KR100823830B1 - Ｌｃｄ 백라이트용 광확산판 - Google Patents

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KR100823830B1 KR1020070022908A KR20070022908A KR100823830B1 KR 100823830 B1 KR100823830 B1 KR 100823830B1 KR 1020070022908 A KR1020070022908 A KR 1020070022908A KR 20070022908 A KR20070022908 A KR 20070022908A KR 100823830 B1 KR100823830 B1 KR 100823830B1
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 LCD 백라이트용 광확산판에 관한 것이다. 본 발명은 투명 매트릭스 수지 및 상기 투명 매트릭스 수지에 분산된 다수의 광확산 입자를 포함하는 광확산판으로서, 상기 광확산 입자는 무기입자 및 상기 무기입자의 표면에 형성된 유기고분자 외곽층으로 이루어지며, 상기 유기고분자 외곽층은 무기입자 표면에 그라프트 중합되어 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 광확산 입자의 분산성이 우수하고, 광확산 입자에 의한 제조설비의 마모 및 손상을 방지할 수 있으며, 광확산 입자끼리 응집되는 현상이 개선될 뿐만 아니라, 동시에 광투과율, 광확산율 및 휘도가 높고, 자외선에 대한 안정성이 높아 백라이트 유니트의 램프로 인한 변색이나 퇴색을 방지할 수 있다.
광확산판, 광확산 입자, LCD 백라이트, 유기고분자 외곽층, 그라프트 중합

Description

ＬＣＤ 백라이트용 광확산판{Light-diffusion for liquid crystal display backlight}
명세서 내에 통합되어 있고 명세서의 일부를 구성하는 첨부도면은 발명의 현재의 바람직한 실시예를 예시하며, 다음의 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유기-무기 복합입자의 제조과정을 도식화한 것이다.
도 2는 발명의 일실시예에 따라 제조한 유기-무기 복합입자의 SEM 사진이다.
도 3은 순수한 실리카 입자의 SEM 사진이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
1: 무기입자 2: 유기고분자 외곽층
10: 광확산 입자
본 발명은 광투과율, 광확산율 및 휘도가 우수한 LCD 백라이트용 광확산판에 관한 것이다.
종래 액정 디스플레이에스 백라이트 방식은 에지라이트 방식과 직하형 방식이 있는데, LCD TV는 직하형 방식을 따른다. 직하형 방식은 주로 도광판을 사용하지 않고, 반사판 위에 여러 개의 램프를 설치하고, 그 위에 일정한 거리를 두고 광확산판을 배치하게 된다.
광확산판 기술은 아직 일정한 구조와 재료로 정착되지 않았고, 더 낮은 가격으로 원하는 성능을 끌어내기 위한 노력이 지금도 계속하여 진행되고 있다.
현재 쓰이는 제품들은 다층 구조가 일반적이다. 가장 일반적인 구조로는 3층형 구조로 투명아크릴(폴리메틸메타크릴레이트) 수지, 메타크릴레이트, 스타이렌 수지 등을 배치한 형태이다. 즉, 중간에 핵심층이 있고, 양쪽에 얇은 스킨층이 있는 형태이며, 각 층은 유기계 또는 무기계 광확산제를 포함한다.
그러나, 각각 다른 종류의 수지를 써서 층을 쌓다 보면 접착부에서 서로 다른 특성의 물질이 맞대어져 있기 때문에 문제가 생길 수 있다. 따라서, 같은 종류의 수지로 3층을 만들어서 구성한 제품도 있으며, 단층으로도 개발되고 있다. 단층형은 폴리카보네이트 단층에 자외선 코팅층을 형성해서 황변화를 막는 새로운 개념의 구조이다.
광확산판 기술은 전체적으로 요구되는 성능을 맞추는 것이 중요하지만, 최근 LCD TV의 대형화에 따라 실제 사용 환경에서 변형이 덜 일어나는 구조로 나아가고 있다. 구체적으로, 여러 가지 광학용 투명 수지들의 특성 중 흡습성과 내열성, 색변화 방지(황변현상)에 주안을 두어 구조 및 재료가 채택되고 있다.
