KR20200128704A

KR20200128704A - 광학 필름, 광학 배리어 필름, 및 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR20200128704A
Application number: KR1020207028045A
Authority: KR
Inventors: 후미타케 스즈키
Original assignee: 도판 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-11-16
Also published as: CN111954831A; WO2019172384A1; CN111954831B; JPWO2019172384A1; US11650358B2; US20200400864A1; JP7331830B2

Abstract

본 개시에 관련된 광학 필름은, 제 1 필름 기재와, 제 1 필름 기재 상에 형성된 광 확산층을 구비하고, 광 확산층은, 바인더 수지와 광 확산 입자를 함유하고, 광 확산 입자의 개수의 10 ％ 이상이, 그 일부를 광 확산 입자가 존재하지 않는 주위 근방보다 돌출시킴으로써 광 확산층의 표면에 요철 구조를 형성하고, 또한 일부를 돌출시키고 있는 광 확산 입자의 개수의 90 ％ 이상이 그 돌출 부분을 바인더 수지로 피복하고 있다.

Description

광학 필름, 광학 배리어 필름, 및 백라이트 유닛

본 개시는, 창이나 디스플레이 등에 형성되는 광학 필름에 관한 것이다. 본 개시는, 특히 액정 디스플레이 (LCD), 유기 일렉트로 루미네선스 디스플레이 (ELD), 및 플라즈마 디스플레이 (PDP) 등의 디스플레이에 형성되는 광 확산성의 광학 필름, 그리고 그 광학 필름을 구비하는 광학 배리어 필름 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.

액정 디스플레이 등의 전자 디바이스에서는, 다양한 광학 필름이 사용되고 있다. 특허문헌 1 에 기재된 발명은, 조명 기구, 전식 (電飾) 간판, 배면 투사 스크린, 액정 디스플레이 등에 사용되는 광 확산 시트에 관한 것이다. 특허문헌 1 에 기재된 광 확산 시트는, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어지는 구상 입자를 함유하는 광 확산층을 구비하고 있다.

광 확산층은, 광 확산 입자를, 주로 바인더 수지로 형성되는 층으로부터 돌출시킴으로써 표면에 미세한 요철을 형성한 것이다. 표면의 요철은, 광 확산 입자가 단독 혹은 복수가 응집되어 표면으로부터 돌출됨으로써 형성된다. 광 확산층은, 백라이트 유닛에서 사용되는 경우에는 광원으로부터의 광을 보다 균일한 면 광원 (확산 조명광) 으로 변환하는 기능 등을 갖고, 표시 패널에서 사용되는 경우에는 간섭 스폿의 방지나 블로킹 (첩부 (貼付)) 을 방지하는 기능 등을 갖는다.

일본 특허공보 제3790571호

광학 필름의 제조 후나 제조 공정 중에 광 확산층이 최표면이 되었을 때에, 돌출된 광 확산 입자가 광 확산층으로부터 박락 (剝落) 되어, 미세한 진애가 될 우려가 있다. 또, 단단한 입자가 돌출됨으로써, 다른 부재 (예를 들어, 백라이트 유닛 내에서 대면하는 도광판) 와 접촉할 때에 그것들을 손상시킬 우려가 있다.

본 개시는, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 광 확산층이 다른 부재와 접촉할 때에 그것들을 손상시킬 리스크나, 광 확산 입자가 박락될 리스크가 저감되는 광학 필름, 그리고 그 광학 필름을 구비하는 광학 배리어 필름 및 백라이트 유닛을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 개시의 일 측면에 관련된 광학 필름은, 제 1 필름 기재와, 상기 제 1 필름 기재 상에 형성된 광 확산층을 구비하고, 상기 광 확산층은, 바인더 수지와 광 확산 입자를 함유하고, 상기 광 확산 입자의 개수의 10 ％ 이상이, 그 일부를 상기 광 확산 입자가 존재하지 않는 주위 근방보다 돌출시킴으로써 상기 광 확산층의 표면에 요철 구조를 형성하고, 또한 일부를 돌출시키고 있는 상기 광 확산 입자의 개수의 90 ％ 이상이, 그 돌출 부분을 상기 바인더 수지로 피복하고 있다.

상기 광학 필름의 일 양태는, 상기 광 확산 입자의 돌출 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께 중, 상기 제 1 필름 기재와 상기 광 확산층의 계면에 의해 정해지는 평면으로부터 수직 방향으로 가장 높은 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께의 평균값이 50 ㎚ 이상 1 ㎛ 이하이다.

상기 광학 필름의 일 양태는, 상기 요철 구조가 있는 상기 광 확산층의 평균 막두께에 의해 정해지는 평면으로부터의 상기 광 확산 입자의 돌출 부분의 높이의 평균값이, 상기 광 확산층 내의 상기 광 확산 입자의 평균 입자경의 10 ％ 이상 50 ％ 미만이다.

상기 광학 필름의 일 양태는, 상기 광 확산층 내의 상기 광 확산 입자의 평균 입자경이 0.5 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하이다.

상기 광학 필름의 일 양태는, 상기 광 확산층의 표면 저항률이, 1.0 × 10¹³ Ω/□ 이하이다.

본 개시의 일 측면에 관련된 광학 배리어 필름은, 상기 광학 필름의 상기 제 1 필름 기재의, 상기 광 확산층이 형성된 면과 반대측의 면에, 무기 산화물층을 구비한 제 2 필름 기재를 첩합 (貼合) 하여 이루어진다.

