KR100816126B1

KR100816126B1 - 반사판 제조방법 및 반사판

Info

Publication number: KR100816126B1
Application number: KR1020060116649A
Authority: KR
Inventors: 재 동 윤
Original assignee: 재 동 윤
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2008-03-21
Also published as: US8722190B2; US20100254012A1; PL2084561T3; HK1138380A1; WO2008063030A1; JP2010511188A; CN101573638B; EP2084561A1; EP2084561A4; EP2084561B1; JP4612738B2; US20130184403A1; RU2419112C2; RU2009123398A; CN101573638A

Abstract

본 발명에 의한 반사판 제조방법은, 결정성 플래스틱의 비결정화 상태의 재료를 상기 결정성 플래스틱의 결정화 온도(crystallization temperature, Tc) 이하에서 연신하여 상기 결정성 플래스틱의 비결정영역이 연신에 의하여 배향하여 입사광을 반사시키도록 함으로써 반사율을 향상시켜서 반사판을 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 연신성이 우수한 결정성 플래스틱 재료를 연신하여 비결정성 영역을 배향함으로써 반사율을 높인 제조비용이 절감된 반사판의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의하면 반사율 증대를 위한 발포 공정이나 별도의 첨가제 추가 없이도 배향된 비결정성 영역의 높은 확산반사율로 인하여 반사율을 매우 향상시킨 우수한 성능의 반사판을 제조할 수 있으므로, 반사판 제조공정이 간소화되고 제조비용이 절감되어 생산성이 크게 향상될 수 있다.

Description

반사판 제조방법 및 반사판{Manufacturing method of reflector and reflector}

도 1은 종래의 면광원용 반사판 재료의 상용화된 제품들의 구조의 개략도들을 도시한 것이다.

도 2는 반사판의 확산반사의 원리를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 결정성 플래스틱의 저온연신에 의해 제조된 반사판의 반사원리를 설명한 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 결정성 플래스틱의 저온연신에 의한 반사판의 제조 공정의 바람직한 일 실시예를 나타낸 것이다.

도 5는 테진듀폰(Teijin Dupont)社의 UX 필름 단면의 10,000배 확대SEM(Scanning Electro Microscope) 사진이다.

도 6은 후루카와(Furukawa)社의 MCPET 제품의 1,000배 확대 SEM 사진이다.

도 7은 본 발명의 결정화온도 이하의 저온연신에 의해 제조된 PP(polypropylene) 재질 반사판의 연신방향과 수직한 단면의 10,000배 확대 SEM 사진이다.

도 8은 본 발명의 결정화온도 이하의 저온연신에 의해 제조된 PP(polypropylene) 재질 반사판의 연신방향과 수직한 단면의 1,000배 확대 SEM 사 진이다.

도 9는 본 발명의 결정화온도 이하의 저온연신에 의해 제조된 PP(polypropylene) 재질 반사판의 연신방향과 평행한 단면의 10,000배 확대 SEM 사진이다.

도 10은 본 발명의 실시예에서 결정성 플래스틱으로서 사용된 PP(polypropylene)의 결정화온도의 실험결과이다.

도 11은 시차주사열량계(Differential scanning calorimetry, DSC)를 이용한 결정성 플래스틱의 흐름성 분석 그래프이다.

도 12는 연신온도에 따른 PP(polypropylene) 재료의 반사판 제품의 특성을 비교한 사진이다.

도 13은 PP(polypropylene)(폴리프로필렌) 재료의 온도에 따른 서로 다른 연신 결과의 사진이다.

도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 제조된 여러가지 두께의 반사판과 종래의 MCPET 제품의 전반사율(total reflectance)을 나타낸 그래프이다.

도 15는 두께에 따른 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 반사판과 종래의 MCPET 제품의 확산반사율(diffuse reflectance)을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 형광등, 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)의 백라이트 와 같은 광원의 반사판 제조방법에 관한 것이다.