광확산판의 확산을 위해서는 유기 및 무기계 광확산제를 사용하여 기능을 수 행하고 있다. 기초 수지만 사용하고 광확산제를 첨가하지 않았을 경우에는 광투과성과 광확산성이 충분하지 못한 문제점이 있다. 이에 직사광이나 형광등의 빛을 높은 투과율로 투과시키는 광투과 효과, 광원이 육안으로 식별되지 않을 정도로 빛을 확산시키는 광확산 효과를 지니는 광확산제의 개발이 중요하다.
광확산제는 기초수지와 굴절률이 약 0.02∼0.13 정도 차이나는 무기물이나 유기물을 사용하는데, 무기물 입자로는 탄산칼륨, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화 알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트 카본, 산화마그네슘, 산화아연 등이 주로 사용된다. 그러나 유기계 광확산제만을 사용할 경우에는 최종 수지 조성물의 백색도가 저하되고, 광확산성이 감소하여 휘도가 감소하는 문제점이 발생하며, 무기계 광확산제만을 사용할 경우에는 매트릭스 투명 열가소성 수지에 무기계 광확산제가 고르게 분산되기 어려울 뿐만 아니라 경도에 따라 제조 설비가 마모, 손상되고, 성형품으로 제조시 무기계 광확산제로 인해서 다이 라인 등의 결점이 발생하는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점들을 해결하고자 유기계 광확산제와 무기계 광확산제를 적절히 혼합하여 사용되고 있다. 그러나, 유기계 광확산제와 무기계 광확산제를 혼합하여 사용할 경우에는 유기물 입자와 무기물 입자의 성질과 입자의 크기 차이가 생겨 입자들이 서로 응집되는 문제점이 발생한다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광확산 입자의 분산성이 우수하고, 광확산 입자에 의한 제조설비의 마모 및 손상을 방지할 수 있으며, 광확산 입자끼리 응집되는 현상이 개선될 뿐만 아니라, 동시에 광투과율, 광확산율 및 휘도가 높고, 자외선에 대한 안정성이 높아 백라이트 유니트의 램프로 인한 변색이나 퇴색을 방지할 수 있는 LCD 백라이트용 광확산판을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 투명 매트릭스 수지 및 상기 투명 매트릭스 수지에 분산된 다수의 광확산 입자를 포함하는 광확산판에 있어서, 상기 광확산 입자는 무기입자 및 상기 무기입자의 표면에 형성된 유기고분자 외곽층으로 이루어지며, 상기 유기고분자 외곽층은 무기입자 표면에 그라프트 중합되어 형성된 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.
상기 무기입자는 실리카, 탄산칼륨, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화 알루미늄, 유리, 활석, 운모, 화이트 카본, 산화마그네슘, 산화아연 등이 사용될 수 있다.
상기 유기고분자 외곽층은 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스타이렌, 머캅토프로필, 폴리[디메틸실록산-블록-올리고(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 메타크릴레이트](poly[dimethylsiloxane-block-oligo(ethylene glycol)methyl ether methacrylate], polyOEGMA), 아크릴계 고분자 등으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 광확산판은 LCD 백라이트에 적용되는 것이 좋다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 투명 매트릭스 수지 및 상기 투명 매트릭스 수지에 분산된 다수의 광확산 입자를 포함하는 광확산판에 있어서, 상기 광확산 입자는 무기입자 및 상기 무기입자의 표면에 형성된 유기고분자 외곽층으로 이루어지며, 상기 유기고분자 외곽층은 무기입자 표면에 그라프트 중합되어 형성된 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 광확산 입자는 무기입자를 코어로 하여, 그 표면을 유기고분자 외곽층이 둘러싸고 있는 형태이다.
상기 액정 디스플레이용 스페이서는 코어인 무기입자와 유기고분자 외곽층이 그라프트 중합 등의 화학적 결합에 의하여 형성되는 것이 바람직하다. 만일, 상기 무기입자와 유기고분자 외곽층이 물리적 결합에 의해 형성될 경우에는 후처리 공정시 높은 열과 응력에 의하여 유기고분자 외곽층이 손상될 수 있지만, 화학적 결합으로 형성될 경우에는 그라프트 중합이 깨지지 않아 안정한 코팅층을 유지할 수 있어 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
상기 화학적 결합에 의해 형성된 본 발명의 광확산 입자를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 광확산 입자(10)는 무기입자(1) 표면에 유기단량체를 그라프트 중합함으로써 코어로 무기입자(1)를 가지며, 상기 무기입자(1) 표면에 유기고분자 외곽층(2)이 형성된다.
