KR100654241B1

KR100654241B1 - 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판

Info

Publication number: KR100654241B1
Application number: KR1020050118480A
Authority: KR
Inventors: 최승만; 오영; 박석진
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2006-12-06

Abstract

액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판이 제공된다. 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판은 단관능 불포화 단량체가 공중합 된 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여, 1~20㎛의 평균입경을 가진 실록산계 광확산제 0.1~10중량부, 1~20㎛의 평균입경을 가진 스티렌계 광확산제 0.1~10중량부, 1~20㎛의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1~10중량부를 포함하는 기재층, 및 기재층의 양면에 적층되고, 기재층의 상부면에는 집광기능을 하는 프리즘 패턴이, 기재층의 하부면에는 빛을 산란시키는 기능을 하는 무정형의 패턴이 형성되어 있으며, 단관능 불포화 단량체가 공중합 된 메타아크릴계수지 100중량부에 대하여, 광안정제 0.01 ~ 5 중량부, 대전 방지제 0.001 ~ 10중량부로 이루어진 도포층을 포함한다.

액정표시장치, 백라이트 유닛, 광확산판, 광확산제, 프리즘, 무정형패턴

Description

액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판{Light diffuser plate for LCD back light unit}

도 1은 직하방식 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판을 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200: 기재층 210: 상부면 도포층

220: 하부면 도포층

본 발명은 액정표시소자의 백라이트 유닛용 광확산판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원에서 나오는 빛을 1차적으로 광확산제가 포함된 층을 통과함으로써 전체적으로 균일하게 확산시켜주고, 2차적으로 프리즘패턴이 형성된 면을 통해 모 아줌으로서 기존 광확산판 대비 광효율과 광확산성이 뛰어나 휘도(brightness)의 증가시키며, 단층 구조가 아닌 다층 구조를 통해 내후성이 양호한 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid crystal display device)는 PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emission Diode)과 같은 자발광 소자(self luminescence device)가 아니라 후면에서 면광이 입사시 소정의 신호에 따른 액정의 변화에 따라 빛이 움직이는 통로의 개폐(open/close)를 조절하여, 통과되는 빛을 디스플레이 해주는 장치를 말한다.

이와 같이 액정표시장치는 자발광 소자가 아니므로 액정표시장치는 그 후면에 백라이트 유닛이라는 장치를 필요로 하게 된다. 이러한 액정표시장치의 백라이트 유닛은 에지 방식과 직하 방식으로 나눌 수 있는데, 이중 에지방식은 노트북 또는 데스크탑용 컴퓨터 모니터에 주로 사용되고, 직하방식은 LCD TV와 같은 대면적을 요하는 곳에 주로 사용된다.

도 1은 직하방식 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 직하방식 백라이트 유닛(10)은 빛을 발생시키는 형광램프(100), 발생된 빛을 패널이 위치하는 방향으로 반사시켜주는 반사판(110) 및 광확산판(120)을 포함한다.

도 1에 도시된 백라이트 유닛(10)을 직하형이라고 하는 이유는 백라이트 유닛(10)의 측면에 형광램프가 위치하는 것이 아니라 실제 영상정보가 디스플레이되는 면에 수직하는 위치에 형광램프(100)가 위치하기 때문이다.

이와 같은 직하방식 백라이트 유닛(10)에는 광확산판(120)이 존재하게 되는데 광확산판(120)은 형광램프(100)에서 발생한 빛을 산란(scattering)시켜 빛을 패널 전체에 있어서 균일하게 해주는 역할을 한다.

광확산판(120)은 기초수지로서 메타크릴계 수지, 스티렌계수지, 시클릭 올레핀계수지, 폴리카보네이트계 수지와 같은 투명한 열가소성수지가 주로 사용되며, 여기에 광확산제를 첨가하여 제조하는데, 광확산제는 직사광이나 형광등의 빛을 높은 투과율로 투과시키는 광투과효과와 광원이 육안으로 식별되지 않을 정도의 은폐력과 빛을 확산시키는 광확산 효과를 갖도록 해준다.