광원의 반사판 제조방법에 관한 종래기술들은 크게 백색 안료/염료첨가제 사용방법과 내부에 기포를 생성하는 방법들로 분류할 수 있다.

먼저, 국내등록특허 제611599호 "면광원 반사부재용 백색필름"에는, 내부에 기포를 함유하는 백색필름의 적어도 한쪽면에 광안정제를 함유하는 도포층이 형성되어 이루어진 면광원 반사부재용 백색필름이 개시되어 있다. 상기 백색필름은 장시간 사용에 있어서도 휘도의 경시적 저하가 적고, 고화질의 화상을 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있으므로, 액정화면용의 에지라이트, 직하형 라이트의 면광원의 반사판, 반사기에 사용되는 부재에 바람직하게 이용될 수 있음을 개시하고 있다.

액정화면의 조명용 기재로서, 도광판의 에지로부터 냉음극선관을 조명광원으로 하는 이른바 에지라이트 방식이 널리 사용되고 있다(일본특허공개 소63-62104호 공보). 이 조명방식에 있어서, 보다 광을 효율적으로 활용하기 위해서, 냉음극선관의 주위에 반사기가 설치되고, 또한 도광판으로부터 확산된 광을 액정화면측에 효율적으로 반사시키기 위해서 도광판의 아래에는 반사판이 설치되어 있다.

한편 액정 텔레비젼과 같은 대화면용에는 에지라이트 방식으로는 화면의 고휘도화를 기대할 수 없기 때문에, 직하형 라이트 방식이 채용되고 있다. 이 방식은 액정화면의 하부에 냉음극선관을 병렬로 설치하는 것으로서, 반사판의 위에는 평행하게 냉음극선관이 배열된다. 반사판은 평면형상이거나, 냉음극선관의 부분을 반원홈 형상으로 성형한 것 등이 사용되고 있다.

또한 액정표시장치의 면광원에 사용되는 반사기나 반사판과 같은 면광원 반 사부재에는 높은 반사기능이 요구되기 때문에, 백색염료나 백색안료를 첨가한 필름, 내부에 미세한 기포를 함유시킨 필름, 또는 이들의 필름과 금속판이나 플라스틱판 등을 붙인 것이 사용되고 있었다. 특히, 내부에 미세한 기포를 함유시킨 필름을 사용한 경우에는 휘도의 향상 효과나 균일성이 우수하므로 널리 사용되고 있다. 이와 같이 내부에 미세한 기포를 함유한 필름은 일본특허공개 평6-322153호 공보, 일본특허공개 평7-118433호 공보 등에 개시되어 있는데, 이를 요약하면 ㈀ 필름구성 수지와 비상용성 수지 첨가 후 1축 또는 2축 연신, ㈁ 유/무기 입자를 넣은 후 1축 또는 2축 연신, ㈂ 발포 가스를 이용하여 압출 시트 성형, ㈃ 압출 시트에 가스 주입하여 발포하는 것에 관련된 기술들이다.

또한 최근 액정표시장치의 백라이트용 반사판 재질로서 일본 후루카와(Furukawa)社의 MCPET(Micro-forming Polyethylene Terephthalate) 제품이 많이 사용되고 있다. MCPET 제품은 패트병 재료의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지를 마이크로 발포시켜 미세한 기포를 시트 내부에 많이 만드는 것으로 빛의 반사율을 높였다. 상기 MCPET제품을 LCD의 백라이트용 반사판 재질로 사용한 국내출원특허는 다음과 같은 것들이 있다.

(1) 국내출원번호 10-2003-0073384 백라이트유닛

(2) 국내출원번호 10-2003-0082948 액정표시모듈

(3) 국내출원번호 10-2003-0089231 액정표시장치 백라이트 어셈블리

(4) 국내출원번호 10-2004-0100558 액정표시장치 및 이의 제조방법

(5) 국내출원번호 10-2004-0046746 백라이트유닛

(6) 국내출원번호 10-2004-0078310 광학필름과 이를 갖는 백라이트유닛

(7) 국내출원번호 10-2005-7005358 광반사판 및 그 제조방법

(8) 국내출원번호 10-2005-0010677 백라이트어셈블리 및 이를 갖는 표시장치

(9) 국내출원번호 10-2005-0016992 백라이트유닛 및 액정표시장치

이러한 종래의 면광원용 반사판 재료로서 상용화된 제품들과 그 주요특성들은 다음 표 1과 같다.