즉, 도 1에 도시한 바와 같이 무기입자(1)와 유기고분자(2)를 그라프트 중합하여 화학적으로 결합시킴으로써 하나의 화합물로 일체화된 광확산 입자(10)로 제조할 수 있다.
상기와 같은 광확산 입자는 투명 매트릭스 수지에의 분산성이 우수하고, 유기입자와 비교하여 경도가 낮은 무기입자의 표면을 탄력성이 있는 유기입자에 의하여 둘러싸고 있어 경도에 따라 발생하는 제조설비의 마모 및 손상을 방지할 수 있고, 성형품으로 제조시 다이 라인 등의 결점 발생의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 유기입자만을 사용할 때와 비교하여 백색도, 광확산성 및 휘도가 우수하며, 유기입자와 무기입자 단순 혼합이 아닌 화학적 결합에 의해 하나의 화합물로 제조함으로써 사용시 입자의 성질과 크기 차이로 입자들이 서로 응집하는 현상을 방지할 수 있게 된다.
상기 광확산 입자에 사용되는 무기입자는 실리카, 탄산칼륨, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화 알루미늄, 유리, 활석, 운모, 화이트 카본, 산화마그네슘, 산화아연 등이 사용될 수 있으며, 특히 실리카를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 무기입자는 그 평균입경이 0.1 내지 20 ㎛인 것이 바람직하며, 그 평균입경이 0.1 ㎛ 미만일 경우에는 광원의 은폐성이 저하되어 광특성이 불량해질 수 있으며, 20 ㎛를 초과할 경우에는 광확산성을 유지하기 위해 과량의 입자를 첨가하게 되어 최종 수지 조성물의 충겨강도가 저하되게 된다는 문제점이 있다.
상기 무기입자는 메틸메타크릴레이트, 스타이렌 등의 유기단량체와 그라프트 중합함으로써 무기입자 표면에 유기고분자 외곽층을 형성한다.
상기 유기고분자 외곽층은 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스타이렌, 머캅토프로필, 폴리[디메틸실록산-블록-올리고(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 메타크릴레이트](poly[dimethylsiloxane-block-oligo(ethylene glycol)methyl ether methacrylate], polyOEGMA), 아크릴계 고분자 등으로 형성될 수 있다.
또한 상기 유기고분자 외곽층은 그 두께가 40 내지 60 ㎛인 것이 바람직하며, 그 두께가 40 ㎛ 미만일 경우에는 압축 성형기 사용시 입자가 깨질 위험성이 있고, 60 ㎛를 초과할 경우에는 부드러운 유기물 부분이 많게 되어 모양이 변형될 수 있다.
상기 광확산 입자는 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다. 하기 제시하는 방법은 본 발명의 광확산 입자를 제조하기 위한 일실시예일 뿐, 본 발명의 광확산 입자를 제조하기 위한 방법이 하기 기재하는 방법으로만 한정되는 것은 아니다. 이하 설명하는 방법에서는 무기입자로 실리카를 예를 들어 설명한다.
광확산 입자의 코어인 실리카는 졸-침전법에 의해 제조할 수 있다. 먼저, 실리카 입자를 졸-용액 콜로이드 형태로 준비한 후, 2,000∼5,000 rpm에서 10 분 동안 원심분리하여 침전시킨다. 그 다음, 상기 침전된 실리카 입자를 에탄올을 사용하여 원심분리하여 세척한 다음, 100 ℃의 오븐에서 24 시간 동안 건조하여 구형의 실리카로 제조할 수 있다.