광확산제로 사용되는 것은 일반적으로 기초수지와 굴절율이 0.02 ~ 0.13 정도의 차이가 나는 무기물이나 유기물이 사용되는데, 무기물 미립자로는 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘, 산화아연 등이 있으며, 유기물 미립자로는 실리콘계열, 테프론계열, 아크릴계열, 스티렌계열 등이 사용된다.

이러한 광확산판에 대한 종래기술로는 다음의 것들이 있다.

일본공개특허 평9-31288호에는 메타크릴계를 기초수지로 하여 평균입경이 1~15㎛, 모양은 육면체 구조를 가지는 침강성 탄산칼슘을 0.2~10중량부 첨가한 조성물이 개시되어 있다.

그리고, 일본공개특허 평11-35779호에는 메타크릴계를 기초수지로 하여 황산바륨, 탄산칼슘, 활석 등을 사용하였고, 자외선흡수제, 광안정제 등의 첨가제를 소량 첨가한 조성물이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 기술 및 종래의 광확산판에 사용되는 조성물을 사용하여 광확산판을 제조하게 되면, 입경이 큰 입자와 작은 입자간에 응집(agglomeration)이 발생하여 빛이 광확산판을 투과하거나 확산될 때 얼룩(spot)이 생기는 문제점이 발생할 우려가 있다. 특히, 광확산제로서 무기물을 사용할 경우에는, 매트릭스(matrix)로 사용되는 투명한 열가소성 수지에 무기물인 광확산제가 고르게(uniformly) 분산되기 어렵고 광효율도 현저히 떨어져 디스플레이 장치에 사용되기엔 부적합하게 된다. 또한 무기물 광확산제의 경도에 따라 제조 설비가 마모·손상될 수 있고, 성형품 제조시 무기물 광확산제로 인해 다이라인(die line; 어둡게 보이는 선)이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정표시장치용 광확산판을 다층형태로 제조하되, 일층에는 광확산제를 포함하여 광확산기능을 갖도록 하고, 타층에는 광확산제를 포함하지 않고 표면에 집광기능을 하는 프리즘패턴 또는 빛을 산란시키는 기능을 하는 무정형 패턴을 형성하여 전체적으로 광투과성, 광확산성이 우수하여 고휘도를 가지며 메타아크릴계 수지를 기초수지로 하고 적층된 구조를 가지므로 내후성 또한 우수한 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판을 제공하는데에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판은 단관능 불포화 단량체가 공중합 된 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여, 1~20㎛의 평균입경을 가진 실록산계 광확산제 0.1~10중량부, 1~20㎛의 평균입경을 가진 스티렌계 광확산제 0.1~10중량부, 1~20㎛의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1~10중량부를 포함하는 기재층, 및 기재층의 양면에 적층되고, 기재층의 상부면에는 집광기능을 하는 프리즘 패턴이, 기재층의 하부면에는 빛을 산란시키는 기능을 하는 무정형의 패턴이 형성되어 있으며, 단관능 불포화 단량체가 공중합 된 메타아크릴계수지 100중량부에 대하여, 광안정제 0.01 ~ 5 중량부, 대전 방지제 0.001 ~ 10중량부로 이루어진 도포층을 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 도면에서 층과 막 또는 영역들의 크기 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 막 또는 층이 다른 막 또는 층의 "상에" 형성된다라고 기재된 경우, 상기 어떤 막 또는 층이 상기 다른 막 또는 층의 위에 직접 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 다른 막 또는 층이 개재될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판을 나타내는 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판(20)은 기재층(200)과 도포층(210, 220)을 포함한다.

다만, 기재층(200)과 도포층(210)을 각각 적어도 각각 한층 이상을 포함하고 있으면 본 발명과 동일하거나 유사한 효과를 얻을 수 있으나, 필요에 따라 도 2와 같이 기재층(200)의 양측면에 도포층(210, 220)을 결합시킬 수도 있고, 기재층(200)과 도포층(210,220)을 1:1로 결합하여 사용할 수도 있다.

