KR100911367B1 - 무연신 광확산 시트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중심층은 폴리카보네이트 및 코폴리에스터 블랜드 수지로 구성되고, 상기 중심층의 일면 또는 양면에 적층되는 스킨층은 유기입자 및 바인더로서 폴리카보네이트 수지를 함유하는 코팅층이 적층되는 무연신 광확산 시트를 제공한다.

이를 통해 광확산 필름의 내열성, 내흡습성 및 광학특성을 향상되고 제조과정에서 필름의 일부가 들뜨는 문제가 개선되는 효과를 가진다.

광확산 시트, 폴리카보네이트, 코팅층, 일부들뜸

Description

무연신 광확산 시트 및 그 제조방법{NON ORIENTED LIGHT DIFFUSION SHEET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 무연신 광확산 시트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리카보네이트 계열의 무연신 광확산 필름에 있어서, 광확산 필름과 유사한 굴절율을 가지는 폴리카보네이트를 바인더로 함유하는 코팅액으로 광확산 시트를 코팅하여 무연신 광확산 시트의 내열성, 내흡습성 및 제조과정에서 필름의 일부가 들뜨는 문제를 개선한 무연신 광확산 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

정보표시기술에서 표시장치는 지난 반세기 이상 브라운관(CRT)이 독보적인 위치를 점하였다. 그러나 급속히 발전하는 정보시대를 맞아 다양한 방식의 디스플레이 기술이 개발 및 적용되고 있다. 이 가운데 평판디스플레이(Flat Panel Display)는 빠른 속도로 브라운관 시장을 잠식하고 있으며 이미 소형 계측기기뿐만 아니라 휴대용 컴퓨터가 대중화되며 각종 모니터와 TV에 이르기까지 기존 CRT방식이 평판화로 대체되고 있다.

평판디스플레이기술은 TV 분야에서 이미 시장을 확보한 액정디스플레이(LCD), 프로젝션 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이(PDP)가 주류를 이루고 있고, 또 전계방출디스플레이(FED)와 전계발광디스플레이(ELD) 등이 관련기술의 향상과 더불어 각 특성에 따른 분야를 점유할 것으로 전망된다.

LCD는 유리판 두 장 사이에 액정을 주입해 상하 유리판에 설치된 전극에 전원을 인가하여, 각 화소에서 액정 분자배열이 변화, 영상을 표시하는 장치다. 현재 노트북, 퍼스널 컴퓨터 모니터, 액정 TV, 자동차, 항공기 등 사용범위가 확대되고 있으며 평판시장의 80% 가량을 차지하고 있고 지난 98년 하반기 이후 세계적으로 LCD의 수요가 급증해 현재까지 호황을 누리고 있다.

LCD 디스플레이 장치는 통상 LCD 패널부, 구동부 그리고 백라이트 유닛(BLU)으로 구성된다. LCD 패널은 자체 발광할 수 있는 구조물이 없으며 단순히 후면의 광을 투과시키는 기능만을 가진다. 따라서 야간이나 빛이 없는 공간에서는 후면광의 도움이 없이는 화상을 보여줄 수 없다. LCD용 백라이트 유닛은 이러한 LCD의 후면광을 구현하기 위한 시스템이다.

백라이트 유닛은 크게 램프, 시트류, 기구부 그리고 구동회로로 구성이 된다. 램프만으로는 전면적에 걸친 균일한 빛을 만들어 낼 수 없으므로 도광판이나 확산판, 반사판, 프리즘, 프레임 등의 시트류와 기구부를 구비하게 된다.

백라이트 유닛에는 여러 가지 방식이 존재하는데 현재 가장 널리 상용적으로 사용되는 방법은, 측광(side light) 방식으로 가운데에 반사패턴이 인쇄된 도광판 (LGP: light guiding panel)을 두고 냉음극형광램프가 가장자리에 위치하는 방식이다. 이 때 도광판에 인쇄된 반사패턴은 램프가 가장자리에 위치하여 패널내의 위치에 따라 밝기 차이가 발생하는 현상을 줄여주기 위한 구조로 인쇄된다. 도광판에 반사패턴을 인쇄한 방식은 생산성이 높으나 인쇄패턴 물질 자체에 의한 광 손실이 발생하므로 효율이 떨어지며 LCD가 대형화되면 될수록 전체적인 휘도의 균일도(uniformity)가 나빠지는 단점을 가진다. 따라서, 이러한 방식은 19인치 이하의 소형 디스플레이 장치에 사용되는 데, 예를 들어, 차량 및 노트북 같은 소형의 14인치 이하는 한 개의 냉음극 형광관을 도광판 외곽에 설치하고, 모니터와 TV용으로 사용되는 15～18인치 백라이트유닛은 밝기를 높이기 위해 도광판 외곽에 각 2, 3개의 램프가 설치된다. 19인치 이상은 도광판 방식으로는 충분한 밝기를 낼 수 없기 때문에 다수의 램프를 확산판 아래에 일정한 간격으로 배열한 직하형 (direct) 방식이 사용된다. 이러한 방식은 확산시트의 후면에 수 개의 형광램프를 일렬로 배치하는 방식으로 측광형 보다 휘도를 높이고 균일성을 개선한 방식이다.

