서의 투명 열가소성 수지로는 예를 들면, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체(MS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 시클로올레핀폴리머(COP), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), PET-G, 폴리에테르설폰(PES), 폴리에틸렌 염화 비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 수지가 사용될 수 있다. 이들 중에서도, 형성 가공의 관점에서는, MS, PMMA, PS, COP, PC가 바람직하고, 흡습성 및 비용의 관점에서는, MS 가운데 스티렌 함유율이 30∼90질량%인 것이 더욱 바람직하다.

이들의 투명 열가소성 수지는 단층 혹은 다층구조를 가질 수도 있다. 예를 들면, PS층의 양면에 PMMA층을 마련한 3층 구조의 투명 열가소성 수지 등이 사용될 수 있다.

게다가, 상기 투명열가소성 수지의 표면에 고굴절률의 수지를 설치한 것을 사용할 수도 있다. 고굴절률의 수지로는, 예를 들면, 플루오렌계 에폭시 화합물, 플루오렌계 아크릴레이트화합물, 플루오렌계 폴리에스테르(OKP), 폴리메틸페닐실란(PMPS), 폴리디페닐실란(PDPS)등이 사용될 수 있다.

상기 (c)의 방법에 있어서의 시트 형상의 열가소성 수지를 공정 시트 원판에 가압할 때의 압력 및 상기 (f)의 방법에 있어서의 시트 형상의 열가소성 수지를 2차 공정용 형성물에 가압할 때의 압력은 1∼100MPa인 것이 바람직하다. 가압시의 압력이 1MPa 이상이면, 요철 패턴을 높은 정밀도로 전사시킬 수 있고, 100MPa 이하면 과도한 가압을 막을 수 있다.

또, 상기 (c)의 방법에 있어서의 열가소성 수지의 가열 온도는 공정 시트 원판 유리 전이 온도보다 낮은 것이 바람직하다. 가열 온도가 공정 시트 원판 유리 전이 온도 이상이면, 가열시에 공정 시트 원판의 요철 패턴이 변형될 우려가 있기 때문이다.

가열 후의 냉각 온도는, 요철 패턴을 높은 정밀도로 전사 할 수 있도록, 열가소성 수지의 유리 전이 온도 미만인 것이 바람직하다.

(제3 제조 방법)

제3 제조 방법은 금속제 또는 금속화합물제의 요철영역이 수지제의 층 표면에 설치된 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트 원판으로 이용하여 광학 시트(210a)를 제조하는 방법이다.

금속제 또는 금속화합물제의 요철영역이 설치된 요철 패턴 형성 시트는 수지제의 요철영역 형성용 돌부를 금속제 또는 금속화합물제의 요철영역 형성용 돌부로 바꾸고, 요철영역 형성용 돌부를 인쇄 대신 증착에 의해 형성하는 것을 제외하면 제3 제조방법은 제1 제조 방법과 동일하다.

즉, 금속제 또는 금속화합물제의 요철영역이 설치된 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법은 가열 수축성 필름의 한 면에 금속제 또는 금속화합물제의 요철영역형성용 돌부를 진공 증착해서 증착 시트를 형성하는 공정과, 가열 수축성 필름을 가열 수축시켜 적어도 증착 시트의 요철영역형성용 돌부를 접듯이 변형시키는 공정을 구비하는 방법이다.

이 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법에서는, 금속제 또는 금속화합물제의 요철영역형성용 돌부의 영율(Young's modulus)이 가열 수축성 필름의 영율(Young's modulus)보다 현격히 크기 때문에, 열압축했을 때에 두께가 늘어나기보다는 접히게 된다. 그 결과, 요철영역이 설치된 요철 패턴 형성 시트를 얻을 수 있다. 한편, 이 요철 패턴 형성 시트의 요철영역은 광학 시트(210a)의 요철영역과 같다.

제3 제조 방법에 있어서의 요철영역형성용 돌부를 구성하는 금속으로는, 보다 용이하게 요철 패턴(12a)가 형성하기 위하여, 금, 알루미늄, 은, 탄소, 구리, 게르마늄, 인듐, 마그네슘, 니오브, 팔라듐, 납, 백금, 실리콘, 주석, 티타늄, 바나듐, 아연, 비스무트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 금속은 반금속도 포함한다.

금속화합물로서는, 동일한 이유로, 산화 티타늄, 산화 알루미늄, 산화 아연, 산화 마그네슘, 산화 주석, 산화 구리, 산화 인듐, 산화 카드뮴, 산화 납, 산화 규소, 불화 바륨, 불화 칼슘, 불화 마그네슘, 유화 아연, 갈륨 비소로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속화합물인 것이 바람직하다.

요철영역형성용 돌부의 표면은, 소망하는 요철 패턴(12a)을 용이하게 형성할 수 있도록 하기 위하여, JIS B0601에 기재된 중심선 평균 거칠기를 0.1㎛ 이하로 한다.

금속제 또는 금속화합물제의 요철영역형성용 돌부의 두께는 0.01∼0.2㎛으로 하는 것이 바람직하고, 0.05∼0.1㎛으로 하는 것이 보다 바람직하다. 요철영역형성용 돌부의 두께가 상기 범위라면, 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)를 확실하게 1㎛~20㎛로 할 수 있다. 그러나, 요철영역형성용 돌부의 두께를 0.01㎛미만으로 하면 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛이하가 될 수 있고, 0.2㎛을 넘으면, 최빈(最頻) 피치(A)가 20㎛을 넘을 수 있다.

게다가, 요철영역형성용 돌부의 두께는 일정하지 않아도 무방하며, 예를 들면, 한방향에 따라 연속적으로 두터워지거나, 얇아져도 무방하다.

가열 수축성 필름에 금속 또는 금속화합물제의 요철영역형성용 돌부를 증착할 때는, 가열 수축성 필름의 표면에 형성하려고 하는 요철영역형성용 돌부와 같은 패턴으로 개구한 마스크를 탑재해 둔다.

가열 수축성 필름을 가열 수축시킬 때의 가열 방법으로서는 열풍, 증기 또는 열수 속을 통과시키는 방법 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 균일하게 수축시키기 위하여, 열수 속을 통과시키는 방법이 바람직하다.

제3 제조 방법의 구체적인 방법으로서는, 제2 제조 방법의 (a)∼(f)의 방법에 있어서, 공정 시트 원판으로 이용되는 제2 수지제의 요철영역이 설치된 요철 패턴 형성 시트를 대신하여, 금속제 또는 금속화합물제의 요철영역이 설치된 요철 패턴 형성 시트를 이용하는 방법을 들 수 있다.

(제4 제조 방법)

제4 제조 방법은 금형과 상기 금형을 가열 냉각하는 가열 냉각 수단과 상기 금형을 가압하는 가압 수단을 구비하는 형성 장치를 이용하여, 미형성의 투명열가소성 수지로 광학 시트(10a)를 제조하는 방법이다. 제4 제조 방법으로 사용하는 투명열가소성 수지로서는, 제2 제조 방법으로 이용한 것과 같은 것을 들 수 있다.

구체적으로, 제4 제조 방법에서는 우선, 투명열가소성 수지의 펠렛 또는 분체를 금형 내에 충전하고, 가열 냉각 수단에 의해 금형을 가열함과 동시에 가압 수단에 의해 금형 안을 가압한다. 그 다음에, 가열 냉각 수단에 의해 금형 안을 냉각하고, 그 후, 가압을 정지하여 광학 시트(210a)를 얻는다.

이 제조 방법에서, 금형으로는 광학 시트(210a)의 출사면에 접하는 면에 사행하는 물결 형상의 요철 패턴을 형성된 것을 이용한다. 예를 들면, 금형으로는 제1∼제3 제조 방법의 요철 패턴 형성 시트를 한 면에 부착한 것, 레이저 조사 등에 의해 한 면에 사행하는 물결 형상의 요철 패턴을 형성한 것 등이 이용될 수 있다.

제4 제조 방법에서의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 프레스 형성법, 사출 성형법 등이 적용될 수 있다.

상술한 제1∼제4 제조 방법에 의해 얻은 광학 시트(210a)는 그대로 이용해도 무방하고, 투명수지제 또는 유리제의 보강용 기판에 접착제를 통해서 서로 붙여서 이용하여도 무방하다.

이상 설명한 광학 시트(210a)의 제조 방법에서는, 평탄한 한 면에 요철영역(212)을 광학 시트(210a)의 길이방향의 타단(β)측으로 갈수록 조밀해지는 패턴으로 형성하는 것이 용이하다. 따라서, 길이방향의 타단(β)측으로 갈수록 광확산성이 높은 광학 시트(210a)를 용이하게 얻을 수 있다.

5-2. 제2 실시 형태

본 발명의 광학 시트의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 17은 본 실시 형태의 광학 시트를 나타낸다. 한편, 도 17에 있어서도, 설명을 용이하게 하기 위해서, 요철영역(215)을 확대하고, 동시에, 그 배치를 드문드문하게 나타내고 있다.

본 실시 형태의 광학 시트(210b)는 길이방향의 일단(α)에 인접하게 광원(330)을 배치시키는 광확산 시트로서 이용할 수 있는 것으로서, 평탄한 한 면(211)에, 광학 시트(210b)의 폭 방향을 따라 형성된 띠 형상의 요철영역(215)이 광학 시트(210b)의 길이방향의 일단(α)으로부터 타단(β)을 갈수록 점차로 조밀해지는 패턴으로 분산되어서 배치되어 있다.

이렇게 요철영역(215)을 배치함으로써, 제1 실시 형태의 광학 시트(210a)와 동일한 방식으로, 광학 시트(210b)의 타단(β)측으로 갈수록 광확산성을 높게 할 수 있다.

제2 실시 형태의 요철영역(215)의 요철 패턴은 제1 실시 형태의 요철영역 (12)의 요철 패턴(12a)과 동일하다. 광학 시트(210b)의 한 면의 면적에 대한 요철영역 (215)의 면적 비율도 제1 실시 형태에서의 면적비율과 같다.

제2의 실시 형태의 광학 시트(210b)는 제1 실시 형태의 광학 시트(210a)의 제조 방법과 같은 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.

5-3. 제3 실시 형태

본 발명의 광학 시트의 제3 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 18은 본 실시 형태의 광학 시트를 나타낸다. 한편, 도 18에 있어서도, 설명을 쉽게 하기 위해서, 요철영역(216)을 확대하고, 동시에, 그 배치를 드문드문하게 나타내고 있다.

본 실시 형태의 광학 시트(210c)는 길이방향의 일단(α)에 인접하게 광원(330)을 배치시키는 광확산 시트로 이용할 수 있는 것으로서, 평탄한 한 면(211)에 광학 시트(210c)의 길이방향에 따른 띠 형상의 부분(216a)과 폭방향에 따른 띠 형상의 부분 (16b)로 구성된 망 형상의 요철영역(216)이 분산되어 배치된다. 요철영역(216) 중, 광학 시트(210c)의 폭방향에 따른 부분(216b)은 광학 시트(210c)의 길이방향의 일단(α)로부터 타단(β)을 향함에 따라 점차로 조밀하게 배치된다.