기재층(200)은 본 발명의 실시예에 따른 광확산판(20,21)이 실제 백라이트 유닛에 적용될때 지지층 역할을 하는 것으로 단관능(single functionality) 불포화 단량체(monomer)가 공중합(co-polymerization) 된 메타아크릴계 수지를 기초수지(matrix)로 하고, 여기에 광확산제가 전반에 걸쳐서 분산(dispersion)되어 있는 형태를 가진다.

단관능 불포화 단량체는 기초수지인 메타아크릴계 수지에 대하여 80 중량%이하(단관능 불포화 단량체가 포함되어 있으며, 최대 80 중량%는 넘지 않는다는 의미 임)로 공중합되어 있는 것이 바람직하며, 이때 사용되는 단관능 불포화 단량체는 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 부틸, 메타크릴산 시클로 헥실, 메타크릴산 벤질, 메타크릴산 2-에틸 헥실, 메타크릴산 2-히드록시 에틸, 메타크릴산 페닐, 메타크릴산 클로로 페닐, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 시클로 헥실, 아크릴산 페닐, 아크릴산 벤질, 아크릴산 2-에틸 헥실, 및 아크릴산 2-히드록시 에틸 등을 포함하는 아크릴산 에스테르계 화합물, 메타크릴산 및 아크릴산 등을 포함하는 불포화산 화합물, 스티렌, 아크릴로 니트릴, 무수 말레산, 페닐 말레 이미드, 시클로 헥실 말레 이미드로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다.

또한, 기초수지로 사용되는 메타아크릴계 수지는 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 브틸, 메타크릴산 시클로헥실, 메타크릴산 페닐, 메타크릴산 벤질, 메타크릴산 2-에틸 헥실, 메타크릴산 2-히드록시 에틸과 같은 메타크릴산 에스테르류, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 브틸, 아크릴산 시클로 헥실, 아크릴산 페닐, 아크릴산 벤질, 아크릴산 2-에틸 헥실, 아크릴산 2-히드록시 에틸과 같은 아크릴산 에스테르류, 메타크릴산, 아크릴산과 같은 불포화 산류, 스티렌, α-메틸 스티렌, 아크릴로니트릴, 메타아크릴로니트릴, 무수 말레산, 페닐 말레 이미드, 시클로헥실말레이미드, 무수 글루타르산, 굴루타르이미드 중 하나 이상을 단량체 단위로서 포함하고 있는 것이 사용될 수 있다.

기재층(200)의 제조에 사용되는 광확산제로는 실록산계 광확산제, 스티렌계 광확산제, 아크릴계 광확산제가 사용되는데, 이들 각각의 평균 입경(average particle diameter)은 1~20㎛이고, 이들은 각각 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.1~10중량부가 포함된다.

실록산계 광확산제는 실록산계 가교입자로서 상온에서 고체인 실리콘계 수지입자로서 가교 밀도가 낮고 유연성을 갖는 실리콘 고무 및 가교 밀도가 높고 경질인 실리콘 수지를 모두 포함한다.

실록산계 광확산제로는 구체적으로, 폴리디메틸 실록산, 폴리디에틸 실록산 등의 폴리디알킬 실록산 수지, 말단기에 에폭시가 있는 실록산 등의 3차원 네트워크 구조를 갖는 실리콘 수지를 들 수 있다. 이러한 실록산계 가교 입자는 내후성(weather resistance)이 우수하기 때문에, 최종 수지 조성물을 장시간 빛에 노출시켜도 노출된 부분이 노랗게 변하는 황변현상이 발생하지 않는다.

또한, 실록산계 광확산제는 굴절율이 1.40~1.43 정도로 다른 유기계 가교입자보다 낮아서 소량만 첨가하여도 다른 광확산제와 동등한 수준의 광확산성과 광투과율을 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다.