제조사	테진듀폰社 (Teijin Dupont)		도레이社 (Toray)	미쓰이社 (Mitsui)	후루카와社 (Furukawa)
제품명	TDFJ UX-100	TDFJ UX-150	PET-188	PP(polypropylene)-100	MCPET
두께	100㎛	150㎛	188㎛	100㎛	940㎛
밀도	1.2	1.2	1.0		0.27
반사율	97.6	98.6	97.2	98	97.9
제조기술	CO-PET + pigment	CO-PET + pigment	PET + TPX (Polymethyle Pentene)	PP(polypropylene) + filler 연신	PET + gas
기타	열처리 + 광택처리 적용

도 1은 상기 표 1의 상용화된 제품들 각각의 구조를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1과 표 1에 제시된 종래의 제품들은 첨가된 안료/염료, 표면처리, 내부에 기포형성, 첨가제 첨가 후 연신에 의한 기공확장 등에 의해 원하는 반사율을 획득하였다.

도 2는 반사판의 확산반사의 원리를 나타낸 것이다.

전반사(total reflection)는 경면(鏡面)반사(mirror reflection)와 확산반사(diffuse reflection)의 합이다. 빛의 경면반사는 반사판의 면에서 직접 반사되어 반사파가 일정한 방향으로 진행하는 것을 의미하며, 확산반사는 반사판의 내부의 분말층에 입사한 빛이 모든 방향으로 반사되어 다시 밖으로 나오는 것을 의미한다. 확산반사는 반사판 내부의 미세기포, 백색안료(pigment), 첨가제(filler), 결정(crystal) 등의 개수에 의해 좌우된다. LCD에서는 확산반사율(diffuse reflectance)이 높은 것이 유리하다.

이러한 종래의 백색 안료, 염료 첨가제를 사용한 제품들(테진듀폰社, 도레이社, 미쓰이社)은 비교적 반사율이 우수한 탄산칼슘(CaCO₃)이나 황산바륨(BaSO₄) 등의 첨가제를 이용하여 반사판을 제작함으로써, 가격은 저렴하나 재료비 등의 이유로 필름(두께가 얇음) 형태로 공급되기 때문에 장시간 사용시 열에 의해 필름이 뒤틀리거나 우는 현상 발생하여 42인치 이상의 대형 TV에 적용하는데는 어려움이 있다. 그렇다고 첨가제를 넣은 두꺼운 시트(sheet)를 제작한 후에 이를 연신하게 되면 뒤틀림이 없는 반사판의 두께를 만족시킬 수는 있으나 가격이 과도하게 비싸지게 된다.

또한 종래의 발포 제품(후루카와社)은 반사율이 가장 우수하고 두께도 두껍기 때문에 장시간 사용하여도 뒤틀리거나 우는 현상이 적은 장점이 있으며, 현재 주로 42인치 이상의 대형 TV에 적용되고 있다. 그러나, PET를 이용하여 발포하기 위해서 48시간 동안의 결정화도 향상 공정 및 가스 주입 공정이 수반되어야 하고, 이로 인하여 생산 단가가 매우 고가이며, 발포 제품의 경우에는 생산시간을 단축시키기 어렵다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 제조공정을 간소화하고 제조비용을 낮추어 생산성을 향상시면서도 반사율 또한 향상시킨 반사판 제조방법 및 이에 의하여 제조된 반사판을 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 반사판 제조방법은, 결정성 플래스틱의 비결정화 상태의 재료를 상기 결정성 플래스틱의 결정화 온도(crystallization temperature, Tc) 이하에서 연신하여 상기 결정성 플래스틱의 비결정영역이 연신에 의하여 배향하여 입사광을 반사시키도록 함으로써 반사율을 향상시켜서 반사판을 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 반사판 제조방법은 결정성 플래스틱의 비결정화 상태의 재료인 펠릿(pellet)을 압출성형기에 투입하는 단계; 상기 압출성형기에서 배출되는 재료를 냉각롤에 의하여 상기 결정성 플래스틱의 결정화 온도 이하로 냉각하는 단계; 및 냉각롤을 통과한 상기 재료를 연신챔버에 투입하여 연신하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 반사판 제조방법은 연신용 결정성 플래스틱 재료의 롤재를 준비하는 단계; 및 상기 롤재를 상기 결정성 플래스틱의 결정화온도(crystallization temperature, Tc) 이하에서 연신챔버에 투입하여 연신하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 결정성 플래스틱은 폴리에스테르 계열인 것을 특징으로 한다.