밝은 화면을 나타내기 위해, 백라이트 광원은 매우 밝아야만 한다. 이것은 왜냐하면, 광원으로부터 나온 빛이 LCD 패널에 도달하기 전까지 여러 단계를 거쳐야하며, 투과 과정에서 반사, 흡수 등에 의해 본래 밝기를 잃어버리기 때문이다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로, 램프의 수를 늘리거나 소비 전력을 높여주면 되지만 생산자와 소지자의 비용이 증가하게 된다. 따라서 광원으로부터 나온 빛의 효율을 높이기 위해 시트의 구조 개선이 진행되고 있다.

직하형 백라이트 유닛에서 확산판의 역할은 CCFL 또는 LED 램프로부터 나온 선광원 및 점광원을 면광원으로 바꾸어주는 것과 확산판 위에 위치한 시트류를 지지해 주는 것이다. 선광원 및 점광원을 면광원으로 바꾸어주기 위하여 확산판은 빛의 산란 기능이 필요하며, 투명한 폴리머에 확산용 입자를 조합함으로써 기능을 확보할 수 있다. 빛의 산란 기능이 부족하면 램프형상이 LCD 패널을 통과한 후에도 나타날 수 있으며 패널 상에서 밝기의 균일도가 떨어지게 된다. 여러 개의 광원이 화면 아래에 분포됨으로써 광원과 광원사이에 빛의 세기가 차이가 나기 때문이다. 이처람 확산판이 CCFL 또는 LED 램프로부터 나오는 선형, 점형태의 광원을 은폐시키면서 확산판 전면에서 최대효율로 빛을 투과시키는 것이 목적이라면, 확산필름은 확산판을 통해 산란되는 광을 패널의 수직방향으로 바꾸어 주는 역할을 한다. 따라서 시야각을 측정하였을 때 패널과 수직방향에서 가장 밝도록 도와준다. 또한 확산필름은 확산판에서 부족한 휘선 차폐성을 보완해주는 역할을 한다.

광확산필름의 최종 목적은 LCD 패널과 수직인 위치에서 측정하였을 때 휘도를 최대화하는 것이다. 또한 휘도를 최대화하기 위해서 요구되는 물성이 전광투과도와 흐림도이다. 전광투과도와 흐림도는 기재를 통과하는 빛의 양, 통과한 빛 중에서 산란광과 직진광 과의 비율을 나타내는 물성으로서 광학용 시트에서는 매우 중요한 물성이라 할 수 있다. 시트를 투과하는 가시광선 영역에서 60% 이상의 전광 투과도, 90% 이상의 흐림도(헤이즈)를 만족해야 확산필름으로서 적용이 가능하다. 요구되는 광특성은 바인더에 확산입자를 분산시켜 기재의 단면에 코팅함으로써 얻을 수 있다. 확산필름으로 적용하기 위해서 내스크래치성, 내UV성, 제전성이 추가적으로 요구되는데 제전제, UV제, 안티블록킹제, 슬립제를 조합하여 공압출 하거나 확산제가 코팅되어 있는 반대면에 코팅함으로써 물성을 얻을 수 있다.

산란광을 직진광으로 바꾸어주기 위하여 3가지 방법이 사용되고 있다. 첫번째로 바인더와 구형의 확산입자를 조합하여 기재의 단면에 코팅을 하는 것으로 현재는 일반화된 기술이라 할 수 있다. 두번째로 아크릴계 수지와 같이 투명하고 점도가 높은 수지를 기재에 바른 후 반구형태로 조각된 금형으로 찍은 후 경화시키는 방법이 있다. 기재위에 구형상을 금형으로 찍기 때문에 무늬를 인위적으로 조절할 수 있으며, 규칙적으로 나올 수 있기 때문에 균일한 품질을 얻을 수 있다. 마지막으로는 용융된 폴리머를 T-다이를 통해 압출한 후 구형상이 음각으로 조각된 칼렌더롤을 통과시킴으로써 기재에 직접 반구 형상을 새기는 방법이 있다.