본 발명에 사용되는 실록산계 광확산제는 평균입경이 1~20㎛인 구상의 가교미립자이고, 기초수지로서 사용되는 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.1 ~ 10중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 그 이유는 평균 입경이 1㎛ 이하이면 광원의 은폐성이 저하되고, 평균 입경이 20㎛ 이상이면 광확산성을 확보하기 위하여 과량의 광확산제를 첨가해야 하는 문제가 발생하기 때문이다. 또한, 실록산계 광확산제의 사용량이 0.1 중량부 이하이면 최종적으로 기재층(200)을 만들었을 때 기재층(200)의 광확산성이 좋지않아 백라이트 유닛의 광원, 즉 램프(lamp)가 보이거나 빛 의 충분한 확산을 기대하기 어렵고, 사용량이 10 중량부 이상이면 광투과성이 너무 낮아져 휘도의 감소를 가져오는 문제점이 있기 때문이다.

스티렌계 광확산제는 스티렌계 가교수지 미립자로서, 구체적으로는 스티렌계 모노머, 가교성 모노머가 있으며, 스티렌계 가교수지 미립자에 다른 모노머를 현탁 중합하여 얻어지는 미립자도 사용될 수 있다. 상기 스티렌계 광확산제는 통상적으로 스티렌, α 메틸 스티렌, 할로겐화 스티렌 등을 이용하는 것이 가능하지만, 스티렌이 바람직하게 사용된다.

스티렌계 가교 수지 미립자는 투명 수지와 혼합하고 용융 및 압출하더라도 대부분 용해되지 않고 원형의 구상의 형태로 지지하고 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 스티렌계 가교 수지 미립자의 내후성을 개량하기 위하여 수지 중에 벤조트리아졸계, 힌더드 아민계, 벤조페논계, 실라실산 에스테르계 등의 광안정제를 첨가할 수도 있다.

본 발명에 사용되는 스티렌계 가교 수지 미립자의 굴절율은 약 1.56 ~ 1.61 정도의 것이 바람직하나, 입자의 구성 성분에 따라 적절히 선택된다. 스티렌계 가교 수지 미립자가 페닐 또는 할로겐기를 많이 가지고 있으면 입자의 굴절율이 통상적으로 높아진다.

본 발명에 사용되는 스티렌계 광확산제는 평균입경이 1~20㎛인 구상의 가교미립자이고, 기초수지로서 사용되는 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.1 ~ 10중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 그 이유는 스티렌계 광확산제의 사용량이 0.1 중량부 이하이면 최종적으로 기재층(200)을 만들었을 때 충분한 광확산 효과를 얻을 수가 없으며, 10중량부 이상일 때에는 은폐력이 크게 상승하여 빛의 투과성이 급격히 저하되는 현상이 발생하기 때문이다.

아크릴계 광확산제는 아크릴계 구상의 가교 입자로서, 굴절율이 1.48 ~ 1.54정도이며, 아크릴계 단관능 단량체로서, 예컨대 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 부틸, 메타크릴산사이클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질과같은 메타크릴산 에스테르류 ; 아크릴산 메틸, 아크릴산, 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산사이클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질과같은 아크릴산 에스테르류 등이 있으며 필요에 따라 2종 이상을 사용할 수도 있다. 유기계(organic) 구상 가교 입자의 평균 입경은 1 ~ 20㎛인 것이 바람직한데, 그 이유는 평균 입경이 1㎛ 이하인 것은 은폐성이 저하되고 평균 입경이 20㎛ 이상이면 적당한 광확산성을 확보하기 위해 과량의 광확산제를 첨가할 필요가 있기 때문이다.

또한, 아크릴계 광확산제의 첨가량은 기초수지로 사용되는 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.1 ~ 10중량부를 첨가하는 것이 바람직한데, 그 이유는 첨가량이 0.1중량부 미만인 경우에는 광확산성이 충분하지 않고, 10중량부 이상일 경우에는 투과성이 크게 저하되기 때문이다.