제3 실시 형태의 요철영역(216)의 요철 패턴은 제1 실시 형태의 요철영역 (212)의 요철 패턴(12a)과 같다. 광학 시트(210c)의 한 면의 면적에 대한 요철영역 (216)의 면적 비율도 제1 실시 형태에서의 면적 비율과 같다.

제3 실시 형태의 광학 시트(210c)는 제1 실시 형태의 광학 시트(210a)의 제조 방법과 같은 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.

5-4. 제4 실시 형태

본 발명의 광학 시트의 제4 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 19는 본 실시 형태의 광학 시트를 나타낸다. 한편, 도 19에 있어서도, 설명을 쉽게 하기 위해서, 요철영역(217)을 확대하고, 동시에, 그 배치를 드문드문하게 나타내고 있다.

본 실시 형태의 광학 시트(210d)는 요철영역(217)이 형성되어 있지 않은 측의 면(C)에 선 형상의 광원(330)이 배치되는 광확산 시트로서 이용될 수 있다. 또, 이 광학 시트(210d)에는, 평탄한 한 면(211)에는, 광원(330)에 가까울 수록 조밀해지도록 타원형상의 요철영역(217)이 분산되어서 배치된다.

본 실시 형태에서는, 광원(330)으로부터의 광이 광학 시트(210d)에 불균일하게 입사하지만, 요철영역(217)이 강한 광이 도달하는 부분일수록 조밀하게 배치되어 있기 때문에, 광을 확산시키면서 출사시킬 수 있다. 그 때문에, 광학 시트(210d)로부터 출사하는 광의 강도를 균일하게 할 수 있다.

제4 실시 형태의 요철영역(217)의 요철 패턴은 제1 실시 형태의 요철영역 (212)의 요철 패턴(12a)과 같다. 광학 시트(210d)의 한 면의 면적에 대한 요철영역 (217)의 면적 비율도 제1 실시 형태에서의 면적 비율과 같다.

제4 실시 형태의 광학 시트(210d)는 제1 실시 형태의 광학 시트(210a)의 제조 방법과 같은 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

5-5. 기타의 실시 형태

또한, 본 발명의 광학 시트는, 상술한 실시 형태의 것에 한정되지 않는다.

예를 들면, 상술한 제1 실시 형태, 제4 실시 형태에 있어서, 요철영역의 외형이 타원형상이었지만, 원형상, 구형상 등이어도 무방하다.

또, 본 발명의 광학 시트에 있어서, 요철영역은 랜덤으로 형성되어 있어도 무방하다.

또, 요철영역의 요철 패턴은 사행하고 있지 않아도 무방하고, 직선 형상으로 형성되어도 무방하다.

또, 요철영역은 광학 시트의 양면에 형성되어도 무방하다.

또, 광학 시트는 보강용 기판에 의해 보강되어도 무방하다.

6. 확산 도광체

본 발명의 확산 도광체의 일실시 형태에 대해서 설명한다.

도 1은 본 실시 형태의 확산 도광체를 나타낸다. 본 실시 형태의 확산 도광체(10)는 사행하는 물결 형상의 요철 패턴(12a)이 한 방향의 면에 형성된 투명수지층(11)으로 이루어진 것이다. 본 실시 형태에 있어서의 투명수지층(11)의 다른 쪽의 면(이면)은 요철 패턴이 형성되어 있지 않은 편평한 면이다.

요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)는 1㎛~20㎛, 바람직하게는 1㎛~10㎛이다. 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛미만이면, 가시광의 파장 이하가 되어 가시광이 요철에서 굴절하지 않고 광이 투과해버리고, 20㎛을 넘으면, 확산의 이방성이 낮아져 휘도에 얼룩이 생기기 쉬워진다.

요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)에 대한 요철의 평균 깊이(B)의 비(B/A, 이하, 어스펙트비라고 한다)는 0.1∼3.0이다. 어스펙트비가 0.1미만이면, 확산의 이방성이 낮아져 휘도에 얼룩이 생기기 쉬워진다. 한편, 어스펙트비가 3.0보다 커지면, 확산 도광체(10)의 제조에서 요철 패턴(12a)을 형성하는 것이 어려워진다.

여기에서, 평균 깊이(B)라는 것은 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이이다. 또, 바닥부(12b)라는 것은 요철 패턴(12a)의 요부의 극소값이며, 평균 깊이(B)는 확산 도광체(10)를 길이 방향에 따라 절단한 단면(도 2참조)을 보았을 때, 확산 도광체(10) 전체의 면방향과 평행한 기준선(L1)로부터 각 돌부의 정부까지의 길이(B1, B2, B3...)의 평균치(BAV)와, 기준선(L1)로부터 각 요부의 바닥부까지의 길이(b1, b2, b3...)의 평균치(bAV)와의 차(bAV-BAV)이다.

평균 깊이(B)를 측정하는 방법으로서는, 원자력 현미경에 의해 촬영한 요철 패턴(12a)의 단면의 화상에서 각 바닥부(12b)의 깊이를 측정하고, 그것들의 평균치를 구하는 방법 등을 이용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 사행이라는 것은, 이하의 방법으로 구해지는 요철의 배향도가 0.3이상이 되는 것을 의미한다. 이 배향도는 요철의 배향의 편차의 지표이며, 그 값이 클수록, 배향이 흩어져 있는 것을 나타낸다.

배향도를 구하기 위해서는, 우선, 표면광학현미경에 의해 요철 패턴의 표면을 촬영하고, 그 화상을 그레이스케일의 파일(예를 들면, tiff형식 등)로 변환한다. 그레이스케일의 파일 화상(도 3 참조)에서는 백도(白度)가 낮은 곳일수록, 요부의 바닥부가 깊은(백도가 높은 곳일 수록, 돌부의 정부가 높다) 것을 나타낸다. 그 다음, 그레이스케일의 파일 화상을 푸리에 변환한다. 도 4는 푸리에 변환 후의 화상을 나타낸다. 도 4의 화상의 중심에서 양측으로 퍼지는 백색부분은 요철 패턴(12a)의 피치 및 방향의 정보를 포함한다.

이어서, 도 4의 화상의 중심에서 수평방향으로 보조 선(L2)을 긋고, 그 보조 선 상의 휘도를 플롯(도 5참조)한다. 도 5에 도시된 플롯의 가로축은 피치를 나타내고, 세로축은 빈도를 나타내며, 빈도가 최대가 되는 값 'X'가 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치를 나타낸다.

그 다음, 도 4에 있어서, 보조 선(L2)과 값 'X'의 부분에서 직교하는 보조 선(L03)을 긋고, 그 보조 선(L3) 상의 휘도를 플롯(도 6참조)한다. 단, 도 6의 가로축은 각종의 요철구조와의 비교를 가능하게 하기 위해서, 'X'의 값으로 나눈 수치로 사용한다. 도 6의 횡축은 요철의 형성 방향(도 3에 있어서의 상하 방향)에 대한 경사의 정도를 나타내는 지표(배향성)를 나타내고, 세로축은 빈도를 나타낸다. 도 6의 플롯에 있어서의 피크의 반값폭(W1)(빈도가 최대치의 반이 되는 높이에서의 피크의 폭)이 요철 패턴의 배향도를 나타낸다. 반값폭(W1)이 클 수록, 사행하여 배향이 흩어져 있는 것을 나타낸다.

상기 배향도가 0.3미만이면, 요철 패턴(12a)의 배향의 편차가 작기 때문에 광 확산의 이방성이 작아진다.

또, 배향도는 1.0이하인 것이 바람직하다. 배향도가 1.0을 넘으면, 요철 패턴의 방향이 어느 정도 랜덤이 되기 때문에, 광확산성은 높아지지만, 이방성이 낮아지는 경향이 있다.

배향도를 0.3이상으로 하기 위해서는, 예를 들면, 후술하는 제조에 있어서, 가열 수축성 필름과 표면이 평평한 경질층을 적절히 선택하면 좋다. 예를 들면, 가열 수축성 필름의 수축률이 높을수록, 혹은, 표면이 평평한 경질층의 영율(Young's modulus)이 작을수록, 배향성이 커진다. 이 제조 방법에 의해 얻어진 확산 도광체(10)는 2층의 수지층으로 구성된다.

또, 배향도가 0.3 이상의 요철 패턴이 일표면에 형성된 금형을 이용해서 투명수지를 형성하는 방법을 이용해도 무방하다. 이 제조 방법에 의해 얻어진 확산 도광체(10)은 1층의 수지층으로 구성된다.

또, 상기한 바와 같이 푸리에 변환을 이용해서 구한 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치는 평균 피치와 동등해진다.

투명수지층(11)은 가시광의 투과율이 높은(구체적으로는, 가시광의 전 광선투과율이 85%) 투명수지에 의해 구성된다.

또, 투명수지층(11)은, 내열성, 내광성을 향상시킬 목적으로, 광투과율 등의 광학특성을 해치지 않는 범위 내에서, 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제로서는 광안정제, 자외선흡수제, 산화 방지제, 윤활제, 광확산제 등이 사용될 수 있다. 이중에서도, 광안정제를 첨가하는 것이 바람직하고, 그 첨가량은 투명수지 100질량부에 대하여 0.03∼2.0질량부인 것이 바람직하다. 광안정제의 첨가량이 0.03질량부 이상이면, 그 첨가 효과를 충분히 발휘할 수 있고, 2.0질량부를 넘으면, 과도량이 되어 불필요한 비용의 상승을 초래한다.

또, 투명수지층(11)에는 보다 광확산 효과를 향상시킬 목적으로, 광투과율 등의 광학특성을 크게 손상하지 않는 범위 내에서, 무기화합물로 이루어지는 무기광확산제, 유기 화합물로 이루어지는 유기광확산제를 함유시킬 수 있다.

무기광확산제로는 실리카, 화이트 카본, 탈크, 산화 마그네슘, 산화 아연, 산화 티타늄, 탄산 칼슘, 수산화 알루미늄, 황산 바륨, 규산 칼슘, 규산 마그네슘, 규산 알루미늄, 규산 알루미늄화 나트륨, 규산아연, 유리, 마이카 등이 사용될 수 있다.

유기광확산제로서는 스티렌계 중합 입자, 아크릴계 중합 입자, 실록산계 중합 입자, 폴리아미드계 중합 입자 등이 사용될 수 있다. 이들의 광확산제는 각각 단독으로, 또는, 2종 이상을 조합시켜서 이용할 수 있다.