기존의 종래 기술에 따르면 확산필름에 사용되는 기재필름은 2축연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로써 기재와 코팅 두께를 합쳐 225㎛ 정도이다. 그러나 확판필름의 두께가 얇은 관계로 백라이트 유닛 내 온도가 높아질 때 필름의 일부가 들뜨는 현상이 발생하게 된다. 그 결과 LCD 패널상에서 백색 얼룩 무늬가 나타나 백라이트 유닛 불량으로 생산성 감소의 원인이 된다. 필름의 두께가 0.4mm인 고휘 도용 필름, DBEF-D에서는 시트의 들뜸 현상이 발생하지 않기 때문에 필름 두께를 0.4mm 이상으로 높이면 해결될 것으로 판단되나 현재 연신 기술로서는 250㎛ 이상의 연신 필름은 생산할 수가 없다. 또한 무연신 A-PET를 사용할 때 유리전이온도가 78℃ 이므로 백라이트 유닛 내에서 발생하는 열에 의해 수축 변형이 발생해 적용할 수 없다.

한편, 폴리카보네이트의 경우 T-다이 압출 방식으로 0.5mm의 박물 시트가 생산되고 있으나 생산 단가가 높다. 0.4mm의 박물 시트를 생산하기 위해선 사출 방식을 써야 하나 TV와 같이 큰 디스플레이용 필름을 생산하기는 현실적으로 어렵다. 또한 폴리카보네이트의 내열성은 유리전이온도가 150℃로 높으나 흡수율이 높아 고온ㆍ고습 방치 평가에서 뒤틀림 현상이 발생할 가능성이 높다.

나아가 종래의 광확산 필름의 코팅용 바인더 수지로 사용되었던 아크릴 수지의 경우 소재와의 굴절율 차이가 0.1 정도로 크게 차이가 나므로 계면에서의 반사에 의한 빛의 손실이 큰 문제가 있어서 폴리카보네이트 계열의 광확산 필름에는 그 적용이 곤란하였다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 폴리카보네이트 계열의 중심층을 가지는 무연신 광확산 시트의 내열성, 내흡습성 및 광학특성을 향상시키고 제조과정에서 필름의 일부가 들뜨는 문제를 개선하기 위하여 중심층과 유사한 굴절율을 가지는 폴리카보네이트를 바인더로 함유하는 코팅층이 형성되는 무연신 광확산 시트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광확산 시트의 스킨층에 형성되는 요철형상이 다양한 디자인을 용이하게 갖도록 하기 위하여 스킨층이 중심층보다 유리전이온도가 높은 무연신 광확산 시트를 제공하는 것이다.

상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 무연신 광확산 시트는 중심층 및 중심층의 적어도 일면에 스킨층을 가지는 다층구조의 광확산 시트에 있어서, 상기 중심층은 폴리카보네이트 및 코폴리에스터 블랜드 수지로 구성되고, 상기 스킨층은 유기입자 및 바인더로서 폴리카보네이트 수지를 함유하는 코팅층이 적층된다.

상기 광확산 시트의 두께는 바람직하게는 300 ~ 500 ㎛이며, 상기 코팅층의 두께는 5 ~ 30㎛이다.

상기 중심층은 바람직하게는 멀티레이어 압출방식을 통해 코어층과 스킨층으로 나눌 수 있으며 중심층과 스킨층은 폴리카보네이트 30 ~ 90 중량%와 코폴리에스터 70 ~ 10 중량%의 블랜드 수지를 사용할 수 있으며, 상기 스킨층에는 UV 내구성, 내스크래치성을 보완하기 위하여 UV 흡수제 또는 UV 안정제를 포함할 수 있고, 내스크래치 향상을 위한 무기입자, 정전기 방지를 위해 제전제를 포함할 수 있다.

상기 유기입자는 바람직하게는 메틸메타아크릴레이트, 스타이렌 및 실리콘 입자로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이며, 유기입자는 코팅액의 용매 100 중량부에 대하여 20 ~ 40 중량부가 함유된다.

상기 바인더는 바람직하게는 코팅액의 용매 100 중량부에 대하여 10 ~ 30 중량부가 함유되며 상기 용매는 바람직하게는 물, 메탄올, 이스프로필알콜과 같은 알콜류 등을 사용할 수 있다.