본 발명의 실시예에 따른 광확산판(20,21)의 기재층(200)의 제조에 기초수지로서 사용되는 메타아크릴계 수지는 내충격 개질제를 더 포함할 수 있다.

내충격 개질제의 구체적인 예로는 아크릴계 고무, 부타디엔계 고무 등과 같은 고무성분을 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다.

메타아크릴계 수지에 고무성분이 공중합 될 경우, 고무 성분은 큰 내충격성 과 굽힘 탄성률을 가지기 때문에, 공중합된 메타아크릴계 수지의 물성이 향상되게 된다.

그리고, 기재층(200)의 두께는 100~10000㎛인 것이 바람직하다.

도포층(210,220)은 기재층(200)의 양면에 모두 적층되어 있으며, 기재층(200)의 상부면에 적층되는 상부면 도포층(210)과, 기재층(200)의 하부면에 적층되는 하부면 도포층(220)으로 구성된다.

기재층(200)과 도포층(210,220)은 각각 사출성형, 압출성형, 진공성형, 열프레스성형, 공압출성형, 필름적층법, 용제접착법, 표면코팅법 등의 방법에 의해 서로 결합시키거나 점착 또는 접착되어 있는 것을 특징으로 한다.

기재층(200)의 상부면에 적층되는 상부면 도포층(210)에는 기재층(200)에서 광확산제를 통해 확산된 광을 모아주기 위하여 그 표면에 프리즘 패턴(240)이 형성되어 있으며, 기재층(200)의 하부면에 적층되어 있는 하부면 도포층(220)에는 빛을 산란시키는 기능을 하도록 무정형의 패턴이 형성되어 있다.

도포층(210,220)의 두께는 각각 10~1000㎛로 하는 것이 바람직하며, 기재층(200)의 상부면에 형성되는 프리즘 패턴(240)은 서로 일정한 이격거리(pitch)를 두고 형성되는데, 그 이격거리(pitch)는 10~100㎛의 간격을 유지하는 것이 바람직하고, 그리고 프리즘 패턴(240)을 이루고 있는 각각의 프리즘(230)들의 측면이 이루는 각(θ)은 70~110°의 범위를 가지는 것이 바람직한데, 이는 빛이 집광효율을 증가시켜 주기 위함이다.

또한, 도 2와 같이 기재층(200)의 양면에 도포층(210)이 형성될 경우 기재층 (200)의 상부면에는 프리즘 패턴(240)이, 기재층(200)의 하부면에는 무정형의 패턴이 형성된다고 하였데, 이때 타면에 형성되는 무정형 패턴(일정한 단면 형상을 가지지 않는 패턴)의 평균거칠기(roughness)는 약 0.1~10㎛로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 도포층(210) 중 기재층(200)의 상부면에 프리즘 패턴(240)을 형성하는 이유는 기재층(200)에서 광확산제에 의해 확산된 빛을 도포층(210)을 통해 다시 모아줌으로써 광효율 및 광확산성이 뛰어나고 전체적인 평균 휘도의 증가를 가져오게 하기 위함이고, 도포층(210) 중 기재층(200)의 하부면에 무정형 패턴을 형성하는 이유는 빛을 산란시켜 도광판 전체면적에 걸쳐서 빛의 분포를 골고루 해주기 위함이다.

도포층(210, 220)은 단관능 불포화 단량체가 공중합 된 메타아크릴계 수지를 기초수지로 하여 광안정제 및 대전방지제를 포함하고 있다. 또한, 자외선 흡수제를 더 포함시켜 광원에서 나오는 자외선을 차단시킬 수도 있다.

단관능 불포화 단량체, 메타아크릴계 수지 그 구성비율은 앞서 설명한 기재층(200)을 제조하는데 사용되는 것과 동일한 구성을 가진다.

광안정제는 힌더드 아민계 중 하나 이상을 포함하면 되는데, 광안정제는 직하형 형광 램프에서 나오는 UV 파장의 빛에 의한 라디칼을 흡수함으로써 확산판 기재층의 폴리머가 지속적인 라디칼 반응에 의해 열화되는 것을 방지하여 준다. 사용량은 기초수지로 사용되는 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.01 ~ 5중량부 첨가된다.