또, 이들의 광확산제는 뛰어난 광산란 특성을 얻기 위해서, 페탈 또는 구정(spherocrystal) 형상 등의 다공질구조로 할 수도 있다.

광확산제의 함유량은, 광투과성을 감소시키지 않기 위하여, 투명수지 100질량부에 대하여 10질량부 이하인 것이 바람직하다.

또한, 투명수지층(11)에는, 보다 광확산 효과를 향상시킬 목적에서, 광투과율 등의 광학특성을 크게 손상하지 않는 범위 내에서, 미세거품을 함유시킬 수 있다. 미세거품은 광의 흡수가 적어 광투과율을 저하시키지 않는다.

미세거품의 형성 방법으로서는, 투명수지층(11)에 발포제를 혼입하는 방법 (예를 들면, 일본 특허 공개공보 1993-212811호 공보, 일본 특허 공개공보 1994-107842호 공보에 공개된 방법)이나, 아크릴계 발포 수지를 발포 처리시켜 미세거품을 함유하게 하는 방법 (예를 들면, 일본 특허 공개공보 2004-2812호 공보에 공개된 방법)등이 사용될 수 있다. 또한 미세거품은, 보다 균일한 면조사가 가능해지도록, 특정한 위치에 불균일하게 발포시키는 것(예를 들면, 일본 특허 공개공보 2006-124499호 공보에 공개된 방법)이 바람직하다.

한편, 상기 광확산제와 미세발포를 병용할 수도 있다.

투명수지층(11)의 두께는 0.02∼3.0mm이 바람직하고, 0.05∼2.5mm이 보다 바람직하고, 0.1∼2.0mm이 특히 바람직하다. 투명수지층(11)의 두께가 0.02mm미만이면, 요철 패턴의 깊이보다도 작을 수 있기 때문에 적당하지 않고, 3.0mm보다도 두꺼우면 확산 도광체(10)의 질량이 커지기 때문에 취급하기 어려워질 우려가 있다.

투명수지층(11)은 2층 이상의 수지층으로 구성되어 있어도 무방하다. 투명수지층(11)이 2층 이상의 층으로 구성되는 경우에도 투명수지층(11)의 두께는 0.02∼3.0mm인 것이 바람직하다.

*제조방법

상기 광학 시트의 제조 방법과 같은 제조 방법으로 제조할 수 있다.

*기능

상술한 확산 도광체(10)는 광의 이방 확산성을 가지고 있다. 구체적으로, 확산 도광체(10)의 요철 패턴(12a)이 형성되지 않은 측의 면(이면)측에 광원을 설치한 경우에는 광원으로부터 발생된 광은 이면을 통하여 확산 도광체(10)로 입사하고, 확산 도광체(10)안을 통해서 요철면에 도달한다. 여기에서, 요철면에 입사각이 0도 이상 임계각 미만의 각도로 도달한 광은 굴절하면서 확산 도광체(10)의 밖으로 출사한다. 확산 도광체(10) 안을 지나는 광의 방향은 일방향이 아니기 때문에, 확산 도광체(10)의 요철면과 광의 각도는 일정하지 않고, 폭넓은 각도로 광이 굴절하게 된다. 또한 요철은 사행하여 배향이 흩어져 있기 때문에, 광 확산의 이방성이 높아진다.

한편, 요철면에 대하여 임계각 이상의 각도로 도달한 광은 전반사해서 다시 확산 도광체(10) 안을 진행하지만, 그 후, 요철면에 임계각 미만으로 도달했을 때에 출사한다. 또, 입사각이 0도의 각도로 도달한 광은 굴절하지 않고 그대로 확산 도광체(10)의 밖으로 출사한다.

또, 확산 도광체(10)의 일측면측에 광원을 설치한 경우에도, 상기와 같은 식으로, 확산 도광체(10)안을 통하여, 입사각이 0도 이상이고, 임계각 미만의 각도로 도달한 광이, 굴절하면서 확산 도광체의 밖으로 출사한다. 여기서, 요철은 사행하여 배향에 편차가 있기 때문에, 광 확산의 이방성은 높아진다.

또한, 본 발명의 확산 도광체는 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 투명수지층의 이면측에 광원을 배치할 경우, 광의 입사 효율을 향상시키기 위해서, 투명 수지층의 이면에 반사 방지 기능을 갖는 미세한 물결 형상의 요철이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 여기에서, 미세한 물결 형상의 요철은 최빈(最頻) 피치가 1㎛이하이고, 동시에, 어스펙트비가 0.1 이상인 것이 바람직하다. 최빈(最頻) 피치가 1㎛을 넘거나, 어스펙트비가 0.1을 넘으면, 반사 방지 기능을 얻을 수 없기 때문이다.

상기 미세한 물결 형상의 요철은 광확산용의 요철 패턴과 함께 투명수지층의 이면에 형성될 수 있다. 예를 들면, 확산 도광체를 프레스 형성이나 사출 성형에 의해 제조할 때에, 금형으로 이용되는 투명수지층의 출사면(표면)측에 접하는 면에 광확산용의 요철 패턴이 형성되고, 투명수지층의 입사면 (이면)측에 접하는 면에 미세한 물결 형상의 요철 패턴이 형성된 것을 이용하는 방법을 적용할 수 있다.

또, 상기 미세한 물결 형상의 요철은 광확산용의 요철 패턴과는 달리 투명수지층의 이면에 형성해도 무방하다. 예를 들면, 미세한 물결 형상의 요철 패턴이 형성된 필름을 투명수지층의 이면측에 접착제를 통해서 첨부해도 무방하다.

또, 광확산의 이방성을 보다 높이기 위해, 미세거품을 함유한 필름을 입사면측 또는 출사면측에 첨부해도 무방하다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 미세거품을 함유한 필름(317)을 입사면측에 첨부할 경우, 광원(330)으로부터의 광을 효율적으로 이용하기 위해서, 광원(330)의 광이 강하게 닿는 부분(317a)에서는 미세거품의 함유량을 많게 하고, 그 이외의 부분(317b)에서는 미세거품의 함유량을 적게, 또는, 함유하지 않게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 확산 도광체는 일단에서부터 타단을 향해 두께가 점차 얇아지도록 형성되어도 무방하다. 상기와 같은 확산 도광체에서는 두꺼운 쪽의 측면에 광원이 배치된다.

본 발명의 확산 도광체는 사행하는 물결 형상의 요철 패턴이 한 면에 형성되고 있는 것이 설명되었지만, 요철 패턴이 반드시 한 면에만 형성되어 있는 것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 투명수지층의 다른 한 쪽 면에도 사행하는 물결 형상의 요철 패턴이 형성될 수 있다.

7. 백라이트 유닛

7-1. 제1 실시 형태

본 발명의 백라이트 유닛의 제1 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 21은 본 실시 형태의 백라이트 유닛을 나타낸다. 본 실시 형태의 백라이트 유닛(100)은 소위 직하형의 것으로, 확산 도광체(310)와 확산 도광체(310)의 요철 패턴이 형성된 면(표면315)에 대향하는 면(이면316)에 마부보게 배치된 반사판(320)과, 확산 도광체(310) 및 반사판(320)의 사이에 배치 된 복수의 광원 (330, 330…)을 구비한다. 또, 확산 도광체(310)의 표면(315)측에는 확산 필름(340), 프리즘 시트(350), 휘도상승필름(360)이 순차로 적층되어 있다.

광원(330)으로서는, 예를 들면, 냉음극관, 발광 다이오드 등이 사용될 수 있다.

반사판(320)으로는, 예를 들면, 표면이 경면 형상인 금속판, 또는, 그러한 금속판을 구비한 적층판 등이 사용될 수 있다.

확산 필름(340)으로는, 예를 들면, 투명한 입자를 함유하는 수지 필름 등이 사용될 수 있다. 확산 필름(340)은 확산 도광체보다 출사한 광을 더욱 확산시킨다.

프리즘 시트(350)으로는, 예를 들면, 한 면에 원추 형상 또는 각뿔 형상의 돌기가 규칙적으로 다수 형성된 수지 시트 (예를 들면, 스미토모 쓰리엠사制 상품명비큐이티BEF III)등을 들 수 있다. 프리즘 시트(350)는, 확산 필름(340)에서 출사한 광의 진행 방향을 면에 대하여 수직방향으로 변경한다.

휘도상승 필름(360)로서는, 예를 들면, 광의 프라이머리파(P파)만을 통과시키고, 세컨더리파(S파)를 반사하는 시트(예를 들면, 스미토모 쓰리엠사制 상품명 비큐이티DBEF-D400)등을 들 수 있다.

7-2. 제2 실시 형태

본 발명의 백라이트 유닛의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 22는 본 실시 형태의 백라이트 유닛을 나타낸다. 본 실시 형태의 백라이트 유닛(200)은 소위 에지 라이트형의 것으로서, 확산 도광체(310)와, 확산 도광체 (310)의 요철 패턴이 형성된 면(표면315)에 대향하는 면(이면316)과 마주보게 배치된 반사판(320)과, 확산 도광체(310)의 일측면에 배치 된 광원(330)을 구비한다. 또, 확산 도광체(310)의 표면(315)측에는 확산 필름(340), 프리즘 시트(350), 휘도상승필름(360)이 순차로 적층되어 있다.

본 실시 형태에 이용되는 확산도광체(310), 반사판(320), 광원(330), 확산 필름(340), 프리즘 시트(350) 및 휘도상승필름(360)은 제1 실시 형태와 동일하다.

사행하는 물결 형상의 요철 패턴이 형성된 확산 도광체(310)를 구비하는 상기 실시 형태의 백라이트 유닛(100)에서는, 광원(330)으로부터 발생한 광이 확산 도광체 (310)의 요철면에서 높은 이방성을 갖고 확산한다. 따라서, 백라이트 유닛(100, 200)을 구비하는 액정표시장치는 화상에 얼룩이 생기기 것을 방지할 수 있다.

8. 반사 방지체

본 발명의 반사 방지체는 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛ 이하인 요철 패턴(12a)을 구비하는 상술한 요철 패턴 형성 시트(10)를 포함한다.

본 발명의 반사 방지체에 있어서는, 요철 패턴 형성 시트(10)의 한 면 또는 양면에 다른 층을 구비해도 무방하다. 예를 들면, 요철 패턴 형성 시트(10)의 요철 패턴(12a)이 형성되어 있는 측의 면에, 그 면이 오염되는 것을 방지하기 위해서, 불소 수지 또는 실리콘 수지를 주성분으로서 함유하는 두께 1∼5nm 정도의 방오층을 갖추어도 무방하다.