본 개시의 일 측면에 관련된 백라이트 유닛은, 상기 광학 배리어 필름을 구비한다.

본 개시에 의하면, 광 확산층이 다른 부재와 접촉할 때에 그것들을 손상시킬 리스크나, 광 확산 입자가 박락될 리스크가 저감된 광학 필름, 그리고 그 광학 필름을 구비하는 광학 배리어 필름 및 백라이트 유닛이 제공되어, 그것들을 제조할 때의 수율이 개선되고, 생산성이 향상된다.

도 1(a) 는 본 개시의 일 실시형태에 관련된 광학 필름의 개략 단면도이고, 도 1(b) 는 본 개시의 광학 필름이 바람직하게 갖는 형상의 특징을 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 2 는 본 개시의 제 1 실시형태에 관련된 광학 배리어 필름의 개략 단면도이다.
도 3 은 본 개시의 제 2 실시형태에 관련된 광학 배리어 필름의 개략 단면도이다.
도 4 는 본 개시의 제 3 실시형태에 관련된 광학 배리어 필름의 개략 단면도이다.
도 5 는 본 개시의 일 실시형태에 관련된 광학 배리어 필름을 구비하는 색 변환 필름의 개략 단면도이다.
도 6 은 본 개시의 일 실시형태에 관련된 백라이트 유닛의 개략 단면도이다.
도 7(a) ∼ 도 7(c) 는 도광판 손상성을 평가하는 시험으로서, 도 7(a) 는 가압 시험, 도 7(b) 는 낙구 (落球) 시험, 도 7(c) 는 스크래치 시험의 방법을 각각 설명하기 위한 개략 단면도이다.

이하, 본 개시의 실시형태에 관련된 광학 필름, 그리고 그 광학 필름을 구비하는 광학 배리어 필름 및 백라이트 유닛에 대해 도면을 사용하여 설명한다. 동일한 구성 요소에 대해서는 편의상의 이유가 없는 한 동일한 부호를 붙인다. 각 도면에 있어서, 보기 쉽게 하기 위해 구성 요소의 두께나 비율은 과장되어 있는 경우가 있다. 또, 본 발명은 그 주지를 일탈하지 않는 범위에서, 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

[광학 필름]

도 1(a) 는 본 개시의 일 실시형태에 관련된 광학 필름의 개략 단면도이다. 도 1(a) 에 있어서, 광학 필름 (10) 은, 제 1 필름 기재 (12) 와, 제 1 필름 기재 (12) 상에 형성된 광 확산층 (14) 을 구비한다. 광 확산층 (14) 은 바인더 수지 (16) 와 광 확산 입자 (18) 를 함유하고, 광 확산 입자 (18) 의 개수의 10 ％ 이상이, 그 일부를 광 확산 입자 (18) 가 존재하지 않는 주위 근방보다 돌출시킴으로써 광 확산층 (14) 의 표면에 요철 구조를 형성하고 있다. 또한 일부를 돌출시키고 있는 광 확산 입자 (18) 의 개수의 90 ％ 이상이, 그 돌출 부분을 바인더 수지 (16) 로 피복하고 있다.

상기에서, 광 확산 입자 (18) 의 개수의 10 ％ 이상이란, 광 확산 입자 (18) 를, 광학 현미경 또는 전자 현미경에 의한 단면 관찰에 의해 적어도 50 개 관찰한 것 중 5 개 이상인 것을 의미한다. 또, 일부를 돌출시키고 있는 광 확산 입자 (18) 의 개수의 90 ％ 이상이란, 상기 5 개 이상의 90 ％ 이상인 것을 의미한다.

도 1(b) 는, 광학 필름 (10) 이 바람직하게 갖는 형상의 특징을 설명하기 위한 개략 단면도이다. 광학 필름 (10) 은, 광 확산 입자 (18) 의 돌출 부분을 피복하는 바인더 수지 (16) 의 두께 중, 제 1 필름 기재 (12) 와 광 확산층 (14) 의 계면에 의해 정해지는 평면으로부터 수직 방향 (＋Z 방향) 으로 가장 높은 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께 (S) 의 평균값이 50 ㎚ 이상 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 두께 (S) 의 평균값이란, 광 확산 입자 (18) 의 돌출 부분을 피복하는 바인더 수지 (16) 를, 광학 현미경 또는 전자 현미경에 의한 단면 관찰에 의해 20 개 지점 측정한 평균값으로 한다.

상기 두께 (S) 의 평균값이 50 ㎚ 보다 얇으면, 피복 효과가 충분히 발현되지 않아, 광 확산층 (14) 이 다른 부재와 접촉할 때에 그것들을 손상시킬 리스크나, 광 확산 입자 (18) 가 박락될 리스크가 높아진다. 상기 두께 (S) 의 평균값이 1 ㎛ 보다 두꺼우면 표면의 요철이 커져, 헤이즈 등의 광학 특성이 최적값을 벗어날 우려가 있다.

또한, 광학 필름 (10) 은, 요철 구조가 있는 광 확산층 (14) 의 평균 막두께 (T) 에 의해 정해지는 평면 (14C) 으로부터의 광 확산 입자 (18) 의 돌출 부분의 높이 (H) 의 평균값이, 광 확산층 (14) 내의 광 확산 입자 (18) 의 평균 입자경 (R) 의 10 ％ 이상 50 ％ 미만인 것이 바람직하다. 여기서, 요철 구조가 있는 광 확산층 (14) 의 평균 막두께 (T) 는, 전자 마이크로미터 또는 전자동 미세 형상 측정기에 의해 구할 수 있다. 높이 (H) 의 평균값이란, 광 확산 입자 (18) 의 돌출 부분의 높이 (H) 를, 광학 현미경 또는 전자 현미경에 의한 단면 관찰에 의해 20 개 지점 측정한 평균값으로 한다.