대전방지제는 도포층(210)에 생기는 공간전하(space charge)를 없애 도포층 (210)이 대전되는 것을 방지하고, 또한 메타아크릴계 수지는 그 표면 고유저항이 높이 정전기에 대전되기 쉽기 때문에, 이로 인해 먼지 등이 부착되어 광확산판의 미관이 저하되고 조명효율이 떨어져 결국 램프의 색깔이 변하는 것을 방지하기 위해 사용되는 것으로, 도포층(210)의 제조에 기초수지로 사용되는 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.001 ~ 10중량부, 바람직하게는 0.005 ~ 5 중량부 첨가된다.

구체적으로 사용되는 대전방지제는 에테르이미드아미드, 폴리에테르에스테르, 폴리에테르에스테르아미드, 폴리알킬렌글리콜, 도데실 벤젠술폰산 알칼리 금속, 3차아민, 4차암모늄, 소금, 알킬 아민계 중 하나 이상이 포함된 것이 사용된다.

자외선 흡수제는 광원에서 발생하는 자외선을 차단하기 위하여 사용하는 것으로 250~800nm 범위의 파장을 흡수할 수 있는 자외선 흡수제라면 모두 사용이 가능한데, 특별히 그 극대 흡수 파장이 250~320nm의 범위에 있는 것이 확산판의 내광성을 향상시키고, 자외선 흡수에 의한 확산판의 착색을 억제할 수 있어 바람직하다. 구체적으로 벤조페논계, 시아노아크릴레이트계, 사리치레토계, 니켈착염계의 자외선 흡수제 중 하나 이상을 포함하는 것이 사용될 수 있다.

자외선 흡수제는 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.02~2중량부를 포함하는 것이 바람직한데, 그 이유는 자외선 흡수제의 함유량이 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.02중량부보다 작으면 광확산판의 내광성이 충분하지 않으며, 2중량부보다 많으면 광확산판의 표면에 흡수제가 브리딩되어 광확산판의 외관이 손 상될 우려가 있기 때문이다.

본 발명의 실시예에 따른 광확산판(20)에는 광확산판의 고유물성에 영향을 미치지 않는 범위내에서 첨가제를 더 포함할 수 있는데, 첨가제로는 수지의 열화에 의한 황변현상 때문에 발생하는 외관불량을 방지하기 위하여 첨가되는 블로잉제, 기타 가소제, 산화방지제, 열안정제, 활제, 난연제, 충전재, 이형제, 염료, 안료, 향균제, 적하 방지제 및 핵제 중 어느 하나 이상을 포함한 첨가제가 더 포함될 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 광확산판을 제조하기 위해서는 앞서 설명한 원료를 혼합하여 구체적으로 사용되는 광확산판의 용도에 따라 사출성형, 압출성형, 진공성형, 열프레스성형, 공압출성형과 같은 열가소성수지를 성형하는 방법이 모두 사용될 수 있다.

이 중에서 폴리싱 롤을 가지는 다층 압출 성형법이 바람직한데, 다층 압출 성형법이란 기재층(200) 및 도포층(210)을 제조하기 위해 각각의 제조에 사용되는 물질들을 혼련한 후, 각각을 피드 블록 다이나 멀티 매니폴드 다이에 공급하여 적층함으로써, 2층 또는 3층으로 적층된 다층 광확산판을 제조하는 방법이다.

앞서 설명한 바와 같이 도포층(210,220)은 기재층(200)의 일면 또는 양면에 적층될 수 있으며, 그 두께는 적용되는 용도 또는 요구되는 특성에 따라 달라지므로 특별히 한정할 필요는 없으나, 10~1000㎛의 두께로 적층되는 것이 바람직하며, 10~100㎛의 두께로 적층되는 것이 더욱 바람직하다.