상기 스킨층은 바람직하게는 요철구조를 형성한다.

상기 스킨층은 바람직하게는 중심층보다 유리전이온도가 높으며, 보다 바람직하게는 상기 중심층의 유리전이온도는 100 ~ 145 ℃이고 상기 표면층의 유리전이 온도는 150 ℃이다.

본 발명의 다른 특징에 따른 무연신 광확산 시트는 중심층 및 중심층의 적어도 일면에 스킨층을 가지는 다층구조의 광확산 시트에 있어서, 상기 중심층은 폴리카보네이트 및 코폴리에스터 블랜드 수지로 구성되고, 상기 스킨층은 유기입자 및 바인더로서 폴리카보네이트 수지를 함유하는 코팅액으로 코팅되며, 하기 관계식을 만족한다.

[관계식]

(1) 0.4 mm 두께 기준으로 60% 이상의 투광도(TT)

(2) 0.4 mm 두께 기준으로 90% 이상의 헤이즈(haze)

(3) 0.4 mm 두께 기준으로 0.09 ~ 0.3 중량%의 흡습성.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 광확산 시트를 제조하는 방법은, 중심층이 폴리카보네이트 10 ~ 90 중량%와 코폴리에스터 90 ~ 10 중량%의 블랜드 수지이고, 상기 중심층의 어느 한 면에 중심층과 종일한 조성의 블랜드 수지로 구성된 스킨층을 적층하여 무연신 시트를 공압출하는 단계, 상기 무연신 시트의 스킨층에 유기입자 및 바인더로서 폴리카보네이트 수지를 함유하는 코팅액으로 코팅하는 단계, 및 상기 코팅된 무연신 시트를 건조하는 단계로 이루어진다.

상기 광확산 시트의 두께는 바람직하게는 300 ~ 500 ㎛이다.

상기 공압출 단계 이후 바람직하게는 칼렌더 롤 상에서 상기 공압출된 무연신 시트에 요철구조를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 무연신 광확산 시트는 종래의 2축 연신 광확산 시트에 비하여 연신공정이 생략됨으로써 공정이 단축되며, 광확산 시트의 내열성, 내흡습성 및 광학특성을 향상되고 제조과정에서 필름의 일부가 들뜨는 문제를 개선되는 효과를 가진다.

나아가 중심층에 비하여 스킨층의 유리전이온도를 높여 스킨층에 칼렌더 롤 상에서 요철형상을 부여할 때, 높은 스킨층의 유리전이온도에 비해 상대적으로 훨씬 낮은 칼렌더 롤의 온도에 의해 급냉효과를 부여함으로써 요철형상을 목적하는 디자인으로 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 무연신 광확산 시트는 중심층 및 중심층의 적어도 일면에 스킨층을 가지는 다층구조의 광확산 시트에 있어서, 상기 중심층은 폴리카보네이트 및 코폴리에스터 블랜드 수지로 구성되고, 상기 스킨층은 유기입자 및 바인더로서 폴리카보네이트 수지를 함유하는 코팅층을 적층하는 것이다.

먼저, 본 발명의 핵심은 중심층 및 스킨층이 폴리카보네이트 및 코폴리에스 터 블랜드 수지로 이루어진 무연신 광확산 시트에 있어서, 상기 스킨층에 유기입자 및 바인더로서 폴리카보네이트 수지를 함유하는 코팅층을 적층하는 것이다.

보다 구체적으로 광확산 시트의 투과도 등을 향상시키기 위해서는 광원으로부터 광확산 시트에 도달한 빛이 광확산 필름의 표면에서 산란되지 않고 광확한 시트를 직진하여 투과하여야 한다. 이를 위해 바인더 수지와 확산입자를 함유한 코팅액을 조합하여 광확산 필름에 코팅하여 코팅층을 형성하게 된다.

그러나, 종래의 광확산 필름의 코팅용 바인더 수지로 사용되었던 아크릴 수지의 경우 소재와의 굴절율 차이가 0.1 정도로 크게 차이가 나므로 계면에서의 반사에 의한 빛의 손실이 큰 문제가 있어서 폴리카보네이트 계열의 광확산 필름에는 그 적용이 곤란하였다.

이에 본 발명에서는 상기 폴리카보네이트 계열의 광확산 필름의 코팅용 바인더 수지로서 폴리카보네이트 수지를 사용하여 이러한 문제점을 극복할 수 있게 되었다. 즉 본 발명에서 사용한 폴리카보네이트 수지를 사용함으로써 기재와 코팅층과의 굴절율 차이가 0.01 이하이므로 계면에서 빛의 반사에 의한 손실을 줄일 수 있다.