광 확산층 (14) 내의 광 확산 입자 (18) 의 평균 입자경 (R) 은, 예를 들어, 광학 필름 (10) 의 표면을 광학 현미경 또는 전자 현미경에 의해 확대 관찰하고, 랜덤하게 추출한 예를 들어 20 개의 광 확산 입자 (18) 에 대해, 가로 (X) 방향, 세로 (Y) 방향의 직경을 측정 (Rx, Ry) 해서 평균 (＝ (Rx ＋ Ry)/2) 을 구하여, 그 20 개에 있어서의 평균값을 평균 입자경 (R) 으로 할 수 있다.

상기 광 확산 입자 (18) 의 돌출 부분의 높이 (H) 가 평균 입자경 (R) 의 10 ％ 미만이면, 바람직한 헤이즈값이 얻어지지 않고, 50 ％ 를 초과하면, 바인더 수지에 의한 충분한 피복이 이루어지지 않아, 광 확산층 (14) 이 다른 부재와 접촉할 때에 그것들을 손상시킬 리스크나, 광 확산 입자 (18) 가 박락될 리스크가 높아진다.

또한, 광학 필름 (10) 은, 광 확산층 (14) 내의 광 확산 입자 (18) 의 상기 평균 입자경 (R) 이 0.5 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 평균 입자경 (R) 이 0.5 ㎛ 미만이면, 바람직한 헤이즈값이 얻어지지 않고, 10 ㎛ 를 초과하면 접촉하는 다른 부재를 손상시킬 우려가 있다.

또한, 광학 필름 (10) 은, 광 확산층 (14) 의 표면 저항률이, 1.0 × 10¹³ Ω/□ 이하인 것이 바람직하다. 1.0 × 10¹³ Ω/□ 이하임으로써, 광 확산층 (14) 에 대전 방지 성능이 바람직하게 부여되므로, 광 확산층 (14) 에 대한 진애 등의 부착 또는 혼입이 감소하는 경향이 된다. 이 때문에, 백라이트 유닛의 제조 공정 등에 있어서, 진애에서 기인하는 광 확산층 (14) 또는 다른 부재의 손상이 감소하는 경향이 있다.

[광학 배리어 필름]

(제 1 실시형태)

도 2 는 본 개시의 제 1 실시형태에 관련된 광학 배리어 필름의 개략 단면도이다. 도 2 에 있어서, 광학 배리어 필름 (20A) 은, 제 2 필름 기재 (12a) 및 배리어층 (24a) 을 포함하는 배리어 복합층 (22) 과, 도 1(a) 의 광학 필름 (10) 을 구비한다. 배리어 복합층 (22) 은, 제 1 필름 기재 (12) 와 배리어층 (24a) 이 대면하도록, 광학 필름 (10) 상에 접착층 (26a) 을 개재하여 형성되어 있다.

광학 배리어 필름 (20A) 이 제 2 필름 기재 (12a) 및 배리어층 (24a) 을 포함하는 배리어 복합층 (22) 을 구비함으로써, 수증기 차단성이나 산소 차단성이 우수함과 함께 배리어층 등의 손상을 더욱 저감시킨 광학 배리어 필름을 실현할 수 있다. 제 2 필름 기재 (12a) 의 재료는 제 1 필름 기재 (12) 와 동일해도 된다. 제 2 필름 기재 (12a) 의 두께는, 예를 들어, 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 제 2 필름 기재 (12a) 의 두께가 5 ㎛ 이상이면, 제 2 필름 기재 (12a) 의 강도가 향상되어, 예를 들어, 백라이트 유닛 제조 공정 등에 있어서, 제 2 필름 기재 (12a) 의 취급이 용이해지는 경향이 있다. 한편, 제 2 필름 기재 (12a) 의 두께가 50 ㎛ 이하이면, 기재 단면 (端面) 으로부터의 수증기나 산소의 침입에 의한 배리어성의 저하를 억제할 수 있다.

배리어층 (24a) 은 기체의 침입을 차단할 수 있는 층이다. 배리어층 (24a) 은 무기 박막층을 포함하는 것이 바람직하다. 무기 박막층은 금속 산화물 등의 무기 산화물을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 금속으로는, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 및 은을 들 수 있다. 또 상기 금속 산화물은, 예를 들어, 이트륨탄탈옥사이드, 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 및 마그네슘 산화물 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 산화물일 수 있으며, 저렴하고, 수증기 등의 침입을 차단하는 배리어 성능이 우수한 점에서, 실리콘 산화물인 것이 바람직하다. 실리콘 산화물은 SiOx 로 나타내고, 식 중의 x 는 1.5 이상 2.0 이하인 것이 바람직하다. x 가 1.5 이상, 보다 바람직하게는 1.7 이상이면, 투명성이 향상되는 경향이 있다. 또, x 가 2.0 이하이면, 배리어성이 우수한 경향이 있다. 무기 박막층은, 예를 들어, 증착법 또는 스퍼터법에 의해 형성되고, 증착법에 의해 형성된 무기 증착 박막층인 것이 바람직하다.