상기와 같이 제조한 구형의 실리카, 용매 및 광개시제를 혼합한다. 이때, 용 매와 광개시제는 사용되는 무기입자의 종류, 단량체의 종류 등에 따라 그 종류를 달리할 수 있으며, 예를 들어 용매로는 에탄올을 사용할 수 있고, 광개시제로는 벤조페논을 사용할 수 있다. 상기 혼합물에 자외선을 조사하여 광개시제를 활성화시키는데, 상기 자외선 조사시 상온의 질소분위기하에서 혼합물을 교반하면서 실시하는 것이 좋다. 또한, 자외선 조사는 300∼800 W의 수은 램프 등을 이용할 수 있으며, 그 파장 범위는 200 내지 500 ㎚이고, 시료와의 광원거리는 15∼30 ㎝로 조절할 수 있다. 상기 광개시제가 활성화되면, 상기 혼합물에 유기단량체를 첨가하고 자외선을 더 조사함으로써 실리카와 유기단량체간의 그라프트 중합반응을 실시한다. 상기 중합반응이 완료되면 반응물을 2,000∼5,000 rpm에서 5 분간 원심분리한 후, 여기에 에탄올을 통하여 미반응 단량체, 광개시제 잔여물, 반응 부산물 등을 제거한다. 그 다음, 그라프트되지 않고 단량체끼리 단일중합한 중합물을 제거하기 위하여 테트라하이드로퓨란으로 세척한 후, 100 ℃의 오븐에서 24 시간 동안 건조하여 제조할 수 있다.
상기와 같은 광확산 입자는 투명 매트릭스 수지에 분산되어 광확산판을 형성한다.
상기 투명 매트릭스 수지는 통상의 광확산판에 사용되는 투명수지이면 그 종류가 제한되지 않는다. 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 유리 등이 사용할 수 있으며, 특히 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하는 것이 좋다.
상기와 같은 광확산판은 ASTM D1003에 의거한 광투과율이 86 % 이상이고, 광 확산율이 68 % 이상인 광학적 특성을 가지며, ASTM D1925에 의거한 황변도가 0.17 이하로 자외선에 안정한 효과를 가진다.
상기 광확산판은 LCD 백라이트에 적용하기 적합하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1
(실리카 입자 제조)
구형의 실리카 입자를 테트라에틸 오르소실리케이트를 사용하여 졸-침전법에 의하여 제조하였다.
먼저, 실리카 입자를 졸-용액 콜로이드 형태로 준비한 후, 3,500 rpm으로 10 분 동안 원심분리하여 침전시켰다. 상기 침전된 실리카 입자에 에탄올을 첨가하고 원심분리시켜 세척하였다. 그 다음, 상기 세척한 실리카 입자를 100 ℃ 오븐에서 24 시간 동안 건조시켜 최종 구형의 실리카 입자를 수득하였다.
(광확산 입자 제조)
지름이 150 ㎜인 페트리 디쉬에 상기 제조한 실리카 입자 2.5 g, 에탄올 25 g 및 벤조페논 0.1 g을 넣었다. 이 페트리 디쉬를 상온의 질소분위기 하에서 20 분간 350 W의 수은램프를 사용하여 20 분 동안 자외선 조사하였다. 이때, 자외선의 파장범위는 200∼500 ㎚이고, 시료와 광원의 거리는 25 ㎝의 간격을 유지하도록 하였다. 또한, 시료에 자외선을 조사하는 동안 페트리 디쉬에 담긴 혼합물을 계속하여 교반하였다. 상기 자외선 조사를 완료한 후, 페트리 디쉬에 단량체로 메틸메타크릴레이트(MMA) 2.5 g을 넣은 후 다시 25 분간 상기와 동일하게 자외선 환경과 광원 거리를 그대로 유지하면서 자외선을 조사하여 그라프트 중합을 실시하였다.
상기 중합이 완료되면, 상기 중합물을 5,000 rpm에서 5 분 동안 원심분리한 후, 미반응 단량체와 광개시제 잔여물을 제거하기 위하여 원심분리기를 이용하여 에탄올로 세척하였다. 그 다음, 테트라하이드로퓨란으로 세척하고, 100 ℃의 오븐에서 24 시간 동안 건조하여 최종 광확산 입자를 수득하였다.
상기 수득한 광확산 입자의 SEM(scanning electron microscope)으로 분석한 사진을 도 2에 나타내었다. 또한, 순수한 실리카 입자의 SEM 사진을 도 3에 나타내었다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 제조한 광확산 복합입자 0.75 g을 이소프로필알코올 10 mL에 넣고, 울트라 소닉 크리닝 머신을 사용하여 30 분간 골고루 분산시켰다. 이 용액을 광확산판의 매트릭스 수지인 폴리메틸메타크릴레이트 필름(두께 0.64 ㎜, I-components 제품)에 압축기를 이용하여 분산, 접합시켜 광확산판을 제조하였다. 이때, 온도는 125 ℃로 하였다.