본 발명에 사용되는 코팅액은 용매에 바인더로서 폴리카보네이트 수지 및 광확산 입자로서 유기입자를 포함하며, 광확산 필름의 여러가지 물성을 향상시키기 위하여 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있다.

상기 용매는 보다 바람직하게는 물 또는 유기용매를 사용할 수 있으며, 상기 유기용매는 폴리카보네이트 수지 및 유기입자를 용해할 수 있는 것이면 종류의 제한이 없으나 바람직하게는 메탄올, 에틸알콜과 같은 알콜류를 사용할 수 있다.

상기 바인더로서 첨가되는 폴리카보네이트 수지는 통상의 폴리카보네이트 수지로서 보다 바람직하게는 후술하는 본 발명의 중심층에서 사용되는 폴리카보네이트계 수지와 굴절율이 유사한 수지를 사용할 수 있다.

본 발명에서는 용매 100 중량부에 대하여 바인더 수지로서 바람직하게는 폴리카보네이트 수지 10 ~ 30 중량부를 첨가한다. 만일 폴리카보네이트 수지를 10 중량부 미만으로 첨가하면 바인더의 함량이 너무 적어 입자 고정이 어려우며, 30 중량부를 초과하면 바인더 수지가 입자를 덮어 입자의 렌즈 역할을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 첨가되는 상기 유기입자는 빛의 산란 및 렌즈 기능을 수행하며 용매에 분산되어 혼합된다. 본 발명에 사용가능한 유기입자는 바람직하게는 메틸메타아크릴레이트, 스타이렌, 실리콘 계의 중합체 등의 구형입자를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 내광성이 우수한 메틸메타아크릴레이트, 실리콘 계를 사용할 수 있다. 상기 유기입자의 크기는 바람직하게는 8 ~ 30㎛이며 더 욱 바람직하게는 8 ~ 20㎛이다. 만일 입자 크기가 8㎛ 미만일 때 산란광이 증가하여 정면에서의 휘도를 감소시키며 30㎛ 초과의 입자를 사용할 때 차폐성을 확보할 수 없다.

본 발명에서는 용매 100 중량부에 대하여 유기입자 10 ~ 40중량부를 첨가한다. 만일 유기입자를 10중량부 미만으로 첨가하면 기재에 입자를 균일하게 도포할 수 없어 휘도 향상 효과가 떨어지며, 40중량부를 초과하면 입자가 층층이 쌓이게 되어 광학 효율이 떨어진다.

상기 코팅층의 두께는 바람직하게는 5 ~ 30㎛를 유지한다. 만일 5㎛ 미만일 경우에는 코팅 균일성을 확보하기 어려우며 30㎛를 초과하면 이면 생산 원가가 상승할 뿐 아니라 빛의 산란으로 인해 집광 효과가 감소되는 문제가 발생한다.

다음으로 본 발명의 광확산 시트의 중심층에 대해 설명한다.

종래의 광확산 필름의 중심층으로 2축연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사용하였다. 상기 PET 층은 중심층 및 스킨층과 코팅층 모두를 합쳐 225㎛에 불과하다. 그런데 통상의 광확산 필름의 경우 두께가 얇은 관계로 백라이트 유니트(BLU)내 온도가 높아질 때 시트가 일부 들뜨는 현상이 발생하게 된다. 그 결과 LCD 패널상에서 백색 얼룩 무늬가 나타나 백라이트 유니트 불량이 나타나는 경우가 많았다.

그러나, 광확산 필름의 두께가 0.4mm인 고휘도용 필름에서는 상술한 필름의 일부 들뜸 현상이 발생하지 않기 때문에 필름 두께를 0.4mm 이상으로 높이면 해결될 수 있을 것으로 보이나, 현재 연신 기술로서는 250㎛ 이상의 연신 필름은 생산이 거의 불가능하다. 또한 PET 필름을 연신하지 않은 무연신으로 사용하는 경우 유리전이온도가 78℃ 에 불과하여 백라이트 유니트 내에서 발생하는 열에 의해 수축 변형이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 코폴리에스터와 폴리카보네이트가 블랜드된 수지로 이루어진 300 ~ 500㎛의 무연신 시트를 제조하며 상기 무연신 필름의 두께는 코팅층의 두께를 포함한다. 두 수지를 블랜딩함으로써 폴리카보네이트의 높은 내열성과 기계적 강도를, 코폴리에스터의 내흡습성과 같은 장점을 살릴 수 있다. 기재시트를 3층 또는 2층 구조로 설계하고 도면과 같이 한 층에 내스크래치성, 내UV성, 제전성을 발현할 수 있는 첨가제를 투입하여 공압출함으로써 기본적인 광특성외에 요구되는 물성을 확보할 수 있다.