무기 박막층의 두께는, 10 ∼ 300 ㎚ 인 것이 바람직하고, 20 ∼ 100 ㎚ 인 것이 보다 바람직하다. 무기 박막층의 두께가 10 ㎚ 이상임으로써, 균일한 막이 얻어지기 쉽고, 가스 배리어성이 얻어지기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 무기 박막층의 두께가 300 ㎚ 이하임으로써, 무기 박막층에 유연성을 유지시킬 수 있어, 성막 후에 절곡, 인장 등의 외력에 의해, 균열 등이 잘 발생하지 않게 되는 경향이 있다.

배리어층 (24a) 은 가스 배리어성 피복층을 포함하고 있어도 된다. 가스 배리어성 피복층은 하기 식 (1) 로 나타내는 금속 알콕시드 및 그 가수 분해물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 조성물로 형성되는 것이 바람직하다.

M(OR¹)_m(R²)_n-m … (1)

상기 식 (1) 중, R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로 탄소수 1 ∼ 8 의 1 가의 유기기이고, 메틸기, 에틸기 등의 알킬기인 것이 바람직하다. M 은 Si, Ti, Al, Zr 등의 n 가의 금속 원자를 나타낸다. m 은 1 ∼ n 의 정수 (整數) 이다. 금속 알콕시드로는, 예를 들어, 테트라에톡시실란 [Si(OC₂H₅)₄], 트리이소프로폭시알루미늄 [Al(O-iso-C₃H₇)₃] 등을 들 수 있다. 금속 알콕시드는, 가수 분해 후, 수계의 용매 중에 있어서 비교적 안정적인 점에서, 테트라에톡시실란 또는 트리이소프로폭시알루미늄인 것이 바람직하다. 금속 알콕시드의 가수 분해물로는, 예를 들어, 테트라에톡시실란의 가수 분해물인 규산 (Si(OH)₄), 및 트리프로폭시알루미늄의 가수 분해물인 수산화알루미늄 (Al(OH)₃) 등을 들 수 있다. 이것들은, 1 종 뿐만 아니라, 복수 종을 조합하여 사용할 수도 있다.

상기 조성물은 추가로 수산기 함유 고분자 화합물을 함유하고 있어도 된다. 수산기 함유 고분자 화합물로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 및 전분 등의 수용성 고분자를 들 수 있다. 수산기 함유 고분자 화합물은 배리어성의 관점에서 폴리비닐알코올인 것이 바람직하다. 이것들은, 1 종 뿐만 아니라, 복수 종을 조합하여 사용할 수도 있다. 상기 조성물에 있어서의 수산기 함유 고분자 화합물의 함유량은, 예를 들어, 10 ∼ 90 질량％ 이다.

가스 배리어성 피복층의 두께는, 50 ∼ 1000 ㎚ 인 것이 바람직하고, 100 ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하다. 가스 배리어성 피복층의 두께가 50 ㎚ 이상이면, 보다 충분한 가스 배리어성을 얻을 수 있는 경향이 있고, 1000 ㎚ 이하이면, 충분한 유연성을 유지할 수 있는 경향이 있다.

배리어층 (24a) 이 무기 박막층과 가스 배리어성 피복층의 양방을 포함하는 경우, 제 1 필름 기재 (12) 의 표면 상에 무기 박막층이 형성되고, 그 무기 박막층의 표면 상에 가스 배리어성 피복층이 형성되어 있어도 된다.

접착층 (26a) 은 접착제 또는 점착제로 형성된다. 상기 접착제로는, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제 등을 들 수 있다. 상기 접착제는 에폭시 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 접착제가 에폭시 수지를 함유함으로써, 광학 필름 (10) 과 배리어 복합층 (22) 의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또, 상기 점착제로는, 아크릴계 점착제, 폴리비닐에테르계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제, 전분 풀계 접착제 등을 들 수 있다. 접착층 (26a) 의 두께는 0.5 ∼ 50 ㎛ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 20 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 2 ∼ 6 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 접착층 (26a) 의 두께가 0.5 ㎛ 이상임으로써, 광학 필름 (10) 과 배리어 복합층 (22) 의 밀착성이 얻어지기 쉬워지고, 상기 두께가 50 ㎛ 이하임으로써, 보다 우수한 가스 배리어성이 얻어지기 쉬워지는 경향이 있다.

제 1 실시형태에 관련된 광학 배리어 필름 (20A) 은, 예를 들어, 광학 필름 (10) 과는 별도로 제 2 필름 기재 (12a) 상에 배리어층 (24a) 을 형성하여 배리어 복합층 (22) 을 제조하고, 그 후, 광학 필름 (10) 과 배리어 복합층 (22) 을 첩합하고, 필요에 따라 에이징을 실시함으로써 얻을 수 있다. 제 1 실시형태에 관련된 광학 배리어 필름 (20A) 의 제조 방법은 상기에 한정되지 않는다.

(제 2 실시형태)

도 3 은 본 개시의 제 2 실시형태에 관련된 광학 배리어 필름의 개략 단면도이다. 도 3 에 있어서, 광학 배리어 필름 (20B) 은, 제 2 필름 기재 (12a) 및 배리어층 (24a) 을 포함하는 배리어 복합층 (22a) 과, 광학 필름 (10) 을 구비한다. 배리어 복합층 (22a) 은, 제 1 필름 기재 (12) 와 제 2 필름 기재 (12a) 가 대면하도록, 광학 필름 (10) 상에 접착층 (26a) 을 개재하여 형성되어 있다.