비교예 1
상기 실시예 2에서 광확산제로 상기 실시예 1에서 제조한 광확산 복합입자를 대신하여 유기계 광확산제로 스타이렌계 입자인 SBX-4(SEKISUI Plastics co.)만을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 광확산판을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 2에서 광확산제로 상기 실시예 1에서 제조한 광확산 복합입자를 대신하여 유기계 광확산제로 아크릴계 입자인 pure PMMA(SOKEN Chemical & Engineering Co.)만을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 광확산판을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 2에서 광확산제로 상기 실시예 1에서 제조한 광확산 복합입자를 대신하여 무기계 광확산제인 탄산칼슘만을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 광확산판을 제조하였다.
비교예 4
상기 실시예 2에서 광확산제로 상기 실시예 1에서 제조한 광확산 복합입자를 대신하여 무기계 광확산제인 실리카만을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 광확산판을 제조하였다.
비교예 5
상기 실시예 2에서 광확산제로 상기 실시예 1에서 제조한 광확산 복합입자를 대신하여 유기계 광확산제로 스타이렌계 입자인 SBX-4(SEKISUI Plastics co.)와 무기계 광확산제로 평균입경이 2 ㎛인 탄산칼슘을 4:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 광확산판을 제조하였다.
비교예 6
상기 실시예 2에서 광확산제로 상기 실시예 1에서 제조한 광확산 복합입자를 대신하여 유기계 광확산제로 아크릴계 입자인 pure PMMA(SOKEN Chemical & Engineering Co.) 무기계 광확산제로 평균입경이 2 ㎛인 탄산칼슘을 4:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 광확산판을 제조하였다.
비교예 7
상기 실시예 2에서 광확산제로 상기 실시예 1에서 제조한 광확산 복합입자를 대신하여 유기계 광확산제인 아크릴계 입자와 무기계 광확산제인 평균입경이 1.4 ㎛인 실리카를 4:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하여 광확산판을 제조하였다.
상기 실시예 2 및 비교예 1 내지 7에서 제조한 광확산판을 이용하여 하기와 같은 방법으로 광확산판의 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
가. 광투과율 및 광확산율 - ASTM D1003에 의거하여 측정하였으며, 하기와 같이 정의된다.
Figure 112007019037078-pat00001
Figure 112007019037078-pat00002
나. 휘도 - MCPD3000에 의해 측정하였으며, 측정거리는 4 ㎝를 유지하였다.
다. UV 안정성(황변도) - 500 W의 수은램프를 이용하여 1 시간 동안 자외선을 조사하고, ASTM D1925에 의거하여 측정하였으며, 하기와 같이 정의된다.
Figure 112007019037078-pat00003
Figure 112007019037078-pat00004
구분 광투과율 (%) 광확산율 (%) 휘도 (cd/㎡)
실시예 2 광확산 복합입자 86.13 78.86 162
비교예 1 유기입자(스타이렌계) 63.57 62.31 130
비교예 2 유기입자(아크릴계) 58.34 48.29 86
비교예 3 무기입자(탄산칼슘) 78.17 53.05 140
비교예 4 무기입자(실리카) 79.16 72.55 141
비교예 5 유기+무기(스타이렌계+탄산칼슘) 70.93 59.81 148
비교예 6 유기+무기(아크릴계+탄산칼슘) 64.63 51.52 111
비교예 7 유기+무기(아크릴계+실리카) 68.77 62.93 109
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 유기-무기 복합입자를 광확산제로 사용한 실시예 2의 경우에는 광투과율, 광환산율 및 휘도가 동시에 우수한 값을 가짐을 확인할 수 있었다.
반면, 유기입자를 사용한 비교예 1 및 2의 경우에는 광투과율이 매우 낮게 나타나고, 무기입자를 사용한 비교예 3 및 4의 경우에는 광투과율은 우수하나 입자들의 응집으로 광확산율이 낮게 나타남을 확인할 수 있었다. 또한, 유기입자와 무기입자를 혼합하여 사용한 비교예 5 내지 7의 경우에는 유기 및 무기입자의 상호보안적 작용으로 광투과율과 광환산율은 유기입자만을 사용한 비교예 1과 비교하여 다소 높게 나타남을 알 수 있었다.