상기 결정성 플래스틱은 폴리올레핀 계열인 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 결정성 플래스틱이 폴리올레핀 계열인 경우에는 UV(ultraviolet) 안정제를 첨가한 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 의한 반사판은 상기 제조방법들 중 어느 한 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성과 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면에 도시된 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 의미한다.

도 3은 본 발명에 의한 결정성 플래스틱의 저온연신에 의해 제조된 반사판의 반사원리를 설명한 것으로서, 결정성 플래스틱을 결정화온도(Tc) 이하의 연신온도조건에서 저온연신하는 것이다. 결정성 플래스틱은 연신전에는 반투명상태를 유지한다. 도 3을 참조하면, 연신전 반사판 재료(예:neat PP(polypropylene))의 결정(crystal) 영역은 빛을 확산반사시키는 반면에, 비결정 영역(amorphous region)에서는 빛을 투과함으로써, 전체적으로는 반투명한 상태이다. 그러나, 반사판 재료를 결정화온도(Tc) 이하에서 저온연신하게 되면 비결정영역이 배향됨으로써, 결정영역에서 확산반사가 일어날 뿐 아니라 배향된 비결정영역에서도 확산반사가 일어나게 되어 높은 반사율을 획득할 수 있게 된다.

먼저, 결정성 플래스틱의 비결정화 상태의 재료인 펠릿(pellet)을 압출성형기에 투입한다. 저온연신되는 반사판의 결정성 플래스틱 재료는 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene 2,6-naphthalate), PBT(polybutylene terephthalate) 등의 폴리에스테르 계열이거나, PP(polypropylene), PE(polyethylene), HDPE(high density polyethylene), LDPE(low density polyethylene), LLDPE(linear low density polyethylene) 등의 폴리올레핀 계열인 것이 바람직하다.

이 때 폴리올레핀 계열의 수지 사용시에는 UV(ultraviolet) 노출 후에 황변을 방지하기 위하여 UV 안정제를 첨가하는 것이 바람직하다. UV 안정제로서는 힌더드아민계, 살리실산계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 아노아크릴레이트계, 트리아진계, 벤조에이트계,옥살산아닐리드계 등의 유기계의 광안정제 또는 졸-겔 등의 무기계의 광안정제를 사용할 수 있다. 이러한 UV 안정제들의 구체적인 예들을 예시하면 다음과 같다.

힌더드아민계: 비스(2, 2, 6, 6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, 숙신산디메틸·1-(2-히드록시에틸)-4-히드록시-2,2, 6, 6-테트라메틸피페리딘 중축합물

살리실산계: p-t-부틸페닐살리실레이트, p-옥틸페닐살리실레이트

벤조페논계: 2, 4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시-5-술포벤조페논, 2, 2'-4, 4'-테트라히드록시벤조페논, 2, 2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논, 2, 2'-디히드록시-4, 4'-디메톡시벤조페논, 비스(2-메톡시-4-히드록시-5-벤조일페닐)메탄