상부면 도포층(210)에는 앞서 설명한 바와 같이 프리즘 패턴(240)형성되는 데, 이러한 프리즘 패턴(240)을 형성하기 위해서는 프레스 가공, UV 수지코팅 후 가공, 폴리싱 롤에 프리즘 패턴을 형성한 접촉 가공 등의 다양한 방법이 있으나, 광확산판의 양산성을 감안할 때, 폴리싱 롤 가공이 가장 바람직하다.

다만, 고휘도용 확산판의 제조에 사용될 폴리싱 롤은 하부면과 상부면 패턴을 각각 형성하기 위하여 2개의 롤이 필요하다.

즉, 하부면과 접촉하게 될 폴리싱 롤 패턴은 백라이트에 장착되어 있는 여러개의 램프에서 산발적으로 발산되는 빛을 균일하게 산란시켜 주고, 산란된 빛으로 인해 램프의 휘선이 보이지 않도록 하는 효과를 가지도록 하기 위해 평균 거칠기가 0.1~10㎛ 이내를 가지는 랜덤한 패턴을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

상부면과 접촉하게 될 폴리싱 롤 패턴은 광확산판의 기재층(200) 내부의 광확산제를 통해 확산된 빛이, 확산제가 포함되어 있지 않은 도포층(210)을 통과한 후 광확산판 외부로 출사될 때 빛이 모여지도록 프리즘 형태의 패턴을 가지게 하는 것이 바람직한데, 그 결과 광투과성과 휘도는 크게 증가 하게 된다.

다만, 이러한 프리즘 패턴 간의 간격(pitch)는 백라이트 램프 간격, 광확산판과 램프와의 거리, 램프의 밝기에 따라 유동적으로 변할 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 간격을 10 ~ 100㎛로 하였다.

본 발명에 의해 제조된 광확산판(20)은 액정표시장치의 백라이트 유닛에 사용되어 질 수 있으며, 이러한 백라이트 유닛을 사용하여 액정표시장치를 제조할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판에 의하면 다음의 효과가 하나 또는 그 이상 존재한다.

첫째, 빛의 산란과 집광 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 프리즘 패턴과 무정형패턴을 형성함으로써 광투과성, 광확산성이 우수한 다층 광확산판의 제조가 가능하다.

둘째, 종래의 무기계 광확산제 대신 유기계 광확산제를 사용하기 때문에 광확산판 제조 설비를 적게 마모 및 손상시키게 된다.

셋째, 광확산판을 다수개의 층이 적층된 형태로 제조함으로써 내후성이 우수한 광확산판을 얻을 수 있다.

Claims

단관능 불포화 단량체가 공중합 된 메타아크릴계 수지 100중량부에 대하여, 1~20㎛의 평균입경을 가진 실록산계 광확산제 0.1~10중량부, 1~20㎛의 평균입경을 가진 스티렌계 광확산제 0.1~10중량부, 1~20㎛의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1~10중량부를 포함하는 기재층; 및

상기 기재층의 양면에 적층되고, 상기 기재층의 상부면에는 집광기능을 하는 프리즘 패턴이, 상기 기재층의 하부면에는 빛을 산란시키는 기능을 하는 무정형의 패턴이 형성되어 있으며, 단관능 불포화 단량체가 공중합 된 메타아크릴계수지 100중량부에 대하여, 광안정제 0.01 ~ 5 중량부, 대전 방지제 0.001 ~ 10중량부로 이루어진 도포층을 포함하는 액정표시소자의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 단관능 불포화 단량체는 상기 메타아크릴계 수지에 대하여 80중량%이하로 공중합 되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 단관능 불포화 단량체는,

메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 부틸, 메타크릴산 시클로 헥실, 메타크릴산 벤질, 메타크릴산 2-에틸 헥실, 메타크릴산 2-히드록시 에틸, 메타크릴산 페닐, 메타크릴산 클로로 페닐, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 시클로 헥실, 아크릴산 페닐, 아크릴산 벤질, 아크릴산 2-에틸 헥실, 및 아크릴산 2-히드록시 에틸 등을 포함하는 아크릴산 에스테르계 화합물;