본 발명의 반사 방지체는 요철 패턴 형성 시트(10)의 물결 형상의 요철 패턴(12a)의 부분에서 공기의 굴절률과 요철 패턴 형성 시트(10)의 굴절률(기판(11의) 굴절률)의 사이의 중간굴절률을 갖고, 그 중간굴절률이 연속적으로 변화한다. 또한 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛ 이하이고, 요철 패턴(12a)의 바닥부(12b)의 평균 깊이(B)가 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상이다. 이로부터, 광의 반사율을 특히 낮게 할 수 있고, 구체적으로는, 반사율을 거의 0%로 할 수 있다. 이는, 상술한 바와 같이, 요철 패턴 형성 시트(10)의 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛ 이하로 짧은데다, 평균 깊이(B)가 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상으로 깊어져서, 중간굴절률이 연속적으로 변화하는 부분이 두께 방향으로 길어져, 광의 반사를 억제하는 효과를 현저하게 발휘할 수 있기 때문이다.

이러한 반사 방지체는, 예를 들면, 액정표시 패널이나 플라즈마 디스플레이 등의 화상표시장치, 발광 다이오드의 발광부 선단, 태양 전지 패널의 표면 등에 부착될 수 있다.

화상표시장치에 부착한 경우에는, 조명의 화면 반사를 방지할 수 있기 때문에 화상의 시인성이 향상된다. 발광 다이오드의 발광부 선단에 부착된 경우에는, 광의 취출 효율이 향상된다. 태양 전지 패널의 표면에 부착한 경우에는, 광의 취출량이 많아지기 때문에, 태양 전지의 발전 효율이 향상된다.

9. 위상차판

본 발명의 위상차판은 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛ 이하인 요철 패턴(12a)을 구비하는 상술한 요철 패턴 형성 시트(10)을 포함한다. 단, 요철의 방향은 랜덤이 아니라, 일방향을 따른다.

본 발명의 위상차판에 있어서도, 상기 반사 방지체와 같은 식으로, 요철 패턴 형성 시트(10)의 한 면 또는 양면에 다른 층을 구비해도 무방하다. 예를 들면, 요철 패턴 형성 시트(10)의 요철 패턴(12a)가 형성되어 있는 측의 면에 방오층을 구비해도 무방하다.

본 발명의 위상차판은 위상차를 발생시키는 효과를 현저히 발휘할 수 있다. 이것은, 상술한 바와 같이, 요철 패턴 형성 시트(10)의 요철 패턴(12a)의 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛ 이하로 짧은데다, 평균 깊이(B)가 최빈(最頻) 피치(A)를 100%로 했을 때의 10%이상으로 깊기 때문에, 굴절률이 서로 다른 공기와 요철 패턴 형성 시트(10)가 교호적으로 배치되는 부분이 두께 방향으로 길어지고, 광학 이방성을 나타내는 부분이 길어지기 때문이다. 게다가, 요철 패턴의 피치가 가시광의 파장과 같은 정도이거나 그 이하일 경우에는, 넓은 가시광 파장 영역에 걸쳐 동등한 위상차를 생기게 할 수 있다.

(광학소자제조용 공정 시트)

본 발명의 광학소자제조용 공정 시트(이하, '공정 시트'라 함)는 최빈(最頻) 피치(A)가 1㎛ 이하인 요철 패턴(12a)을 구비하는 상술한 요철 패턴 형성 시트(10)를 포함하는 것으로서, 요철 패턴을 이하에 나타낸 바와 같은 방법으로 다른 소재에 전사시킴에 따라, 상기 공정 시트와 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴을 가지고, 반사 방지체나 위상차판 등의 광학소자로서 사용 가능한 요철 패턴 형성 시트를 대면적으로 대량으로 제조하기 위한 틀로서 이용할 수 있다.

공정 시트를 이용해서 공학소자를 제조하는 구체적인 방법은 상기 광학 시트의 방법과 같다.

실시예 1

이하의 예의 영율(Young's modulus)은 인장 시험기(테스터 산업사制 TE-7001)를 이용하고, JIS K 7113-1995에 준거해서 측정한 값이다. 특히 온도를 기재하지 않은 경우에는 23℃에 있어서의 영율(Young's modulus) 값이다.

(실시예 1)

일축방향으로 열수축하고, 두께가 50㎛이며, 영율(Young's modulus)이 3GPa인 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 가열 수축성 필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식회사制 히시페트 LX-60S, 유리 전이 온도 70℃)의 한 면에, 톨루엔에 희석한 폴리메틸메타크릴레이트(폴리머 소스 주식 회사制 P4831-MMA, 유리 전이 온도 100℃)를 두께가 200nm이 되도록 코터를 이용하여 도포함으로써 경질층을 형성하여 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 그 적층 시트를 80℃로 1분간 가열하여 가열전의 길이의 40%로 열수축시킴으로써(즉, 변형율 60%로 변형시키고), 경질층이 수축 방향에 대하여 수직한 방향을 따라 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 갖는 요철 패턴 형성 시트(광확산체)을 얻었다.

한편, 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 가열 수축성 필름 및 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 80℃에 있어서의 영율(Young's modulus)은 각각 50MPa, 1GPa이었다.

(실시예 2)

톨루엔에 희석한 폴리스티렌(폴리머 소스 주식 회사制 PS, 유리 전이 온도 100℃)을 도포한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 식으로 하여 요철 패턴 형성 시트(광확산체)을 얻었다.

한편, 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 가열 수축성 필름 및 상기 폴리스티렌의 80℃에 있어서의 영율(Young's modulus)은 각각 50MPa, 1GPa이었다.

(실시예 3)

폴리스티렌의 도포 두께를 1㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 2과 같은 식으로 해서 요철 패턴 형성 시트(광확산체)을 얻었다.

(실시예 4)

적층 시트를 70℃로 1분간 가열하는 것에 의해, 가열 전의 길이의 90%로 열수축시킨(즉, 변형율 10%로 변형시킨) 것을 제외하고는 실시예 2와 같은 식으로 해서 요철 패턴 형성 시트(광확산체)을 얻었다.

(실시예 5)

실시예 1에 의해 얻은 요철 패턴 형성 시트(광확산체)를 공정 시트 원판으로 이용하여, 아래와 같은 방식으로 광확산체를 얻었다.

즉, 실시예 1에 의해 얻은 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에 에폭시 아크릴레이트계 프레폴리머, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 벤조페논계 광중합개시제를 넣는 미경화의 자외선 경화성 수지조성물을 도포했다.

그 다음에, 미경화의 자외선경화성 수지조성물의 도막의 면 중 공정 시트 원판과 접하고 있지 않은 면에, 두께 50㎛의 트리아세틸 셀룰로우즈 필름을 중첩시키고, 가압하였다.

그 다음에, 트리아세틸 셀룰로우즈 필름 위로부터 자외선을 조사해 미경화의 자외선 경화성 수지조성물을 경화시켰고, 그 경화물을 공정 시트 원판으로부터 박리하여 광확산체를 얻었다.

(실시예 6)

실시예 1에 의해 얻은 요철 패턴 형성 시트(광확산체)를 공정 시트 원판으로 이용하고, 아래와 같은 방식으로 광학소자를 얻었다.

즉, 실시예 1에 의해 얻은 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에 니켈 도금을 하고, 그 니켈 도금을 박리하여 두께 200㎛인 2차 공정 시트를 얻었다. 이 2차 공정 시트의 요철 패턴이 형성된 면에 에폭시 아크릴레이트계 프레폴리머, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 벤조페논계 광중합개시제를 포함하는 미경화의 자외선 경화성 수지조성물을 도포했다.

그 다음에, 미경화의 자외선경화성 수지조성물의 도막의 면들 중 2차 공정 시트와 접하고 있지 않은 면에 두께 50㎛의 트리아세틸 셀룰로우즈 필름을 중첩시켜, 가압하였다.

그 다음에, 트리아세틸 셀룰로우즈 필름 위로부터 자외선을 조사해 미경화의 자외선 경화성 수지조성물을 경화시켰고, 그 경화물을 2차 공정 시트로부터 박리하여 광확산체를 얻었다.

(실시예 7)

자외선 경화성 수지조성물 대신 열변화성 에폭시 수지를 사용하고, 자외선을 조사하는 대신 가열에 의해 상기 열경화성수지를 경화시킨 것을 제외하고는 실시예 6과 같은 식으로 하여 광확산체를 얻었다.

(실시예 8)

실시예 6과 같은 식으로 하여, 두께 200㎛인 2차 공정 시트를 얻었다. 이 2차 공정 시트의 요철 패턴이 형성된 면에 두께 50㎛의 폴리메틸 메타크릴레이트 필름을 중첩하여, 가열했다. 가열에 의해 연화된 폴리메틸 메타크릴레이트 필름과 2차 공정 시트를 양측에서 가압한 뒤, 냉각·고화시키고, 이를 2차 공정 시트로부터 박리하여 광확산체를 얻었다.

(비교예 1)

폴리스티렌의 도포 두께를 6㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 2와 같은 식으로 해서 요철 패턴 형성 시트(광확산체)을 얻었다.

(비교예 2)

폴리스티렌의 도포 두께를 40nm로 한 것을 제외하고는 실시예 2와 같은 식으로 해서 요철 패턴 형성 시트(광확산체)을 얻었다.

(비교예 3)

미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트LX-60S의 대신 동(同)히시페트LX-10S(영율(Young's modulus)3GPa)를 이용한 것 및 그 적층 시트를 70℃로 1분간 가열하여 가열전의 길이의 97%로 수축시킨(즉, 변형율 3%에 변형시킨) 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 요철 패턴 형성 시트(광확산체)을 얻었다.

(비교예 4)

일본 특허 공개공보 2006-261064호에 나타난 이방성확산 패턴의 제조 방법을 이용해서 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

즉, 레이저광을 확산해서 투과하는 우유빛 유리와 같은 확산판이 끼워진 폭 1mm, 길이 10cm의 슬릿을 갖는 차폐판과, 시판하고 있는 감광성 수지가 100㎛의 두께로 도포된 감광성 필름판을 서로의 간격이 1m이고 판끼리 평행하도록 설치했다.

그 다음에, 파장 514nm의 아르곤 레이저를 상기 차폐판측에서 조사하고, 상기 슬릿을 빠져 나가서 우유빛 유리에 의해 확산된 아르곤 레이저광를 이용하여 감광성 필름판상의 감광성 수지를 노광하였다.

상기에 나타낸 바와 같은 노광을 되풀이하여, 감광성 필름판 전면(全面)의 감광성 수지를 노광하였다. 그리고, 노광된 감광성 필름을 현상하고, 요철 패턴 형성 시트(광확산체)을 얻었다.

한편, 비교예 4에 있어서의 그레이스케일 파일 변환 화상을 도 9에 나타내었고, 그레이스케일 파일 화상의 푸리에 변환 화상을 도 10에 나타내었다. 또, 도 10의 화상의 중심에서 수평방향으로 보조선(L4)을 긋고, 그 보조선(L4) 상의 휘도를 플롯하여 도 11에 나타낸다. 또한, 도 10에 있어서, 보조선(L4)과 값 'Y'의 부분에서 직교하는 보조선(L5)을 긋고, 그 보조 선(L5) 상의 휘도를 플롯하여 도 12에 나타내었다.