벤조트리아졸계: 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시 -5'-t-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3', 5'-디-t-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2,(2'-히드록시-3', 5'-디·t-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-t-옥틸페놀)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3', 5'-디·t-아밀페닐)벤조트리아졸, 2-2'-메틸렌비스[4-(1, 1, 3, 3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀], 2-(2'히드록시-5'-메타아크릴옥시페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-[2'-히드록시-3'-(3", 4", 5", 6"-테트라히드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐]벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5-아크릴로일옥시에틸페닐)-2H-벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-메타크릴옥시에틸페닐)-2H -벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-아크릴로일에틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트리아졸

시아노아크릴레이트계: 에틸-2-시아노-3, 3'-디페닐아크릴레이트

상기 이외: 니켈비스(옥틸페닐)술피드, [2,2'-티오비스(4-t-옥틸페놀레이토) -n-부틸아민니켈, 니켈컴플렉스-3-5-디·t-부틸-4-히드록시벤질·인산모노에틸레이트, 니켈·디부틸디티오카르바메이트, 2-4-디-t-부틸페닐-3',5'-디·t-부틸-4'-히드록시벤조에이트, 2, 4-디·t-부틸페닐-3', 5'-디·t-부틸-4'-히드록시벤조에이트, 2-에톡시-2'-에틸옥살릭엑시드비스아닐리드, 2-(4, 6-디페닐-1, 3, 5-트리아진-2-일)-5-[(헥실)옥시]-페놀

힌더드아민계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계 중 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하고, 또는 이들을 병용하여 사용하는 것이 보다 바람직하다.

본원 발명에서는 상기 기술된 UV 안정제들 중에서, 반사판의 사양에 따라 첨가되는 UV 안정제의 종류 및 첨가비율은 0.05 중량% 내지 5중량% 범위에서 적절히 결정될 수 있다. 그리고 UV 안정제는 결정성 플라시틱 모재와 함께 적정 첨가비율을 섞어서 압출성형기로 컴파운딩 압출하여 압출 시트를 성형한다.

그리고 압출성형기에서 배출되는 재료를 냉각롤에 의하여 상기 결정성 플래스틱의 결정화 온도 이하로 냉각한다.

그리고 냉각롤을 통과한 상기 재료를 연신챔버에 투입하여 연신한다. 연신공정에서는 반사판의 사용 용도, 반사율, 두께, 제조비용 등의 요구되는 제품사양에 따라 1축 연신 또는 2축 연신하여 반사판을 제조한다.

한편 본 발명의 반사판 제조방법에서는 도 4에서 압출성형기 공정 및 냉각롤 공정을 삭제하고, 처음부터 결정성 플래스틱 재료의 롤재를 준비하는 단계와, 준비된 롤재를 결정화 온도(Tc) 이하에서 연신챔버에 투입하여 연신하는 단계만으로 반사판을 제조할 수도 있다.

그리고 연신챔버에서 연신되어 배출된 반사판을 용도/제품규격에 따라 분단(slitting)한다. 그리고 분단된 반사판을 포장 규격에 따라 스택킹(stacking)하는 것으로 반사판 제조공정이 완료되게 된다.

이러한 본 발명의 저온연신 방법에 의해 제조된 반사판의 일 실시예(SPP(polypropylene))의 주요 특징을 종래의 제품들과 비교하여 다음 표 2에 정리하였다. 본 발명의 제법에 의해 제조된 상기 SPP 제품은 결정성 플래스틱 재료로서 PP(polypropylene)을 사용하였다.

제조사	Teijin Dupont		Toray	Mitsui	Furukawa	본발명
제품명	TDFJ UX-100	TDFJ UX-150	PET-188	PP-100	MCPET	SPP
두께	100㎛	150㎛	188㎛	100㎛	940㎛	800㎛
밀도	1.2	1.2	1.0		0.27	0.75
반사율	97.6%	98.6%	97.2%	98%	97.9%	99%이상
제조기술	CO-PET+ pigment	CO-PET+ pigment	PET+TPX	PP+filler 연신	PET+gas	결정성플래스틱 (polypropylene)의 연신 배향

도 5는 테진듀폰(Teijin Dupont)社의 UX 필름 단면의 10,000배 확대SEM(Scanning Electro Microscope) 사진이다. 사진에서 화살표는 10~20%의 첨가제로 사용된 백색안료(pigment)인 BaSO₄입자이며, 동그라미는 연신으로 인하여 첨가제 주변으로 발생한 1~수㎛ 정도의 기공이다. UX 필름은 BaSO₄ 입자와 기공의 갯수에 의해 원하는 반사율을 획득한다.