(제 3 실시형태)

도 4 는 본 개시의 제 3 실시형태에 관련된 광학 배리어 필름의 개략 단면도이다. 도 4 에 있어서, 광학 배리어 필름 (20C) 은, 제 2 필름 기재 (12a) 및 배리어층 (24a) 을 포함하는 배리어 복합층 (22a) 과, 제 3 필름 기재 (12b) 및 배리어층 (24b) 을 포함하는 배리어 복합층 (22b) 과, 광학 필름 (10) 을 구비한다. 배리어 복합층 (22a) 은, 제 1 필름 기재 (12) 와 제 2 필름 기재 (12a) 가 대면하도록, 광학 필름 (10) 상에 접착층 (26a) 을 개재하여 형성되어 있다. 배리어 복합층 (22b) 은, 배리어층 (24a) 과 배리어층 (24b) 이 대면하도록, 배리어 복합층 (22a) 상에 접착층 (26b) 을 개재하여 형성되어 있다.

[색 변환 필름]

도 5 는 본 개시의 일 실시형태에 관련된 광학 배리어 필름을 구비하는 색 변환 필름의 개략 단면도이다. 색 변환 필름 (30) 은 액정 디스플레이용 백라이트 유닛의 광원으로부터의 광의 일부의 파장을 변환 가능한 필름이다. 도 5 에 있어서, 색 변환 필름 (30) 은, 색 변환층 (32) 과, 색 변환층 (32) 을 사이에 두도록 배치된 광학 배리어 필름 (20) 을 구비한다. 광학 배리어 필름 (20) 은, 상기 서술한 광학 배리어 필름 (20A, 20B, 20C) 중 어느 것이어도 되며, 2 개의 광학 배리어 필름 (20) 의 구성은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 광학 배리어 필름 (20) 은, 광 확산층 (14) 이 색 변환층 (32) 과 반대측을 향하도록 색 변환층 (32) 상에 배치되어 있다. 따라서, 색 변환 필름 (30) 은 광 확산층 (14) 의 요철면 (14A) 에서 유래하는 요철면 (20F, 20G) 을 갖는다.

색 변환 필름 (30) 은 표면에 요철면 (20F, 20G) 을 가짐으로써, 색 변환 필름 (30) 의 요철면 (20F, 20G) 상에 다른 부재를 중첩시킨 경우, 그 다른 부재와의 블로킹을 억제할 수 있다. 또, 색 변환 필름 (30) 을, 예를 들어, 백라이트 유닛을 구성하는 도광판과 중첩시켜도, 도광판이 돌출된 광 확산 입자에 의해 손상되는 것을 억제할 수 있다. 또, 배리어층 자체가 손상되는 것도 억제되는 점에서, 색 변환층 (32) 에 대한 공기 및 수증기의 침입이 적절히 저감되어, 색 변환 필름 (30) 에 있어서의 색 변환 성능이 장기간에 걸쳐 유지된다.

본 개시에 관련된 색 변환 필름은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 도 5 에 있어서, 색 변환층 (32) 이 2 개의 본 개시에 관련된 광학 배리어 필름으로 이루어지는 보호 필름에 의해 협지된 구성의 색 변환 필름 (30) 을 예시하였지만, 색 변환층 (32) 을 사이에 두는 2 개의 보호 필름 중 일방이 본 개시에 관련된 광학 배리어 필름이고, 타방이 다른 구성의 보호 필름이어도 된다.

색 변환층 (32) 은 수지 및 형광체를 함유하고, 색 변환층 (32) 의 두께는 수십 ∼ 수백 ㎛ 이다. 상기 수지로는, 예를 들어, 광경화성 수지 또는 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 색 변환층 (32) 은, 발광 나노 결정 (양자 도트) 으로 이루어지는 2 종류의 형광체를 함유하는 것이 바람직하다. 또, 색 변환층 (32) 은, 1 종류의 형광체를 함유하는 형광체층과 다른 종류의 형광체를 함유하는 형광체층이 2 층 이상 적층된 것이어도 된다. 2 종류의 형광체에는, 여기 파장이 동일한 것이 선택된다. 여기 파장은, 백라이트 유닛의 광원이 조사하는 광의 파장에 기초하여 선택된다. 2 종류의 형광체의 형광색은 서로 상이하다. 광원에 청색 발광 다이오드 (청색 LED) 를 사용하는 경우, 2 종류의 형광색은 적색 및 녹색이다. 각 형광의 파장, 및 광원이 조사하는 광의 파장은, 컬러 필터의 분광 특성에 기초하여 선택된다. 형광의 피크 파장은, 예를 들어, 적색에서 610 ㎚ 이고, 녹색에서 550 ㎚ 이다.