구분 황변도 변화정도 (△YI)
실시예 2 유기-무기 복합입자 0.1711
비교예 1 유기입자(스타이렌계) 4.247
비교예 2 유기입자(아크릴계) 5.475
비교예 3 무기입자(탄산칼슘) 0.077
비교예 4 무기입자(실리카) 0.142
비교예 5 유기+무기(스타이렌계+탄산칼슘) 3.938
비교예 6 유기+무기(아크릴계+탄산칼슘) 4.653
비교예 7 유기+무기(아크릴계+실리카) 4.980
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 유기-무기 복합입자를 광확산제로 사용한 실시예 2는 황변도 값이 0.1711로 낮게 나타남을 확인할 수 있었다. 반면, 유기입자를 사용한 비교예 1 및 2의 경우에는 황변도가 높게 나타남을 알 수 있었다. 이는 유기입자가 자외선에 대해서 변형이 일어나기 쉽기 때문에 나타나는 무기입자를 사용한 비교예 3 및 4의 경우에는 자외선에 대해 안정하여 매우 낮은 황변도 변화값을 나타내었다. 유기입자와 무기입자를 혼합하여 사용한 비교예 5 내지 7의 경우에는 무기입자를 사용함으로써 유기입자만을 사용한 비교예 1과 비교하여 자외선에 대하여 안정하였다.
이상과 같은 결과로부터, 본 발명에 따른 유기-무기 복합입자는 무기입자 위에 유기물이 그라프트 중합된 것이어도 무기입자와 비슷할 정도로 자외선에 대해서 안정하여 퇴색이나 변색되는 결함이 적음을 알 수 있었다.
본 발명에 따른 광확산판은 광확산 입자의 분산성이 우수하고, 광확산 입자에 의한 제조설비의 마모 및 손상을 방지할 수 있으며, 광확산 입자끼리 응집되는 현상을 개선할 수 있다. 또한, 광투과율, 광확산율이 우수하고 동시에 휘도가 높아 광확산판 제조시 다이 라인 등의 결점을 적게 발생시키고, 백색도 저하를 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 자외선에 대한 안정성이 높아 백라이트 유니트의 램프로 인한 변색이나 퇴색을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 투명 매트릭스 수지 및 상기 투명 매트릭스 수지에 분산된 다수의 광확산 입자를 포함하는 광확산판에 있어서,
    상기 광확산 입자는 무기입자 및 상기 무기입자의 표면에 형성된 유기고분자 외곽층으로 이루어지며, 상기 유기고분자 외곽층은 무기입자 표면에 그라프트 중합되어 형성된 것을 특징으로 하는 광확산판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무기입자는 실리카, 탄산칼륨, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화 알루미늄, 유리, 활석, 운모, 화이트 카본, 산화마그네슘 및 산화아연으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 광확산판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기고분자 외곽층은 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스타이렌, 머캅토프로필, 폴리[디메틸실록산-블록-올리고(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 메타크릴레이트](poly[dimethylsiloxane-block-oligo(ethylene glycol)methyl ether methacrylate], polyOEGMA) 및 아크릴계 고분자로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 광확산판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무기입자의 평균입경은 0.1 내지 20 ㎛이고, 상기 유기고분자 외곽층은 그 두께가 40 내지 60 ㎛인 것을 특징으로 하는 광확산판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광확산판은 LCD 백라이트용인 것을 특징으로 하는 광확산판.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990036705A (ko) * 1997-10-02 1999-05-25 고사이 아끼오 광확산성 적층 수지판
KR20000055265A (ko) * 1999-02-04 2000-09-05 유현식 광반사 특성 및 충격강도가 우수한 폴리카보네이트계 수지 조성물
US20020123801A1 (en) 2000-12-28 2002-09-05 Pacetti Stephen D. Diffusion barrier layer for implantable devices
KR100338904B1 (ko) 1993-07-14 2002-11-01 더 다우 케미칼 캄파니 광확산체조성물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100338904B1 (ko) 1993-07-14 2002-11-01 더 다우 케미칼 캄파니 광확산체조성물
KR19990036705A (ko) * 1997-10-02 1999-05-25 고사이 아끼오 광확산성 적층 수지판
KR20000055265A (ko) * 1999-02-04 2000-09-05 유현식 광반사 특성 및 충격강도가 우수한 폴리카보네이트계 수지 조성물
US20020123801A1 (en) 2000-12-28 2002-09-05 Pacetti Stephen D. Diffusion barrier layer for implantable devices

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