도 6은 후루카와(Furukawa)社의 MCPET 제품의 1,000배 확대 SEM 사진이다. MCPET 사진에서는 무수히 많은 수십㎛ 크기의 미세기포(micro bubble)들을 관찰할 수 있으며, MCPET는 이러한 기포들에 의하여 원하는 반사율을 획득하게 된다.

도 7은 본 발명의 결정화온도 이하의 저온연신에 의해 제조된 PP(polypropylene) 재질 반사판의 연신방향과 수직한 단면의 10,000배 확대 SEM 사진이고, 도 8은 그 1,000배 확대 SEM 사진이다. 또한 도 9는 본 발명의 결정화온도 이하의 저온연신에 의해 제조된 PP 재질 반사판의 연신방향과 평행한 단면의 10,000배 확대 SEM 사진이다.

도 7을 참조하면, 1㎛ 미만의 매우 작고 불규칙한 공간들이 보이는데 이는 저온연신에 의하여 비결정 영역이 배향되는 과정에서 결정(crystal)과 비결정 사이의 경계가 균열되면서 생긴 공간들이며 이는 도 7의 연신방향과 수직한 단면사진에서만 관찰되는데, 이 공간들도 본 발명의 반사판의 확산 반사율에 미미하게나마 공헌하게 된다.

도 8을 참조하면, 도 6의 MCPET 제품과 비교하였을 때, 기포(bubble)이라 할 만한 공간을 관찰할 수는 없으며, 비결정 영역이 배향된 단면형태들이 무수히 관찰된다. 이러한 비결정 영역의 배향된 구조가 본 발명의 반사판의 반사율을 결정하는 주요한 인자가 된다.

한편 도 9를 참조하면, 기공이 관찰되지 않고 비결정 영역이 배향된 구조를 확연히 관찰할 수 있다. 도 1, 도 5, 도 6에 예시한 기존의 반사판들은 어떤 방향으로 단면을 잘라도 기공이 존재하는 것을 확인할 수 있지만, 본 발명에 의한 반사판은 방향성이 있어서, 연신방향과 평행한 방향으로 단면을 자르면 전혀 기공이 관찰되지 않는다. 결정성 플래스틱 소재의 저온연신으로 제조된 본 발명의 반사판의 이러한 비결정 영역의 배향된 구조가 본 발명의 반사판의 반사율을 결정하는 주요한 인자가 된다.

도 10은 본 발명의 실시예에서 결정성 플래스틱으로서 사용된 PP(polypropylene)의 결정화온도의 실험결과로서, 원으로 표시된 120℃이다. 본 발명의 반사판의 재료로 사용되는 결정성 플래스틱의 일반적인 결정화 온도는 예컨대 PET(polyethylene terephthalate)의 경우는 160.8℃, PE(polyethylene)의 경우는 70℃ 이므로, 본 발명에서는 이러한 결정화 온도 이하에서 결정성 플래스틱을 저온연신하여 비결정 영역을 배향시켜서 반사율을 향상시키게 된다.