[백라이트 유닛]

도 6 은 본 개시의 일 실시형태에 관련된 백라이트 유닛의 개략 단면도이다. 도 6 에 있어서, 백라이트 유닛 (40) 은, 광원 (42) 과, 도광판 (46) 과, 도광판 (46) 상에 배치된 색 변환 필름 (30) 을 구비한다. 색 변환 필름 (30) 은, 요철면 (20F) (즉, 광 확산층 (14) 의 요철면 (14A)) 이 도광판 (46) 과 접하도록 배치되어 있다. 상세하게는, 백라이트 유닛 (40) 은, 색 변환 필름 (30) 의 요철면 (20F) 상에 도광판 (46) 및 반사판 (44) 이 이 순서로 배치되고, 광원 (42) 은 상기 도광판 (46) 의 측방 (도광판 (46) 의 면 방향) 에 배치된다. 백라이트 유닛 (40) 은, 성능의 면내 편차가 충분히 작은 색 변환 필름 (30) 을 구비함으로써, 백라이트 유닛 (40) 의 성능 (발색, 휘도 등) 의 편차도 충분히 작게 할 수 있다. 백라이트 유닛 (40) 은, 색 변환 필름 (30) 이 접하는 도광판 (46) 이 손상되는 것을 억제할 수 있다. 또, 배리어층 자체가 손상되는 것도 억제되는 점에서, 색 변환층에 대한 공기 및 수증기의 침입이 적절히 저감되어, 백라이트 유닛으로부터 장기간에 걸쳐 양호한 백색광을 얻을 수 있다.

도광판 (46) 및 반사판 (44) 은, 광원 (42) 으로부터 조사된 광을 효율적으로 반사시켜, 유도하는 것으로서, 공지된 재료가 사용된다. 도광판 (46) 으로는, 예를 들어, 아크릴, 폴리카보네이트, 및 시클로올레핀 필름 등이 사용된다. 도광판 (46) 에 사용되는 재료는, 큰 경도를 갖지 않는 경우가 많아, 다른 부재와의 접촉에 의해 손상되기 쉬운 경향이 있다. 특히, 폴리카보네이트는 투명성이 높고 가공이 용이한 점에서 일반적으로 사용되지만, 표면 경도가 낮아 손상되기 쉽다. 광원 (42) 에는, 예를 들어, 청색 발광 다이오드 소자가 복수 개 형성되어 있다. 이 발광 다이오드 소자는, 자색 발광 다이오드, 또는 더욱 저파장의 발광 다이오드여도 된다. 광원 (42) 으로부터 조사된 광은, 도광판 (46) (D1 방향) 에 입사된 후, 반사 및 굴절 등을 수반하여 색 변환층 (32) (D2 방향) 에 입사한다. 색 변환층 (32) 을 통과한 광은, 색 변환층 (32) 을 통과하기 전의 광에 색 변환층 (32) 에서 발생한 황색광이 섞임으로써, 백색광이 된다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 개시의 광학 필름을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명의 범위는 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(사용 성분)

실시예 1 ∼ 13 및 비교예 1, 2 의 광 확산층 조성물 (도액 (塗液)) 을 조제하기 위해, 이하의 성분을 준비하였다.

· 주제 (主劑) 1 : 우레탄계 미립자 (입자경 2.5 ∼ 3.5 ㎛) 와 클리어제의 혼합제 (DIC 그래픽스 주식회사 제조)

· 주제 2 : 우레탄계 미립자 (입자경 10 ∼ 15 ㎛) 와 클리어제의 혼합제 (DIC 그래픽스 주식회사 제조)

· 클리어제 : 주제 1, 2 의 미립자 농도를 조정하기 위한 니스 (DIC 그래픽스 주식회사 제조)

· 경화제 : 이소시아네이트 경화제 (DIC 그래픽스 주식회사 제조)

· 대전 방지제 : 레지스탓 PU-101 (상품명, 다이이치 공업 제약 주식회사 제조)

· 용제 : 톨루엔 (와코 순약 공업 주식회사 제조, 시카 1 급)

(광학 필름의 제조)

제 1 필름 기재 상에, 표 1 에 나타내는 조성을 혼합하여 이루어지는 광 확산층 조성물을 도포하여, 와이어 바 코터에 의해 도막을 형성하였다. 계속해서, 이 도막을 80 ℃ 30 초간 가열하여 건조시켰다. 이 건조된 도막에 대하여, 60 ℃ 2 일간 에이징을 실시하여, 실시예 1 ∼ 13 및 비교예 1, 2 의 광학 필름을 각각 제조하였다. 광 확산층 조성물의 도막을 형성하는 데에 있어서, 번수 (番手) 가 상이한 와이어 바를 각각 사용함으로써, 및 점도를 조정함으로써 도포량을 변화시켜, 두께가 상이한 광 확산층을 제 1 필름 기재 상에 각각 형성하였다.

(광학 필름의 특성값의 측정)

실시예 및 비교예에서 얻어진 광학 필름의 이하의 특성값을 측정하였다.

(1) 돌출 부분을 갖는 광 확산 입자의 개수％

(2) 광 확산 입자의 돌출 부분의 가장 높은 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께의 평균값

(3) 광 확산층의 평균 막두께에 의해 정해지는 평면으로부터의 광 확산 입자의 돌출 부분의 높이의 평균값

(4) 광 확산층 내의 광 확산 입자의 평균 입자경, 및 광 확산층의 표면 저항률

상기 중, 표면 저항률 이외에는, 필름의 임의의 지점에 대해, 광 확산층의 단면을 전자 현미경 관찰함으로써 측정을 실시하였다. 즉, 돌출 부분을 갖는 광 확산 입자의 개수％ 는, 랜덤하게 추출한 50 개의 광 확산 입자를 돌출되어 있는 것과 돌출되어 있지 않은 것 각각으로 카운트하여, 실시예 및 비교예의 광학 필름은 모두, 개수의 10 ％ 이상이 일부를 광 확산 입자가 존재하지 않는 주위 근방보다 돌출시키고 있는 것을 확인하였다. 또, 일부를 돌출시키고 있는 광 확산 입자가, 그 돌출 부분을 바인더 수지로 피복하고 있는 개수의 비율은 실시예의 광학 필름은 모두 100 ％, 비교예의 광학 필름은 모두 0 ％ 였다. 광 확산 입자의 돌출 부분의 가장 높은 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께의 평균값은, 랜덤하게 추출한, 돌출되고 바인더 수지에 피복되어 있는 20 개의 광 확산 입자에 대해 측정하였다. 광 확산층의 평균 막두께에 의해 정해지는 평면으로부터의 광 확산 입자의 돌출 부분의 높이의 평균값, 광 확산층 내의 광 확산 입자의 평균 입자경은, 모두 랜덤하게 추출한, 돌출되어 있는 20 개의 광 확산 입자에 대해 측정하였다.