(비교예 5)

가열 수축성 필름 대신 두께 50㎛, 영율(Young's modulus) 5GPa의 2축 연장폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(테이진(帝人) 주식 회사制 G2)을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 식으로 하여, 요철 패턴 형성 시트(광확산체)를 얻는 것을 시도했다. 그러나, 물결 형상의 요철 패턴이 형성되지 않아서, 요철 패턴 형성 시트(광확산체)을 얻을 수 없었다.

(비교예 6)

일축방향으로 열수축하는 두께 50㎛, 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 가열 수축성 쉬링크 필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트LX-10S, 유리 전이 온도 70℃)의 한 면에 영율(Young's modulus)이 2MPa인 폴리디메틸실록산(신에츠화학공업(信越化學工業) 주식 회사 KS847T, 유리 전이 온도 -120℃)와 백금촉매(신에츠화학공업(信越化學工業) 주식 회사 CAT-PL-50T)를 톨루엔에 희석한 분산액을 바 코터법에 의해 두께가 200nm이 되도록 도포하여 경질층을 형성함으로써 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 그 적층 시트를 100℃로 1분간 가열하여 열수축 시킴에 따라, 요철 패턴 형성 시트를 얻으려고 했으나, 경질층을 접듯이 변형시킬 수 없었고, 물결 형상의 요철 패턴은 형성되지 않았다.

실시예 1∼8 및 비교예 1∼6의 요철 패턴 형성 시트의 광확산체의 표면을, 원자력 현미경(일본 비코사制 나노스코프 III)에 의해 촬영했다.

실시예 1∼8 및 비교예 1∼4의 요철 패턴 형성 시트에 있어서, 원자력 현미경 화상에서 요철 패턴의 깊이를 10군데에서 측정하고, 그것들을 평균하여 평균 깊이를 구했다.

또, 요철 패턴의 배향도를 아래와 같이 하여 구하였다.

우선, 표면광학현미경에 의해 요철 패턴의 표면을 촬영하고, 그 화상을 그레이스케일의 파일로 변환했다(도 3 참조). 그 다음에, 그레이스케일의 파일 화상을 푸리에 변환했다. 도 4에 푸리에 변환 후의 화상이 도시된다. 그 다음에, 도 4의 화상의 중심에서 수평방향으로 보조선(L2)을 긋고, 그 보조선 상의 휘도를 플롯(도 5 참조)했다. 그 다음에, 도 5에 있어서, 보조선(L2)과 값 'X' (최빈(最頻) 피치의 역수)의 부분에서 직교하는 보조선(L3)을 긋고, 그 보조선(L3) 상의 휘도를 플롯(도 6 참조)했다. 그리고, 도 6의 플롯에 있어서, 피크의 반값폭(W1)로부터 요철 패턴의 배향도를 구하였다. 그것들의 값을 표 1에 나타낸다.

또, 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치 및 바닥부의 평균 깊이로부터, 광확산체로서의 적성을 이하의 기준으로 평가했다. 그 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

○: 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛~20㎛이고, 평균 깊이가 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상이며, 배향도가 0.3∼1.0이어서,광확산체로서 적합하다.

△: 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛이하 혹은 20㎛을 넘거나, 평균 깊이가 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%미만이거나, 혹은 배향도가 0.3미만이어서, 광확산체로서 반드시 적합하지 않다.

×: 요철 패턴을 형성할 수 없다

	요철패턴의 평균피치(㎛)	요철패턴의 평균깊이(㎛)	깊이/피치 (%)	배향도	평가
실시예 1	2	2	100	0.3	O
실시예 2	2	2	100	0.3	O
실시예 3	10	10	100	0.3	O
실시예 4	2	0.4	20	0.3	O
실시예 5	2	2	100	0.3	O
실시예 6	2	2	100	0.3	O
실시예 7	2	2	100	0.3	O
실시예 8	2	2	100	0.3	O
비교예 1	60	60	100	0.3	△
비교예 2	0.4	0.4	100	0.3	△
비교예 3	2	0.18	9	0.3	△
비교예 4	5	6	120	0.16	△
비교예 5	요철 패턴을 형성하지 않음				X
비교예 6	요철 패턴을 형성하지 않음				X

적층 시트의 표면 평활 경질층을 접듯이 변형시킨 실시예 1∼8에서는 요철 패턴 형성 시트를 용이하게 제조할 수 있었다.

게다가, 실시예 1∼8의 요철 패턴 형성 시트는 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛~20㎛이고, 바닥부의 평균 깊이가 상기 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상이어서, 광확산체로서 적합하였다. 실시예 1∼4에서, 상기와 같은 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이를 얻을 수 있었던 것은, 표면 평활 경질층의 두께가 0.05㎛~5㎛이고, 그 변형율을 10% 이상으로 했기 때문이다.

또, 실시예 1에서 얻은 요철 패턴 형성 시트(광확산체)를 공정 시트로서 이용한 실시예 5∼8의 제조 방법에 의하면, 요철 패턴 형성 시트(광확산체)과 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴을 갖는 광확산체를 간편하게 제조할 수 있었다.

이에 대하여, 비교예 1 및 2에서는, 표면 평활 경질층의 두께가 0.05㎛이하 혹은 5㎛을 넘었기 때문에, 얻어진 요철 패턴 형성 시트(광확산체)는 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛이하 혹은 20㎛을 넘었다. 또, 비교예 3에서는, 변형율을 3%로 했기 때문에, 얻어진 요철 패턴 형성 시트는 요철 패턴의 바닥부의 평균 깊이가 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%미만이었다. 또, 비교예 4에서는 배향도가 0.3미만이었다. 이들 비교예 1∼4는 광확산체로서 적합하지 않았다.

또, 수지층으로 2축 연장 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 이용한 비교예 5 및 제1 수지보다 제2 수지의 유리 전이 온도가 낮은 적층 시트를 이용한 비교예 6의 제조 방법에서는, 표면 평활 경질층이 접듯이 변형되지 않았기 때문에, 요철 패턴이 형성되지 않았다.

이하의 예에 있어서의 영율(Young's modulus)은 인장 시험기 (오리엔테크 주식 회사制 텐시론RTC-1210)을 이용하고, JIS Z 2280-1993의 「금속재료의 고온 영율(Young's modulus) 시험 방법」에서 온도를 23도로 변경해서 측정한 값이다. 경질층이 금속화합물로 이루어진 경우에도 마찬가지이다.

(실시예 9)

일축 방향으로 열수축하는 두께 50㎛, 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 가열 수축성 필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 X-10S)의 한 면에, 영율(Young's modulus)이 70GPa인 알루미늄을 두께가 0.05㎛이 되도록 진공증착시킴으로써 표면 평활 경질층을 형성하여 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 그 적층 시트를 100℃로 1분간 가열하여 가열전의 길이의 40%로 열수축시키고 (즉, 변형율 60%로 변형시키고), 경질층이 수축 방향에 대하여 수직하는 방향을 따라 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 갖는 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

이어서, 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트 원판으로서 이용하고, 아래와 같이하여 광확산체를 얻었다.

즉, 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에 에폭시 아크릴레이트계 프레폴리머, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 벤조페논계 광중합개시제를 포함하는 미경화의 자외선경화성 수지조성물을 도포했다.

그 다음에, 미경화의 자외선경화성 수지조성물의 도막의 면들 중 공정 시트 원판과 접하지 않는 면에 두께 50㎛의 트리아세틸 셀룰로우즈 필름을 중첩하여, 가압하였다.

그 다음에, 트리아세틸 셀룰로우즈 필름 위로부터 자외선을 조사하여 미경화의 자외선경화성 수지를 경화시켰고, 그 경화물을 공정 시트 원판으로부터 박리하여 광확산체를 얻었다.

(실시예 10)

실시예 9의 방법에 의해 얻은 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트 원판으로 이용하여, 아래와 같은 방식으로 광확산체를 얻었다.

즉, 실시예 9에 의해 얻은 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에 니켈 도금을 실시하고, 그 니켈 도금을 박리하여 두께 200㎛의 2차 공정 시트를 얻었다. 이 2차 공정 시트의 요철 패턴이 형성된 면에 에폭시 아크릴레이트계 프레폴리머, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 벤조페논계 광중합개시제를 포함하는 미경화의 자외선경화성 수지조성물을 도포했다.

그 다음에, 미경화의 자외선 경화성 수지조성물의 도막의 면들 중 2차 공정 시트와 접하지 않는 면에 두께 50㎛의 트리아세틸 셀룰로우즈 필름을 중첩하고, 가압하였다.

그 다음에, 트리아세틸 셀룰로우즈 필름 위로부터 자외선을 조사하여, 미경화의 경화성 수지를 경화시켰고, 그 경화물을 2차 공정 시트로부터 박리하여 광확산체를 얻었다.

(실시예 11)

자외선 경화성 수지조성물 대신 열변화성 에폭시 수지를 사용하였고, 자외선을 조사하는 대신 가열에 의해 상기 열변화성 에폭시 수지를 경화시킨 것을 제외하고는 실시예 10과 같은 식으로 해서 광확산체를 얻었다.

(실시예 12)

실시예 10과 같은 식으로 하여, 두께 200㎛의 2차 공정 시트를 얻었다. 이 2차 공정 시트의 요철 패턴이 형성된 면에 두께 50㎛의 폴리메틸 메타크릴레이트 필름을 중첩하여, 가열했다. 가열에 의해 연화된 폴리메틸 메타크릴레이트 필름과 2차 공정 시트를 양측에서 가압한 후, 냉각·고착화시키고, 고착화한 폴리메틸 메타크릴레이트 필름을 2차 공정 시트로부터 박리하여 광확산체를 얻었다.

(비교예 7)

알루미늄을 두께가 0.3㎛이 되도록 진공증착한 것을 제외하고는 실시예 9과 같은 식으로 해서 광확산체를 얻었다.

(비교예 8)

알루미늄을 두께가 0.01㎛이 되도록 진공증착한 것을 제외하고는 실시예 9과 같은 식으로 하여 광확산체를 얻었다.

(비교예 9)

일축 방향으로 열수축하는 두께 50㎛, 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 가열 수축성 필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 LX-10S)의 한 면에, 영율(Young's modulus) 70GPa의 알루미늄을 두께가 0.05㎛이 되도록 진공증착시킴으로써 표면 평활 경질층을 형성하여 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 그 적층 시트를 70℃로 1분간 가열하고, 가열 전의 길이의 97%로 수축시킨(즉, 변형율 3%로 변형시킨) 것을 제외하고는 실시예 9과 같은 식으로 하여 광확산체를 얻었다.