도 11은 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimetry, DSC)를 이용한 결정성 플래스틱의 흐름성 분석 그래프이다. 용융 온도(melting temperature, Tm)는 결정상태가 액체로 되는 온도를 말한다. 결정화 온도(crystallization temperature, Tc)는 결정화가 마무리되어 완전히 굳은 상태가 되는 온도를 말한다. 그리고, 유리전이온도(glass transition temperature, Tg)는 결정성 고분자의 비결정(amorphous) 부분이 녹는 온도를 말한다. 종래의 반사필름을 만드는 방법은 압출로 일정 두께의 시트를 뽑은 후에 그것이 완전히 굳기 전 즉, 용융 온도(Tm)에서 온도가 떨어져 결정화 온도(Tc)가 되기 전에 일축 또는 이축으로 연신시키는 방식으로 반사판을 제조하는데 비하여, 본원 발명의 저온연신 제조방법은 Tc 이하로 굳어있는 결정성 재질의 시트를 연신하는 것에 특징이 있다.

도 12는 연신온도에 따른 PP(polypropylene) 재료의 반사판 제품의 특성을 비교한 사진으로서, 좌측으로부터 온도 140℃, 150℃, 160℃, 120℃에서 PP(polypropylene)를 연신한 것이다. 결정화온도(PP:120℃) 이상의 온도(140℃, 150℃, 160℃)에서 연신한 좌측 3개의 제품들은 기존 필름과 같이 넓고 얇고 반투명하게 연신된 것에 비하여, 맨 우측의 120℃에서 연신한 제품은 상대적으로 매우 작은 크기로 흰색의 불투명하게 연신된 것을 알 수 있다. 즉, 결정성 플래스틱을 첨가제 없이 결정화온도 이상(140℃, 150℃, 160℃)에서 연신하게 되면 반사판으로 사용하기에 부적합하게 되므로, 반사판의 사양을 만족하는 반사율을 획득하기 위하여는 첨가제를 수십% 첨가하여야 한다. 이에 비하여 본 발명의 저온연신(Tc 이하 연신)하면 비결정 영역의 배향으로 인해 반사율이 우수한 반사판을 얻을 수 있으며, 이 때 반사율 향상을 위한 별도의 첨가제를 필요로 하지 않는다.

도 13은 PP(polypropylene) 재료의 온도에 따른 서로 다른 연신 결과의 사진으로서, 왼쪽으로부터 60℃, 80℃, 100℃에서 연신한 결과이며, 이 때 연신온도별로 적용된 인장강도는 다음 표 3과 같다.

연신온도	인장강도
100℃	101.46 kgf/㎠
80℃	105.51 kgf/㎠
60℃	158.99 kgf/㎠

이와 같이 연신전 초기의 결정성 플래스틱 재료의 크기와 두께에 따라 연신 온도와 인장력을 연신챔버의 연신조건으로서 적절히 선택하면 원하는 반사율이 획득되는 최종두께의 반사판을 제조할 수 있다.

도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 제조된 여러가지 두께의 반사판과 종래의 MCPET 제품의 전반사율(total reflectance)을 나타낸 그래프이다. 이하에서는 본 발명의 제조방법에 의해 PP(polypropylene)을 저온연신하여 제조한 반사판 실시예의 명칭을 편의상 SPP라 하기로 한다.

그리고 다음 표 4는 도 14에 전반사율이 도시된 본 발명의 반사판들의 연신전 초기 두께와 연신후 최종두께를 나타낸 것이다.

제품 구분	연신전 초기두께	연신후 최종두께
SPP(polypropylene) 0.3	0.75㎜	0.3㎜
SPP(polypropylene) 0.5	1.25㎜	0.5㎜
SPP(polypropylene) 0.8	2.0㎜	0.8㎜
SPP(polypropylene) 1.0	2.5㎜	1.0㎜
SPP(polypropylene) 1.2	3.0㎜	1.2㎜

도 14를 참조하면, 기존에 사용중인 후루카와社의 MCPET 제품은 0.94㎜ 이고 시각세포를 가장 많이 자극하는 550㎚ 파장영역에서의 반사율이 97.9%이지만, 본 발명에 의해 저온연신 방법에 의해 제조된 반사판은 0.5㎜만 되어도 종래에 MCPET 반사판보다 높은 전반사율을 갖기 때문에 종래에 사용중인 제품보다 두께를 현저히 줄일 수 있다. 따라서 전체적인 LCD의 BLU(Back Light Unit)를 컴팩트(compact)하게 할 수 있다. 또한 두께 0.5㎜로도 98% 이상의 높은 전반사율을 나타내기 때문에 TV 뿐 아니라 모니터 등에도 적용될 수 있다. 도 14의 그래프를 참조하면, 심지어 본 발명의 SPP(polypropylene) 1.2㎜ 제품의 경우 반사율이 100.3%까지 얻을 수 있어 LCD 제품의 휘도 향상에 크게 기여할 수 있다.