표면 저항률은, 고저항 저항률계 (상품명 : 하이레스타-UP MCP-HT450, 다이아 인스트루먼트사 제조) 를 사용해서, JIS-K6911 에 준거하여 측정하였다 (인가 전압 : 500 V, 시간 : 10 초, 프로브 : URS 의 조건, 23 ℃ 55 ％RH 환경하).

표 2 에 이하의 값을 나타낸다.

· 값 1 : 일부가 돌출되어 있는 광 확산 입자의 비율 (단위 : ％)

· 값 2 : 광 확산 입자의 돌출 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께 중, 제 1 필름 기재와 광 확산층의 계면에 의해 정해지는 평면으로부터 수직 방향으로 가장 높은 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께의 평균값 (단위 : ㎚ 또는 ㎛)

· 값 3 : 요철 구조가 있는 광 확산층의 평균 막두께에 의해 정해지는 평면으로부터의 광 확산 입자의 돌출 부분의 높이의 평균값의 광 확산층 내의 광 확산 입자의 평균 입자경에 대한 비율 (단위 : ％)

· 값 4 : 광 확산층 내의 광 확산 입자의 평균 입자경 (단위 : ㎛)

· 값 5 : 광 확산층의 표면 저항률 (단위 : Ω/□)

(도광판 손상성 평가)

도 7(a) ∼ 도 7(c) 는 도광판 손상성을 평가하는 시험으로서, 도 7(a) 는 가압 시험, 도 7(b) 는 낙구 시험, 도 7(c) 는 스크래치 시험의 방법을 각각 설명하기 위한 개략 단면도이다. 이들 도면에 있어서, 광학 필름 (F) 이 평가 대상이다. 광학 필름 (F) 의 하방에 백라이트 유닛의 도광판을 본뜬 폴리카보네이트 필름 (50) (두께 : 30 ㎛) 을 배치하였다. 이하, 각 시험에 대해 설명한다.

(a) 가압 시험

평가 대상인 광학 필름 (F) (세로 4 ㎝ × 가로 4 ㎝) 을 준비하였다. 폴리카보네이트 필름 (50) 의 표면 상에 광학 필름 (F) 을 배치하였다. 광학 필름 (F) 의 방향은 광학 필름 (F) 의 광 확산층이 폴리카보네이트 필름 (50) 에 대면하는 방향으로 하였다. 광학 필름 (F) 의 표면 상에 실리콘 고무 시트 (60) 를 배치하였다. 지그 (J) (바닥 면적 : 1 ㎠) 에 의해 광학 필름 (F) 에 대하여 하중을 가한 상태로 하고, 실온에서 25 kgf/㎠ 의 하중하에서 30 초간 방치하였다. 그 후, 광 확산층과 폴리카보네이트 필름의 표면을 육안 및 광학 현미경에 의해 관찰하여, 흠집의 유무, 상태를 평가하였다.

(b) 낙구 시험

도광판을 본뜬 폴리카보네이트 필름 (50) 과 폴리카보네이트판 (55) 에 의해 협지된 상태의 평가 대상인 광학 필름 (F) 을 스테인리스판 (S) 에 재치 (載置) 하였다. 광학 필름 (F) 의 방향은 광학 필름 (F) 의 광 확산층이 폴리카보네이트 필름 (50) 에 대면하는 방향으로 하였다. 폴리카보네이트판 (55) 의 상방 9 ㎝ 의 위치로부터 무게 159 g 의 아크릴구 (B) 를 자유낙하시킨 후, 광 확산층과 폴리카보네이트 필름의 표면을 육안 및 광학 현미경에 의해 관찰하여, 흠집의 유무, 상태를 평가하였다.

(c) 스크래치 시험

낙구 시험과 동일하게, 도광판을 본뜬 폴리카보네이트 필름 (50) 과 폴리카보네이트판 (55) 에 의해 평가 대상인 광학 필름 (F) 이 협지된 상태로 하였다. 폴리카보네이트판 (55) 의 표면 상에 추 (W) (무게 : 500 g, 바닥면 : 2 ㎝ × 2 ㎝) 를 재치한 상태에서, 광학 필름 (F) 을 횡방향으로 인발하였다. 그 후, 광 확산층과 폴리카보네이트 필름의 표면을 육안 및 광학 현미경에 의해 관찰하여, 흠집의 유무, 상태를 평가하였다.

이상의 (a) 가압 시험 (b) 낙구 시험 (c) 스크래치 시험에 의한 도광판 손상성의 평가 결과를 표 3 에 나타낸다. 평가 기준은 이하와 같이 하였다.