메타크릴산 및 아크릴산 등을 포함하는 불포화산 화합물;

스티렌, 아크릴로 니트릴, 무수 말레산, 페닐 말레 이미드, 시클로 헥실 말레 이미드로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 메타아크릴계 수지는,

메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 브틸, 메타크릴산 시클로헥실, 메타크릴산 페닐, 메타크릴산 벤질, 메타크릴산 2-에틸 헥실, 메타크릴산 2-히드록시 에틸과 같은 메타크릴산 에스테르류;

아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 브틸, 아크릴산 시클로 헥실, 아크릴산 페닐, 아크릴산 벤질, 아크릴산 2-에틸 헥실, 아크릴산 2-히드록시 에틸과 같은 아크릴산 에스테르류;

메타크릴산, 아크릴산과 같은 불포화 산류;

스티렌, α-메틸 스티렌, 아크릴로니트릴, 메타아크릴로니트릴, 무수 말레산, 페닐 말레 이미드, 시클로헥실말레이미드, 무수 글루타르산, 굴루타르이미드 중 하나 이상을 단량체 단위로서 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 실록산계 광확산제는 폴리디메칠 실록산, 폴리디에틸 실록산과 같은 폴리디알킬 실록산 수지, 말단기에 에폭시가 있는 실록산을 포함하는 3차원 네트워크 구조를 가지는 실리콘수지인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 스티렌계 광확산제는 상기 스티렌계 광확산제는 스티렌, α 메틸 스티렌, 할로겐화 스티렌 중 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 아크릴계 광확산제는,

메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 부틸, 메타크릴산사이클로헥실, 메타크릴산페닐, 메타크릴산벤질과같은 메타크릴산 에스테르류;

아크릴산 메틸, 아크릴산, 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산사이클로헥실, 아크릴산페닐, 아크릴산벤질과 같은 아크릴산 에스테르류;

로부터 선택되어진 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 도포층에는 250~800nm 범위의 파장대의 자외선을 흡수할 수 있는 자외선 흡수제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 광확산판.
제 8 항에 있어서,

상기 자외선 흡수제는 벤조페논계, 벤조트라이졸계, 시아노아크릴레이트계, 사리치레토계, 니켈착염계 자외선 흡수제 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 광안정제는 힌더드 아민계 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 대전방지제는 폴리에테르이미드아미드, 폴리에테르에스테르, 폴리에테르에스테르아미드, 폴리알킬렌글리콜, 도데실 벤젠술폰산 알칼리 금속, 3차아민, 4차암모늄, 소금, 알킬 아민계 중 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 기재층과 상기 도포층은 각각 사출성형, 압출성형, 진공성형, 열프레스성형, 공압출성형, 필름적층법, 용제접착법, 표면코팅법 등의 방법에 의해 서로 결합하거나 점착 또는 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 기재층의 두께는 100~10000㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 도포층의 두께는 10~1000㎛ 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 도포층의 표면에 형성된 상기 프리즘 패턴은 피치간격이 10~100㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 도포층의 표면에 형성된 상기 프리즘 패턴을 구성하는 각각의 프리즘의 측면이 이루는 각이 70~110°인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 기재층 하부면에 형성된 빛을 산란시키는 기능을 하는 무정형패턴의 평균거칠기가 0.1~10㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 도포층의 표면에 형성된 엠보싱 패턴은 상기 도포층이 상기 기재층의 양면에 형성될 경우 일면에는 제15항의 상기 반구형패턴이 형성되고, 타면에는 제16항의 상기 무정형패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항에 있어서,

상기 도포층에는 블로잉제, 가소제, 산화방지재, 열안정재, 활재, 난연재, 충전재, 이형재, 염료, 안료, 항균재, 적하방지재, 핵재 중 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 백라이트 유닛용 광확산판.
제 1 항의 광확산판을 포함하는 액정표시장치의 백라이트 유닛.
제 20 항의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.