액정화면 전체가 고른 휘도를 갖기 위해서는 확산 반사율이 우수한 것이 요구된다. 도 15를 참조하면, 본 발명의 반사판 제조방법에 의해 저온연신시킨 반사판 SPP(polypropylene) 0.8㎜ 이상의 두께에서 종래의 MCPET(후루카와社) 0.94㎜ 제품보다 확산 반사율도 높은 것을 알 수 있다. 또한 SPP(polypropylene) 0.5㎜ 제품일지라도 550㎚ 파장영역에서 종래 MCPET 제품과 확산반사율에서 거의 동등한 수준임을 알 수 있다.

따라서 본 발명에 의해 저온연신 방법으로 제조된 반사판은 종래 가장 우수한 반사율을 보이는 MCPET 제품보다 동일한 두께에서 월등히 높은 반사율을 얻을 수 있음을 알 수 있었고, 두께를 0.94㎜→0.5㎜로 줄여도 동등한 정도의 반사율을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 연신성이 우수한 결정성 플래스틱 재료를 연신하여 비결정성 영역을 배향함으로써 반사율을 높인 제조비용이 절감된 반사판의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의하면 반사율 증대를 위한 발포 공정이나 별도의 첨가제 추가 없이도 배향된 비결정성 영역의 높은 확산반사율로 인하여 반사율을 매우 향상시킨 우수한 성능의 반사판을 제조할 수 있으므로, 반사판 제조공정이 간소화되고 제조비용이 절감되어 생산성이 크게 향상될 수 있다.

본 발명에 의해 제조된 반사판은 각종 조명의 반사판으로 사용되기에 적합하며, 특히 액정표시장치(LCD)용의 에지라이트, 직하형 라이트의 면광원의 반사판, 반사기에 사용되기에 매우 적합하다.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면에서 표현된 예시들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시예들에 의해 가르침을 받은 당업자라면, 다음의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위 및 목적 내에서 치환, 소거, 병합 등에 의하여 전술한 실시예들에 대해 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims

결정성 플래스틱의 비결정화 상태의 재료를 상기 결정성 플래스틱의 결정화 온도(crystallization temperature, Tc) 이하에서 연신하여 상기 결정성 플래스틱의 비결정영역이 연신에 의하여 배향하여 입사광을 반사시키도록 함으로써 반사율을 향상시켜서 반사판을 제조하는 것을 특징으로 반사판 제조방법.
제1항에 있어서,

결정성 플래스틱의 비결정화 상태의 재료인 펠릿(pellet)을 압출성형기에 투입하는 단계;

상기 압출성형기에서 배출되는 재료를 냉각롤에 의하여 상기 결정성 플래스틱의 결정화 온도 이하로 냉각하는 단계; 및

냉각롤을 통과한 상기 재료를 연신챔버에 투입하여 연신하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사판 제조방법.
제1항에 있어서,

연신용 결정성 플래스틱 재료의 롤재를 준비하는 단계; 및

상기 롤재를 상기 결정성 플래스틱의 결정화온도(crystallization temperature, Tc) 이하에서 연신챔버에 투입하여 연신하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사판 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 결정성 플래스틱은 폴리에스테르 계열인 것을 특징으로 하는 반사판 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 결정성 플래스틱은 폴리올레핀 계열인 것을 특징으로 하는 반사판 제조방법.
제5항에 있어서,

UV(ultraviolet) 안정제를 첨가한 것을 특징으로 하는 반사판 제조방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조된 반사판.