실시예 9∼12 및 비교예 7∼9의 요철 패턴 형성 시트의 광확산체의 표면을 원자간력 현미경(일본 비코사制 나노 스코프 III)에 의해 촬영했다.

실시예 9∼12 및 비교예 7∼9의 요철 패턴 형성 시트에서는, 원자력 현미경 화상에서 요철 패턴의 깊이를 10군데에서 측정하였고, 그것들을 평균하여 평균 깊이를 구했다.

또, 요철 패턴의 배향도를 아래와 같이 하여 구했다.

우선, 표면광학현미경에 의해 요철 패턴의 표면을 촬영하고, 그 화상을 그레이스케일의 파일로 변환했다(도 3 참조). 그 다음에, 그레이스케일의 파일 화상을 푸리에 변환했다. 도 4는 푸리에 변환후의 화상을 나타낸다. 그 다음에, 도 4의 화상의 중심에서 수평방향으로 보조선(L2)을 긋고, 그 보조선 상의 휘도를 플롯(도 5 참조)했다. 그 다음에, 도 5에 있어서, 보조선(L2)과 값 'X' (최빈(最頻) 피치의 역수)의 부분에서 직교하는 보조선(L3)을 긋고, 그 보조선(L3) 상의 휘도를 플롯(도 6 참조)했다. 그리고, 도 6의 플롯에 있어서, 피크의 반값폭(W1)으로부터 요철 패턴의 배향도를 구했다.

그것들의 값을 표 2에 나타낸다.

또, 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치 및 바닥부의 평균 깊이로부터, 광확산체로서의 적성을 이하의 기준으로 평가했다. 그 평가 결과를 표 2에 나타낸다.

○: 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛~20㎛이고, 평균 깊이가 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상이며, 배향도가 0.3∼1.0이어서, 광확산체로서 적합함.

△: 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛이하 혹은 20㎛을 넘거나, 평균 깊이가 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%미만이거나, 혹은 배향도가 0.3미만이어서, 광확산체로서 반드시 적합한 것은 아님.

×: 요철 패턴을 형성할 수 없음.

	요철 패턴의 평균피치(㎛)	요철 패턴의 평균깊이(㎛)	깊이/피치 (%)	배향도	평가
실시예 9	3.0	3.0	100	0.3	O
실시예 10	3.0	3.0	100	0.3	O
실시예 11	3.0	3.0	100	0.3	O
실시예 12	3.0	3.0	100	0.3	O
비교예 7	30	30	100	0.3	△
비교예 8	0.6	0.6	100	0.3	△
비교예 9	3.0	0.27	9	0.3	△

적층 시트의 표면 평활 경질층을 접듯이 변형시켜 얻은 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트 원판으로 이용한 실시예 9∼12에서는, 요철 패턴을 갖는 광확산체를 용이하게 제조할 수 있었다. 특히, 실시예 9∼12로 얻은 광확산체는 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛~20㎛이고, 바닥부의 평균 깊이가 상기 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상이어서, 광확산체로서 적합하였다. 실시예 9∼12에서, 상기와 같은 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이를 얻을 수 있었던 것은, 표면 평활 경질층의 두께가 0.01㎛~0.2㎛이고, 변형율을 10%이상으로 했기 때문이다.

이에 대하여, 비교예 7 및 8에서는, 표면 평활 경질층 두께가 0.01㎛이하 혹은 0.2㎛을 넘기 때문에, 얻어진 광확산체는 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛이하 혹은 20㎛을 넘었다. 또, 비교예 9에서는, 변형율을 3%로 했기 때문에, 얻어진 광확산체는 요철 패턴의 바닥부의 평균 깊이가 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%미만이었다. 또, 비교예 10에서는 배향도가 0.3미만이었다. 이것들은, 반드시 광확산체로서 적합한 것은 아니다.

(실시예 13)

일축방향으로 열수축하는 두께 50㎛, 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 가열 수축성 필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 LX-60S, 유리 전이 온도 70℃)의 한 면에, 톨루엔에 희석한 폴리스티렌(폴리머 소스 주식 회사제 PS, 유리 전이 온도 100℃)을 요판 인쇄기 (마츠오산업(松尾産業) 주식 회사制 K프린팅푸르퍼)에 의해, 지름 50㎛이며 두께 500nm인 도트 형상으로 인쇄하여 인쇄 시트를 얻었다.

도트의 패턴은, 폭 5cm×길이 10cm의 범위에서, 그 길이방향의 일단으로부터 타단을 향해서 도트 면적비율이 0∼100%의 범위에서 1cm마다 10%씩 증가하는 그라데이션 패턴으로 하였다. 한편, 도트 면적 비율 0%은 완전히 인쇄되어 있지 않은 것을 나타내고, 100%은 전면(全面)인쇄된 것을 나타낸다.

그 다음에, 그 인쇄 시트를 80℃로 1분간 가열하여 가열전의 길이의 40%으로 열수축시켰다(즉, 변형율 60%로 변형시켰다). 80℃에 있어서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 가열 수축성 필름의 영율(Young's modulus)(50MPa)보다, 폴리스티렌의 영율(Young's modulus) (1GPa)쪽이 높다. 그 때문에, 열수축시에 도트는 접히듯이 변형하고, 수축 방향에 대하여 수직한 방향을 따라 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 형성했다. 이에 의해, 평탄한 한 면에 요철영역이 형성된 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

이 요철 패턴 형성 시트에 있어서, 요철영역의 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치는 5㎛이고, 아스펙트비는 1이며, 배향도는 0.3이었다.

얻어진 요철 패턴 형성 시트의 광확산성을 조사했더니, 수축 방향에 대하여 수직한 방향보다도 평행한 방향에서 강하게 광을 확산시키는 이방확산성을 가지고 있었다. 또, 광확산성은 요철영역의 면적비율이 커지는 방향을 따라 점차적으로 증가했다. 이러한 실시예 13의 요철 패턴 형성 시트는 광확산 시트로서 이용할 수 있는 것이다.

(실시예 14)

미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 LX-60S 대신 2축 방향으로 가열 수축하는 두께 25㎛, 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌테레프탈레이트 쉬링크필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 PX-40S)을 이용한 것을 제외하고는 실시예 13과 같은 식으로 하여, 요철 패턴 형성 시트를 얻었다. 이 요철 패턴 형성 시트의 한 면에는, 특정한 방향을 따르지 않는 물결 형상의 요철 패턴이 형성되어 있었다.

이 요철 패턴 형성 시트에 있어서, 요철영역의 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치는 5㎛이고, 아스펙트비는 1이었다.

실시예 14의 요철 패턴 형성 시트의 광학특성을 조사했더니, 등방적인 광확산성을 가지고 있었다. 따라서, 실시예 14의 요철 패턴 형성 시트는 광확산 시트로서 이용할 수 있는 것이다.

(실시예 15)

도트를 잉크젯 프린터(후지(富士) 필름 주식 회사 다이매틱스 매터리얼 프린터DMP-2831)에 의해 인쇄한 것을 제외하고는 실시예 13과 같은 식으로 해서 요철 패턴 형성 시트를 얻었다. 이 요철 패턴 형성 시트에 있어서, 요철영역의 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치는 5㎛이고, 아스펙트비는 1이며, 배향도는 0.3이었다.

얻어진 요철 패턴 형성 시트의 광학특성을 조사한 결과, 실시예 13과 같은 이방 확산성을 가지고 있었다. 따라서, 실시예 15의 요철 패턴 형성 시트는 광확산 시트로서 이용할 수 있는 것이다.

(실시예 16)

실시예 13의 방법에 의해 얻은 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트 원판으로서 이용하여, 아래와 같은 방식으로 광확산 시트를 얻었다.

즉, 실시예 13에 의해 얻은 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 에폭시 아크릴레이트계 프레폴리머, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 벤조페논계 광중합개시제를 포함하는 미경화의 자외선경화성 수지조성물을 도포했다.

이어서, 미경화의 자외선경화성 수지조성물의 도막의 면들 중 공정 시트 원판과 접하지 않은 면에 두께 50㎛의 트리아세틸 셀룰로우즈 필름을 중첩하여, 가압하였다.

그 다음에, 트리아세틸 셀룰로우즈 필름 위로부터 자외선을 조사하여 미경화의 자외선경화성 수지를 경화시켰고, 그 경화물을 공정 시트 원판으로부터 박리하여 광확산 시트를 얻었다.

얻어진 광확산 시트는, 실시예 13의 광확산 시트와 같은 요철영역을 가지고, 같은 광확산성을 갖는 것이었다.

(실시예 17)

실시예 13의 방법에 의해 얻은 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트 원판으로서 이용하여, 아래와 같은 방식으로 광확산 시트를 얻었다.

즉, 실시예 13에 의해 얻은 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 니켈 도금을 하고, 그 니켈 도금을 박리하여 두께 200㎛인 2차 공정 시트를 얻었다. 이 2차 공정 시트의 요철 패턴이 형성된 면에, 에폭시 아크릴레이트계 프레폴리머, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 벤조페논계 광중합개시제를 포함하는 미경화의 자외선경화성 수지조성물을 도포했다.

그 다음에, 미경화의 자외선경화성 수지조성물의 도막의 면들 중 2차 공정 시트와 접하지 않은 면에, 두께 50㎛의 트리아세틸 셀룰로우즈 필름을 중첩하여, 가압하였다.

이어서, 트리아세틸 셀룰로우즈 필름 위로부터 자외선을 조사하여, 미경화의 경화성 수지를 경화시켰고, 그 경화물을 2차 공정 시트로부터 박리하여 광확산 시트를 얻었다.

얻어진 광확산 시트는, 실시예 13의 광확산 시트와 같은 요철영역을 가지고, 같은 광확산성을 갖는 것이었다.

(실시예 18)

자외선 경화성 수지조성물 대신 열변화성 에폭시 수지를 사용하고, 자외선을 조사하는 대신 가열에 의해 상기 열변화성 에폭시 수지를 경화시킨 것을 제외하고는 실시예 17과 같은 식으로 해서 광확산 시트를 얻었다.

얻어진 광확산 시트는, 실시예 13의 광확산 시트와 같은 요철영역을 가지고, 같은 광확산성을 갖는 것이었다.

(실시예 19)

실시예 17과 같은 식으로 하여, 두께 200㎛의 2차 공정 시트를 얻었다. 이 2차 공정 시트의 요철 패턴이 형성된 면에, 두께 50㎛의 폴리메틸 메타크릴레이트 필름을 중첩하여, 가열했다. 가열에 의해 연화된 폴리메틸 메타크릴레이트 필름과 2차 공정 시트를 양측에서 가압한 후, 냉각·고착화시키고, 고착화한 폴리메틸 메타크릴레이트 필름을 2차 공정 시트로부터 박리하여 광확산 시트를 얻었다.

얻어진 광확산 시트는, 실시예 13의 광확산 시트와 같은 요철영역을 가지고, 같은 광확산성을 갖는 것이었다.