A … 흠집 없음 (OK)

B … 극히 옅은 흠집 있음 (OK)

C … 옅은 흠집 있음 (OK)

D … 진한 흠집 있음 (NG)

＜종합 평가＞

◎ … 전부 A (OK)

○ … 전부 A 또는 B (OK)

△ … C 있음 (OK)

× … D 있음 (NG)

(박락 평가)

실시예 및 비교예에서 얻어진 각 광학 필름의 광 확산층 최표면에 대하여, 테이프 박리 시험에 의해 평가하였다. 즉, 셀로테이프 (등록 상표) (상품명, 니치반 주식회사 제조) 를 샘플 표면에 밀착시켜 힘차게 박리하고, 광 확산 입자의 테이프에 대한 부착의 유무를 관찰하여, 부착이 없는 경우에 박락 없음으로 하였다. 평가 기준은 이하와 같이 하였다. 평가 결과를 표 4 에 나타낸다.

A … 테이프에 대한 입자의 부착 없음 (박락 없음) (OK)

B … 테이프에 대한 입자의 부착이 약간 있음 (OK)

C … 테이프에 대한 입자의 부착 있음 (NG)

(헤이즈 측정)

실시예 및 비교예에서 얻어진 각 광학 필름의 헤이즈값을, 헤이즈미터 (탁도계) NDH-2000 (상품명, 닛폰 전색 공업 주식회사 제조) 을 사용하여 측정하였다. 헤이즈값의 목표는 38 ％ 로 하여 평가하였다. 평가 결과를 표 5 에 나타낸다. 평가 기준은 이하와 같이 하였다.

◎ … 목표값 (38 ％) 을 달성 (OK)

○ … 목표값 (38 ％) 에 대하여 ± 5 이내 (OK)

표 3 ∼ 5 의 평가 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 의 광학 필름은, 도광판 손상성 평가, 박락 평가 모두 최량 (最良) 의 결과가 되고, 헤이즈값도 목표값과 일치하였다. 실시예 6 의 광학 필름은, 광 확산 입자의 평균 입자경이 10 ㎛ 로 크기 때문에, 도광판 손상성 평가에 있어서 극히 옅은 흠집 발생이 보여졌다. 실시예 2 의 광학 필름은, 광 확산 입자의 돌출 부분의 가장 높은 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께의 평균값이 1.5 ㎛ 로 두껍기 때문에, 헤이즈가 커져 허용 한계에 가까워졌다. 반대로, 실시예 3 의 광학 필름은, 광 확산 입자의 돌출 부분의 가장 높은 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께의 평균값이 30 ㎚ 로 얇기 때문에, 도광판 손상성 평가에 있어서 극히 옅은 흠집 발생이 보여졌다.

산업상 이용가능성

본 개시에 의하면, 광 확산층이 다른 부재와 접촉할 때에 그것들을 손상시킬 리스크나, 광 확산 입자가 박락될 리스크가 저감된 광학 필름, 그리고 그 광학 필름을 구비하는 광학 배리어 필름 및 백라이트 유닛이 제공된다.

10 : 광학 필름
12 : 제 1 필름 기재
12a : 제 2 필름 기재
12b : 제 3 필름 기재
14 : 광 확산층
14A : 요철면
14C : 광 확산층의 평균 막두께에 의해 정해지는 평면
16 : 바인더 수지
18 : 광 확산 입자
20, 20A, 20B, 20C : 광학 배리어 필름
20F, 20G : 요철면
22, 22a, 22b : 배리어 복합층
24a, 24b : 배리어층
26a, 26b : 접착층
30 : 색 변환 필름
32 : 색 변환층
40 : 백라이트 유닛
42 : 광원
44 : 반사판
46 : 도광판

Claims

제 1 필름 기재와,
상기 제 1 필름 기재 상에 형성된 광 확산층을 구비하고,
상기 광 확산층은, 바인더 수지와 광 확산 입자를 함유하고,
상기 광 확산 입자의 개수의 10 ％ 이상이, 그 일부를 상기 광 확산 입자가 존재하지 않는 주위 근방보다 돌출시킴으로써 상기 광 확산층의 표면에 요철 구조를 형성하고, 또한
일부를 돌출시키고 있는 상기 광 확산 입자의 개수의 90 ％ 이상이, 그 돌출 부분을 상기 바인더 수지로 피복하고 있는, 광학 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 광 확산 입자의 돌출 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께 중, 상기 제 1 필름 기재와 상기 광 확산층의 계면에 의해 정해지는 평면으로부터 수직 방향으로 가장 높은 부분을 피복하는 바인더 수지의 두께의 평균값이 50 ㎚ 이상 1 ㎛ 이하인, 광학 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 요철 구조가 있는 상기 광 확산층의 평균 막두께에 의해 정해지는 평면으로부터의 상기 광 확산 입자의 돌출 부분의 높이의 평균값이, 상기 광 확산층 내의 상기 광 확산 입자의 평균 입자경의 10 ％ 이상 50 ％ 미만인, 광학 필름.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 확산층 내의 상기 광 확산 입자의 평균 입자경이 0.5 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인, 광학 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 확산층의 표면 저항률이, 1.0 × 10¹³ Ω/□ 이하인, 광학 필름.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름이 구비하는 상기 제 1 필름 기재의, 상기 광 확산층이 형성된 면과 반대측의 면에, 무기 산화물층을 구비한 제 2 필름 기재를 첩합하여 이루어지는, 광학 배리어 필름.
제 6 항에 기재된 광학 배리어 필름을 구비하는, 백라이트 유닛.