한편 만일 상기 무연신 시트의 두께가 300 ㎛ 미만이면 기존의 확산필름과 마찬가지로 시트 움 문제가 발생할 수 있고 500 ㎛를 초과하면 백라이트 유닛의 전체 두께가 두꺼워져 백라이트 유닛을 재설계하여야 하는 문제가 발생한다.

보다 구체적으로 본 발명의 중심층은 코폴리에스터와 폴리카보네이트의 블랜드로 제조할 수 있으며 구체적인 배합 비율은 전체 중심층 100 중량%에 대하여, 폴리카보네이트는 30 내지 90 중량% 및 코폴리에스터는 70 내지 10 중량%를 포함할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리카보네이트계 수지는 임의의 폴리카보네이트를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 방향족 폴리카보네이트이며, 보다 바람직하게는 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트를 사용할 수 있다.

상기 코폴리에스터는, 산 성분으로서, 테레프탈 산, 나프탈렌디카르복실 산, 시클로헥산디카르복실 산 또는 이의 혼합물이 사용될 수 있고, 글리콜 성분으로는 에틸렌글리콜 및 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM)이 사용될 수 있다. 적절한 코폴리에스터의 예는 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트) (PCT), 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 나프탈렌디카르복실레이트) (PCN), 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 1,4-시클로헥산디카르복실레이트)(PCC)가 사용될 수 있다.

구체적으로 코폴리에스터의 산성분으로서, 디카르복실산 총 몰%를 100 몰%로 할 때, 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실 산, 1,4-시클로헥산디카르복실 산 및 이의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 산 성분 65 내지 85 몰%, 이소프탈 산 15 내지 35 몰%, 및 4-40개 탄소 수를 포함하는 다른 디카르복실산 0 내지 20 몰%를 포함하고, 글리콜 성분으로서, 글리콜 단위의 총 몰%를 100 몰%로 기준할 때, 1,4-시클로헥산디메탄올 80 내지 100 몰%와 탄소수 3-13의 다른 글리콜 유니트 0 내지 20 몰%를 포함한다.

다음으로 중심층에 적층되는 스킨층을 설명한다.

본 발명에서는 본 발명에서는 내스크래치성, 내UV성, 제전성 보완을 위하여 상기 중심층의 일면 또는 양면에 스킨층을 적층한다. 상기 중심층의 일면 또는 양면에 스킨층을 적층한다. 이 때 적층되는 스킨층은 중심층과 마찬가지로 코폴리에스터와 폴리카보네이트의 블랜드로 제조할 수 있으며, 바람직하게는 전체 스킨층 100 중량%에 대하여, 폴리카보네이트는 30 내지 90 중량% 및 코폴리에스터는 70 내지 10 중량%를 포함할 수 있다.

스킨층의 두께범위는 전체 무연신 필름의 두께의 0.8 ~ 20 %를 차지한다. 만일 0.8% 미만일 경우에는 UV 내구성이나 제전성이 요구되는 물성보다 낮아지는 한 문제가 있고, 20%를 초과하면 상기 스킨층에 첨가하는 첨가제의 양이 증가하게 되어 생산단가가 상승하는 문제가 발생할 수 있다.

상기 스킨층에는 통상의 광확산 필름의 스킨층에 첨가하는 제전제, 안티블록킹제, 슬립제, 내광성 첨가제 등을 통상의 첨가량으로 첨가할 수 있다.

상술한 제1 실시예에 의해 제조된 무연신 광확산 필름은 0.4 mm 두께 기준으로 90% 이상의 투광도(TT), 0.4 mm 두께 기준으로 1.0% 미만의 헤이즈(haze) 및 0.4 mm 두께 기준으로 0.09 ~ 0.3 중량%의 흡습성을 가진다.

본 발명의 제2 실시예는 스킨층에 여러 문양의 요철형상을 디자인하기 위하 여 스킨층이 중심층보다 유리전이온도가 높은 무연신 광확산 시트를 제공한다. 이하에서는 제2 실시예의 구성 중 제1 실시예와 동일한 부분은 상술한 설명으로 대체하고 차이점을 중심으로 설명한다.