(실시예 20)

일축방향으로 열수축하는 두께 50㎛, 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 가열 수축성 필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 LX-10S, 유리 전이 온도 70℃)의 한 면에, 도트 형상의 개구부(공경50㎛)가 다수 형성된 마스크를 탑재하였다.

마스크의 개구부의 패턴은, 폭 5cm×길이 10cm의 범위 안에서, 그 길이방향의 일단으로부터 타단을 향해서 개구부 면적비율이 0∼100%의 범위에서 1cm마다 10%씩 증가하는 그라데이션 패턴으로 형성되었다. 한편, 개구부 면적 0%은 개구하지 않고 있는 것을 나타내고, 100%은 전면(全面) 개구하고 있는 것을 나타낸다.

그 다음에, 가열 수축성 필름의 한 면에 마스크를 탑재한 상태로, 영율(Young's modulus)이 70GPa인 알루미늄을 두께가 0.05㎛이 되도록 진공증착시켜, 증착 시트 얻었다.

이 때, 가열 수축성 필름의 한 면에는 알루미늄의 도트가 형성된다. 그 도트 패턴은, 폭 5cm×길이 10cm의 범위에, 길이방향의 일단으로부터 타단을 향해서 도트 면적비율이 0∼100%의 범위에서 1cm마다 10%씩 증가하는 그라데이션 패턴이 된다. 한편, 도트면적 비율 0%은 완전히 증착되어 있지 않은 것을 나타내고, 100%은 전면(全面)에 증착된 것을 나타낸다.

그 다음에, 그 증착 시트를 100℃로 1분간 가열하여 가열 전의 길이의 40%로 열수축시켰다(즉, 변형율 60%으로 변형시켰다). 열수축 시에 도트는 접히듯이 변형되고, 수축 방향에 대하여 수직한 방향을 따라 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 형성하였다. 이에 의해, 한 면에 요철영역을 갖는 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

이 요철 패턴 형성 시트에 있어서, 요철영역의 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치는 3㎛이고, 아스펙트비는 1이며, 배향도는 0.3이었다.

이어서, 얻어진 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트 원판으로서 이용하여, 아래와 같은 방식으로 광확산 시트를 얻었다.

즉, 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 에폭시 아크릴레이트계 프레폴리머, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 벤조페논계 광중합개시제를 포함하는 미경화의 자외선 경화성 수지조성물을 도포했다.

그 다음으로, 미경화의 자외선경화성 수지조성물의 도막의 면들 중 공정 시트 원판과 접하지 않은 면에, 두께 50㎛의 트리아세틸 셀룰로우즈 필름을 증첩하여, 가압하였다.

그 다음에, 트리아세틸 셀룰로우즈 필름 위로부터 자외선을 조사하여 미경화의 자외선경화성 수지를 경화시켰고, 그 경화물을 공정 시트 원판으로부터 박리하여 광확산 시트를 얻었다.

얻어진 광확산 시트의 광학특성을 조사했더니, 실시예 13과 같은 이방확산성을 가지고 있었다.

(실시예 21)

미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 LX-60S 대신 2축 방향으로 가열 수축하는 두께 25㎛, 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌테레프탈레이트 쉬링크필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 PX-40S)을 이용한 것을 제외하고는 실시예 20과 같은 식으로 하여, 요철 패턴 형성 시트를 얻었다. 이 요철 패턴 형성 시트에 있어서, 요철영역의 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치는 3㎛이고, 아스펙트비는 1이었다.

그 다음에, 이 요철 패턴 형성 시트를 이용하여, 실시예 20과 같은 식으로 하여, 광확산 시트를 얻었다. 실시예 21의 광확산 시트의 광학특성을 조사했더니, 이방적인 광확산성을 가지고 있었다.

(실시예 22)

실시예 20의 방법에 의해 얻은 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트 원판으로서 이용하여, 아래와 같은 방식으로 광확산 시트를 얻었다.

즉, 실시예 20에 의해 얻은 공정 시트 원판의 요철 패턴이 형성된 면에, 니켈 도금을 실시하고, 그 니켈 도금을 박리하여 두께 200㎛인 2차 공정 시트를 얻었다. 이 2차 공정 시트의 요철 패턴이 형성된 면에, 에폭시 아크릴레이트계 프레폴리머, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 벤조페논계 광중합개시제를 포함하는 미경화의 자외선경화성 수지조성물을 도포하였다.

그 다음에, 미경화의 자외선경화성 수지조성물의 도막의 면들 중 2차 공정 시트와 접하지 않은 면에, 두께 50㎛의 트리아세틸 셀룰로우즈 필름을 중첩하고, 가압하였다.

그 다음에, 트리아세틸 셀룰로우즈 필름 위로부터 자외선을 조사하여 미경화의 경화성 수지를 경화시켰고, 그 경화물을 2차 공정 시트로부터 박리하여 광확산 시트를 얻었다.

얻어진 광확산 시트는 실시예 20의 광확산 시트와 같은 요철영역을 가지며, 같은 광확산성을 갖는 것이었다.

(실시예 23)

자외선 경화성 수지조성물 대신 열변화성 에폭시 수지를 사용하고, 자외선을 조사하는 대신 가열에 의해 상기 열변화성 에폭시 수지를 경화시킨 것을 제외하고는 실시예 22와 같은 식으로 해서 광확산 시트를 얻었다.

얻어진 광확산 시트는 실시예 20의 광확산 시트와 같은 요철영역을 가지고, 같은 광확산성을 갖는 것이었다.

(실시예 24)

실시예 22와 같은 식으로 하여, 두께 200㎛의 2차 공정 시트를 얻었다. 이 2차 공정 시트의 요철 패턴이 형성된 면에, 두께 50㎛의 폴리메틸 메타크릴레이트 필름을 중첩하고, 가열했다. 가열에 의해 연화된 폴리메틸 메타크릴레이트 필름과 2차 공정 시트를 양측에서 가압한 후, 냉각·고착화시키고, 고착화한 폴리메틸 메타크릴레이트 필름을 2차 공정 시트로부터 박리하여 광확산 시트를 얻었다.

얻어진 광확산 시트는 실시예 20의 광확산 시트와 같은 요철영역을 가지고, 같은 광확산성을 갖는 것이었다.

한 면에 요철영역이 혼재한 실시예 13∼24의 광학 시트에서는, 요철영역의 요철 패턴에 의해 광이 확산하기 때문에, 광확산성이 뛰어나다. 또, 상기 광학 시트에서는 요철영역이 길이방향의 타단측에서 조밀하게 배치되어 있기 때문에, 길이 방향의 타단측에서 광확산성이 높다.

이하의 예에 있어서의 영율(Young's modulus)은 인장 시험기 (테스터 산업사制 TE-7001)을 이용하여, JIS K 7113-1995에 준거해서 측정한 값이다. 특히 온도를 기재하고 있지 않은 경우에는 23℃에 있어서의 영율(Young's modulus) 값이다.

(실시예 25)

일축방향으로 열수축하는 두께 50㎛, 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌테레프탈레이트 쉬링크필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 LX-60S, 유리 전이 온도 70℃)의 한 면에, 톨루엔에 희석한 폴리메틸메타크릴레이트(폴리머 소스 주식 회사制 P4831-MMA, 유리 전이 온도 100℃)를 두께가 12nm이 되도록 스핀 코트법에 의해 도포함으로써 경질층을 형성해서 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 그 적층 시트를 80℃로 1분간 가열하여 가열 전의 길이의 40%로 열수축시킴으로써(즉, 변형율 60%로 변형시킴으로써), 경질층이 수축 방향에 대하여 수직한 방향을 따라 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 갖는 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

한편, 폴리에틸렌테레프탈레이트 쉬링크필름 및 상기 폴리메틸메타크릴레이트의 80℃에 있어서의 영율(Young's modulus)은 각각 50MPa, 1GPa이었다.

(실시예 26)

일축 방향으로 열수축하는 두께 50㎛, 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌테레프탈레이트 쉬링크필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 LX-61S, 유리 전이 온도 70℃)의 한 면에, 물에 희석한 폴리비닐알콜(주식 회사 쿠라레 제PVA105, 유리 전이 온도 85℃)을 두께가 12nm이 되도록 도포함으로써 경질층을 형성해서 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 그 적층 시트를 75℃로 1분간 가열하여 가열 전의 길이의 50%로 열수축시킴으로써(즉, 변형율 50%로 변형시킴으로써), 경질층이 수축 방향에 대하여 수직한 방향을 따라 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 갖는 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

한편, 폴리에틸렌테레프탈레이트 쉬링크필름 및 상기 폴리비닐알콜의 75℃에 있어서의 영율(Young's modulus)은 각각, 50MPa, 1GPa이었다.

(실시예 27)

일축 방향으로 열수축하는 두께 50㎛, 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌테레프탈레이트 쉬링크필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트LX-61S, 유리 전이 온도 70℃)의 한 면에, 불소 수지(주식 회사티 앤드 케이制 나노스B)를 두께가 12㎛이 되도록 증착, 고착화함으로써 경질층을 형성해서 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 그 적층 시트를 75℃로 1분간 가열하여 가열전의 길이의 50%으로 열수축시킴으로써(즉, 변형율 50%로 변형시킴으로써), 경질층이 수축 방향에 대하여 수직한 방향을 따라 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 갖는 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

(실시예 28)

영율(Young's modulus) 2MPa인 폴리디메틸실록산으로 이루어지는 두께 5mm의 시트를 인장 장치에 의해 2배의 길이가 될 때까지 인장하고, 그 상태로 고정했다. 그리고, 그 상태로, 상기 시트의 한 면에 톨루엔에 희석한 폴리메틸메타크릴레이트(폴리머 소스 주식 회사制 P4831-MMA, 유리 전이 온도 100℃)를 두께가 12nm이 되도록 도포함으로써 경질층을 형성해서 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 인장을 멈추고, 그 적층 시트를 인장 전의 길이로 되돌아가게 함에 따라, 경질층을 변형율 50%로 압축하고, 경질층이 압축 방향에 대하여 수직한 방향을 따라 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 갖는 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

(실시예 29)

영율(Young's modulus) 2MPa의 폴리디메틸실록산으로 이루어진 두께 5mm의 시트의 한 면에, 톨루엔에 희석한 폴리메틸메타크릴레이트(폴리머 소스 주식 회사制 P4831-MMA, 유리 전이 온도 100℃)를 두께가 12nm이 되도록 도포함으로써 경질층을 형성해서 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 인장 장치에 의해 적층 시트를 5배의 길이까지 인장함에 따라, 인장 방향의 법선방향의 길이를 50% 수축시키고 (즉, 변형율 50%로 변형시키고), 경질층이 인장 방향에 따라 주기적인 물결 형상의 요철 패턴을 갖는 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

(비교예 10)

폴리메틸메타크릴레이트를 두께가 60nm이 되도록 도포한 것을 제외하고는 실시예 25과 같은 식으로 하여 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

(비교예 11)

쉬링크 필름 대신 두께 50㎛, 영율(Young's modulus) 5GPa인 2축 연장 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(테이진(帝人) 주식 회사제 G2)을 이용한 것을 제외하고는 실시예 25과 같은 식으로 하여 요철 패턴 공정용 시트를 얻는 것을 시도했다. 그러나, 물결 형상의 요철 패턴이 형성되지 않았고, 요철 패턴 공정용 시트가 얻을 수 없었다.