보다 구체적으로 상기 중심층의 유리전이온도는 100 ~ 145 ℃이고 상기 표면층의 유리전이 온도는 150 ℃를 유지하는 것이 좋으며, 이는 각 층을 형성하는 폴리카보네이트와 폴리에스터의 혼합비를 조절함으로써 실현될 수 있다. 보다 구체적으로 중심층과 스킨층은 폴리카보네이트 30 ~ 90중량%에 코폴리에스테르 70 ~ 10 중량%를 블랜드하여 유리전이온도 100 ~ 145 ℃를 유지한다.

이 경우 스킨층에 칼렌더 롤 상에서 요철형상을 부여할 때, 높은 스킨층의 유리전이온도에 비해 상대적으로 훨씬 낮은 칼렌더 롤의 온도에 의해 급냉효과를 부여함으로써 요철형상을 목적하는 디자인으로 용이하게 형성할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 가장 바람직한 실시형태를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위함이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트와 코폴리에스터로서 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트)를 1:1 비율로 배합하고 포스페이트계 열안정제를 전체 중심층에 대하여 0.3 중량%가 되도록 블랜딩하여 중심층을 제조하였다. 스킨층은 비스페놀-A[2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판]을 포함하는 폴리카보네이트와 코폴리에스터로서 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌 테레프탈레이트)를 7:3 비율로 배합하고 포스페이트계 열안정제를 전체 스킨층에 대하여 0.3 중량%가 되도록 블랜딩한 후 안티블록킹제 및 슬립제를 0.2 중량% 투입하였다. 그 뒤 마스터배치를 제작한 후 공압출을 통해 400㎛의 무연신 시트를 제조하였고 이 때 중심층과 스킨층의 두께비는 10 : 1을 유지하였다.

상기 스킨층물 100 중량부에 대하여 분자량 40만의 폴리카보네이트를 20 중량부로 분산시키고 평균입경이 8㎛ 인 메틸메타아크릴레이트 입자 (세키스이, MBX-8 )를 40 중량부를 혼합하여 분산시켜 코팅액을 제조하였다. 상기 코팅액을 상기 무연신 시트에 두께가 20 ㎛가 되도록 코팅한 후 이를 건조하여 무연신 광확산 시트를 제조하였다.

<실시예 2>

평균입경이 12㎛ 인 메틸메타아크릴레이트 입자(세키스이, MBX-12)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 무연신 광확산 시트를 제조하였다.

<실시예 3>

평균입경이 20㎛ 인 메틸메타아크릴레이트 입자(세키스이, MBX-20)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 무연신 광확산 시트를 제조하였다.

<실시예 4>

평균입경이 30㎛ 인 메틸메타아크릴레이트 입자(세키스이, MBX-50)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 무연신 광확산 시트를 제조하였다.

<비교예 1>

코팅액을 도포하지 않은 무연신 시트의 두께가 188 ㎛ 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 무연신 광확산 시트를 제조하였다.

<비교예 2>

코팅액으로서 메틸에틸케톤 용매 100 중량부에 대하여 아크릴 수지 50 중량부 및, 평균입경 12㎛인 메틸메타아크릴레이트 입자(세키스이, MBX-12)를 100 중량부를 혼합한 후 분산시켜 만든 코팅액을 제조한 후 무연신 시트에 코팅하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 무연신 광확산 시트를 제조하였다.

<실험예>

상기 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 2에서 제조된 무연신 광확산 시트에 대하여 하기와 같은 물성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

1. 투과율과 헤이즈값 측정

투과율 및 헤이즈값 측정장비(NIPPON DENSHOKU 300A)를 활용하여 ASTM D1003 방법으로 측정하였다.

2. 광확산도(Clarity) 측정

광확산도 측정장치(BYK Gardner, Haze-guard plus 4725)를 활용하여 ASTM D1044 분석방법에 따라서 광확산도(Clarity)를 측정하였다.

3. 휘도측정 및 휘선보임 평가

제조된 광확산 판을 백라이트 유니트(태산LCD, LTA320W2-L01)에 장착하고, CCFL의 전압을 16.5V, Dimming값 2.8V 조건하에서 TOPCON사의 BM-7을 장착한 스테이지에서 휘도를 측정하였다. 또한 육안으로 휘선보임을 측정하였다.