(비교예 12)

일축방향으로 열수축하고 두께 50㎛이며 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌테레프탈레이트 쉬링크필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 LX-10S)의 한 면에, 톨루엔에 희석한 폴리메틸메타크릴레이트(폴리머 소스 주식 회사制 P4831-MMA, 유리 전이 온도 100℃)를 두께가 12nm이 되도록 도포함으로써 표면 평활 경질층을 형성해서 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 그 적층 시트를 70℃에서 1분간 가열하고, 가열 전의 길이의 97%로 수축시켜(즉, 변형율 3%로 변형시켜), 요철 패턴 공정용 시트를 얻은 것을 제외하고는 실시예 25과 같은 식으로 하여, 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

(비교예 13)

일축방향으로 열수축하고 두께 50㎛이며 영율(Young's modulus) 3GPa인 폴리에틸렌테레프탈레이트 쉬링크필름(미쓰비시수지(三菱樹脂) 주식 회사制 히시페트 LX-10S, 유리 전이 온도 70℃)의 한 면에, 영율(Young's modulus)이 2MPa인 폴리디메틸실록산(신에츠 화학공업(信越化學工業) 주식 회사 KS847T, 유리 전이 온도-120℃)와 백금촉매(신에츠화학공업(信越化學工業) 주식 회사 PS-1)을 톨루엔에 희석한 분산 액을 스핀 코트법에 의해 두께가 12nm이 되도록 도포함으로써 경질층을 형성해서 적층 시트를 얻었다.

그 다음에, 그 적층 시트를 100℃로 1분간 가열하고, 열수축시키는 것에 의해, 요철 패턴 형성 시트를 얻으려고 했지만, 경질층이 사행 변형하지 않았고, 그 결과, 물결 형상의 요철 패턴은 형성되지 않았다.

(실시예 30)

실시예 25에 의해 얻은 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트로서 이용하여, 아래와 같은 방식으로 광학소자를 얻었다.

즉, 실시예 25에 의해 얻은 공정 시트의 요철 패턴이 형성된 면에 에폭시 아크릴레이트계 프레폴리머, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 벤조페논계 광중합 개시제를 포함하는 미경화의 자외선경화성 수지조성물을 도포하였다.

그 다음에, 미경화의 자외선경화성 수지조성물의 도막의 면들 중 공정 시트와 접하지 않은 면에, 두께 50㎛의 트리아세틸 셀룰로우즈 필름을 중첩하여, 가압하였다.

그 다음에, 트리아세틸 셀룰로우즈 필름 위로부터 자외선을 조사해 미경화의 자외선경화성 수지조성물을 경화시키고, 그 경화물을 공정 시트로부터 박리하여 광학소자를 얻었다.

(실시예 31)

실시예 25에 의해 얻은 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트로서 이용하여, 아래와 같은 방식으로 광학소자를 얻었다.

즉, 실시예 25에 의해 얻은 공정 시트의 요철 패턴이 형성된 면에, 니켈 도금을 실시하고, 그 니켈 도금을 박리하여 두께 200㎛의 니켈 도금 시트를 얻었다. 이 니켈 도금 시트의 요철 패턴이 형성된 면에 에폭시 아크릴레이트계 프레폴리머, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 벤조페논계 광중합개시제를 포함하는 미경화의 자외선경화성 수지조성물을 도포하였다.

그 다음에, 미경화의 자외선경화성 수지조성물의 도막의 면들 중 니켈 도금 시트와 접하지 않은 면에 두께 50㎛의 트리아세틸 셀룰로우즈 필름을 중첩하여, 가압하였다.

그 다음에, 트리아세틸 셀룰로우즈 필름 위로부터 자외선을 조사해 미경화의 자외선경화성 수지조성물을 경화시키고, 그 경화물을 니켈 도금 시트로부터 박리하여 광학소자를 얻었다.

(실시예 32)

자외선 경화성 수지조성물 대신 열변화성 에폭시 수지를 사용하고, 자외선을 조사하는 대신 가열에 의해 상기 열경화성수지를 경화시킨 것을 제외하고는 실시예 31과 같은 식으로 해서 광학소자를 얻었다.

(실시예 33)

실시예 11과 같은 식으로 하여, 두께 200㎛의 니켈 도금 시트를 얻었다. 이 니켈 도금 시트의 요철 패턴이 형성된 면에, 두께 50㎛의 폴리메틸 메타크릴레이트 필름을 중첩하여 가열했다. 가열에 의해 연화된 폴리메틸 메타크릴레이트 필름과 니켈 도금 시트를 양측에서 가압한 뒤, 냉각·고착화시키고, 니켈 도금 시트로부터 박리하여 요철 패턴 형성 시트를 얻었다.

실시예 25∼33, 비교예 10∼13의 요철 패턴 형성 시트의 광학소자의 표면을 원자력 현미경(일본 비코사制 나노 스코프 III)에 의해 촬영했다.

실시예 25∼33, 비교예 10∼13의 요철 패턴 형성 시트의 광학소자에서는 원자간력 현미경 화상에서 요철 패턴의 깊이를 10군데에서 측정하고, 그것들을 평균하여 평균 깊이를 구했다.

그것들의 값을 표 3에 나타낸다.

또, 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치 및 바닥부의 평균 깊이로부터, 광학소자로서의 적성을 이하의 기준으로 평가했다. 그 평가 결과를 표 3에 나타낸다.

○: 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛이하이고, 평균 깊이가 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상이어서 광학소자로서 적합함.

×: 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛을 넘거나, 평균 깊이가 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%미만이어서 광학소자로서 적합하지 않음.

	요철패턴의 피치(㎛)	요철패턴 최심부의 깊이(㎛)	깊이/피치(%)	평가
실시예 25	280	250	89	O
실시예 26	280	230	82	O
실시예 27	300	250	82	O
실시예 28	280	230	82	O
실시예 29	280	230	82	O
비교예 10	1100	700	64	X
비교예 11	요철패턴을 형성하지 않음			X
비교예 12	300	28	9	X
비교예 13	요철패턴을 형성하지 않음			X
실시예 30	280	250	89	O
실시예 31	280	250	89	O
실시예 32	280	250	89	O
실시예 33	280	250	89	O

제1 수지제의 기판의 한 면에 제1 수지의 유리 전이 온도보다 10℃이상 높은 유리 전이 온도를 가지는 제2 수지로 이루어지는 경질층이 설치된 적층 시트를 사행 변형시킨 실시예 25∼29, 비교예 10, 12의 제조 방법에서, 요철 패턴 형성 시트를 용이하게 제조할 수 있었다. 또, 실시예 25∼29에서 얻은 요철 패턴 형성 시트는 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛이하이고, 바닥부의 평균 깊이가 상기 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%이상이어서 광학소자로서 알맞은 것이었다. 실시예 25∼29에서, 상기와 같은 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이를 얻을 수 있던 것은 표면 평활 경질층의 두께가 50nm 이하이고, 변형율을 50% 이상으로 했기 때문이다.

또, 실시예 25에서 얻은 요철 패턴 형성 시트를 공정 시트로서 이용한 실시예 30∼33의 제조 방법에 의하면, 요철 패턴 형성 시트와 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴을 갖는 광학소자를 간편하게 제조할 수 있었다.

한편, 비교예 10에서는, 표면 평활 경질층 두께가 50nm을 넘기 때문에, 얻어진 요철 패턴 형성 시트는 요철 패턴의 최빈(最頻) 피치가 1㎛을 넘었다. 또, 비교예 12에서는, 변형율을 3%로 했기 때문에, 얻어진 요철 패턴 형성 시트는 요철 패턴의 바닥부의 평균 깊이가 최빈(最頻) 피치를 100%로 했을 때의 10%미만이었다. 이것들은 반드시 광학소자로서 알맞은 것은 아니다.

이에 대하여, 수지층으로서 2축연장 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 이용한 비교예 11 및 제1 수지보다 제2 수지의 유리 전이 온도가 낮은 적층 시트를 이용한 비교예 13의 제조 방법에서는 표면 평활 경질층이 사행 변형하지 않았기 때문에, 요철 패턴이 형성되지 않았다.

본 발명의 요철 패턴 형성 시트는 광확산체로서 이용할 수 있고, 간편하게 제조될 수 있는 것이다. 본 발명의 요철 패턴 형성 시트의 제조 방법에 의하면, 광확산체로서 이용되는 요철 패턴 형성 시트를 간편하게 제조할 수 있다.

본 발명의 광확산체는, 확산의 이방성이 뛰어나다. 본 발명의 광확산체 제조용 공정 시트 및 광확산체의 제조 방법에 의하면, 요철 패턴 형성 시트와 동등한 최빈(最頻) 피치 및 평균 깊이의 요철 패턴이 형성된 광확산체를 간편하면서 대량으로 제조할 수 있다.

본 발명의 광학 시트는 광학특성에 뛰어날 뿐만 아니라 광학특성을 용이하게 불균일하게 할 수 있다.

본 발명의 확산 도광체 및 백라이트 유닛에 의하면, 광원으로부터의 광을 충분히 이방성 확산시킬 수 있다.

본 발명의 요철 패턴 형성 시트는 반사 방지체나 위상차판 등의 광학소자로서 적절히 이용될 수 있다. 또, 본 발명의 요철 패턴 형성 시트는 물결 형상의 요철 패턴을 갖는 광학소자를 제조하기 위한 틀로서 사용되는 광학소자제조용 공정 시트로서도 적절히 이용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 사행하는 물결 형상의 요철 패턴이 한 면에 형성된 투명수지층으로 이루어지는 광 확산체로,
   요철 패턴의 최빈(最頻) 피치(A)가 1.0㎛를 넘고 20㎛이하이며, 상기 최빈(最頻) 피치(A)에 대한 요철의 평균 깊이(B)의 비(B/A)가 0.1∼3.0이며,
   상기 요철 패턴의 배향도가 0.3~1.0인 것을 특징으로 하는 광 확산체.
2. 제 1 항의 기재된 광 확산체의 요철 패턴과 동등의 최빈 피치, 평균 깊이 및 배향도를 갖는 요철 패턴이 표면에 형성된, 상기 광 확산체를 제조하기 위한 형(型)으로서 이용되는 2차 공정용 성형물.

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