4. 시트들뜸 평가

BLU 조립한 후 항온항습기 내에서 60℃, 75RH%에서 72시간 동안 방치 후 시트를 정반위에 올려놓고 틈새 게이지를 이용하여 뜨는 정도를 평가하였다.

[표 1]

표 1에서 알 수 있듯이, 본원발명의 구성에 의해 제작된 실시예 1 ~ 4의 무연신 광확산 시트는 비교예 1 ~ 2에 비하여 시트들뜸 현상이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 나아가 휘도 등의 광학특성 역시 비교예 1 ~ 2에 비하여 향상된 특성을 보여주는 것을 알 수 있다.

본 발명의 광확산 시트는 내흡습성 및 광학특성을 향상되고 제조과정에서 필름의 일부가 들뜨는 문제를 개선한 것으로, 광확산 시트 산업에 있어서 매우 유용한 발명이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발 명의 기술적 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (15)

1. 중심층 및 중심층의 적어도 일면에 스킨층을 가지는 다층구조의 광확산 시트에 있어서,

   상기 중심층은 폴리카보네이트 및 코폴리에스터 블랜드 수지로 구성된 두께 300 ~ 500 ㎛인 시트층이고; 상기 스킨층은 유기입자 및 바인더로서 폴리카보네이트 수지를 함유하는 두께 5 ~ 30㎛의 코팅층인 것을 특징으로 하는 무연신 광확산 시트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 중심층과 스킨층이 폴리카보네이트 10 ~ 90 중량%와 코폴리에스터 90 ~ 10 중량%의 블랜드 수지인 것을 특징으로 하는 상기 무연신 광확산 시트.
5. 제1항에 있어서,

   상기 유기입자는 메틸메타아크릴레이트 중합체, 스타이렌 중합체 및 실리콘 중합체로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 중합체 입자인 것을 특징으로 하는 상기 무연신 광확산 시트.
6. 제1항에 있어서,

   상기 바인더는 코팅액의 용매 100 중량부에 대하여 10 ~ 30 중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 상기 무연신 광확산 시트.
7. 제1항에 있어서,

   상기 유기입자는 코팅액의 용매 100 중량부에 대하여 10 ~ 40 중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 상기 무연신 광확산 시트.
8. 제6항에 있어서,

   상기 용매는 물, 이소프로필알콜, 에틸알콜 및 메탄올 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 무연신 광확산 시트.
9. 제1항에 있어서,

   상기 스킨층은 요철구조가 형성된 것을 특징으로 하는 상기 무연신 광확산 시트.
10. 제1항에 있어서,

    상기 스킨층이 중심층보다 유리전이온도가 높은 것을 특징으로 하는 상기 무연신 광확산 시트.
11. 제1항에 있어서,

    상기 중심층의 유리전이온도는 100 ~ 145 ℃이고 상기 표면층의 유리전이 온도는 150 ℃인 것을 특징으로 하는 상기 무연신 광확산 시트.
12. 중심층 및 중심층의 적어도 일면에 스킨층을 가지는 다층구조의 광확산 시트에 있어서,

    상기 중심층은 폴리카보네이트 및 코폴리에스터 블랜드 수지로 구성된 두께 300 ~ 500 ㎛인 시트층이고, 상기 스킨층은 유기입자 및 바인더로서 폴리카보네이트 수지를 함유하는 두께 5 ~ 30㎛의 코팅층이며, 하기의 요구물성을 만족하는 것을 특징으로 하는 무연신 광확산 시트.

    [요구물성]

    (1) 0.4 mm 두께 기준으로 60% 이상의 투광도(측정법:ASTM D1003)

    (2) 0.4 mm 두께 기준으로 90% 이상의 헤이즈(측정법:ASTM D1003)

    (3) 0.4 mm 두께 기준으로 0.09 ~ 0.3 중량%의 흡습성
13. 폴리카보네이트 30 ~ 90 중량%와 코폴리에스터 70 ~ 10 중량%의 블랜드 수지로 구성되고, 두께가 300 ~ 500 ㎛인 시트를 공압출하는 단계;

    상기 시트의 일면에 유기입자 및 바인더로서 폴리카보네이트 수지를 함유하는 코팅액으로 도포하는 단계; 및,

    상기 도포된 코팅액을 5 ~ 30 ㎛의 코팅층으로 건조하는 단계를 포함하는 무연신 광확산 필름의 제조방법.
14. 삭제
15. 제13항에 있어서,

    상기 공압출 단계 이후 칼렌더 롤 상에서 상기 공압출된 무연신 시트에 요철구조를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 무연신 광확산 시트의 제조방법.