KR100994909B1 - 내열성이 향상된 다층구조 광확산판 및 그를 포함하는 액정디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내열성이 향상된 다층구조 광확산판 및 그를 포함하는 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비결정성 투명 열가소성 수지로 이루어진 다층구조의 광확산판으로서, 광확산 중간층 및 상기 중간층의 양쪽면에 위치하는 제 1 및 제 2 광확산 표면층으로 이루어지며, 상기 중간층, 제 1 및 제 2 표면층 중 적어도 한 층에는 투명 미립자가 분산되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 표면층 유리전이온도가 중간층 유리전이온도 보다 10 ℃ 이상 높으며, 제 1 및 제 2 표면층 두께의 합이 광확산판 전체 두께의 1/30 이상인 내열성이 향상된 다층구조 광확산판 및 그를 포함하는 액정디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 광투과도 및 광확산도가 우수하고 높은 휘도를 갖는 동시에, 휘도 균일도가 높아서 시야각 특성이 향상되며, 내열성이 향상된 다층구조 광확산판 및 그를 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공하는 효과가 있다.
다층구조, 광확산판, 광투과도, 광확산도, 휘도, 휘도 균일도, 내열성

Description

내열성이 향상된 다층구조 광확산판 및 그를 포함하는 액정 디스플레이 장치{MULTI-LAYERED LIGHT DIFFUSION PLATE HAVING IMPROVED THERMAL RESISTANCE AND LIGUID CRYSTAL DISPLAY CONTAINING THE SAME}
도 1은 본 발명의 다층구조 광확산판의 개략적인 단면도이다.
도 2는 휘도 및 휘도 균일도를 평가하기 위한 광확산판 평면을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 액정 디스플레이 장치(100)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
*도면의 주요 부호에 대한 설명*
1 다층구조 광확산판, 2 광확산 중간층, 3 광확산 표면층, 4 투명 미립자, 5 ~ 21 휘도 측정점,
100 액정 디스플레이 장치, 110 액정 패널, 120 백라이트 유닛, 130 광학 시트, 130a 확산 시트, 130b 프리즘 시트, 130c 보호 시트, 140 광확산판, 150 광원, 180 반사 시트, 190 하부 섀시
본 발명은 내열성이 향상된 다층구조 광확산판 및 그를 포함하는 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광투과도 및 광확산도가 우수하고 높은 휘도를 갖는 동시에, 휘도 균일도가 높아서 시야각 특성이 향상되며, 내열성이 향상된 다층구조 광확산판 및 그를 포함하는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
모니터, 액정 TV 등의 액정 디스플레이 장치에 있어서, 일반적으로 점 광원 또는 선 광원을 균일한 면 광원으로 나타나게 하기 위해서는 광확산 시트가 사용된다. 이러한 광확산 시트는 후면의 조명등 또는 내용물이 외부에서 보이지 않도록 하는 동시에 균일한 밝기를 나타내도록 높은 확산도를 가져야 하며, 우수한 광효율(고휘도 및 저소비전력)을 얻기위해서 높은 광투과도를 가져야 하고, 또한 더 넓은 시야각을 확보하기 위해서는 전체적으로 높은 휘도 균일도를 가질 것이 요구된다.
지금까지 종래기술로 소개된 광확산 시트는 하기 (1) 내지 (5) 등으로 나뉘어질 수 있다.
(1) 일본공개특허공보 평4-275501호(1992.10.01 공개) 등에 개시된 것으로서, 투명한 열가소성 수지를 시트형상으로 성형한 후, 그 시트 표면에 물리적 요철을 부여하는 가공을 실시하여 얻어진 광확산 시트.
(2) 일본공개특허공보 평6-059108호(1994.03.04 공개) 등에 개시된 것으로서, 폴리에스테르 수지 등 투명 기재 필름 상에 미립자를 포함한 투명수지로 이루어지는 광확산층을 코팅하여 얻어진 광확산성 시트 또는 필름.
(3) 일본공개특허공보 평6-347617호(1994.12.22 공개) 등에 개시된 것으로서, 투명수지 중에 무기계 입자를 혼합하고, 이것을 시트로 성형하여 광확산성을 갖게 한 광확산 시트.
(4) 일본공개특허공보 제2001-322218호(2001.11.20 공개) 및 한국공개특허공보 제2002-0048116호(2002.06.22 공개) 등에 개시된 것으로서, 공압출로 제조된 2층 이상의 광확산성 배향 폴리에스테르 필름.
(5) 일본공개특허공보 평6-123802호(1994.05.06 공개) 등에 소개된 투명수지 중에 비드를 용융 혼합하고, 이것을 압출 성형하여 얻어진 광확산 시트.
상기 (1) 및 (2)의 광확산 시트는 시트 표면에 요철을 형성시키거나 광확산층을 코팅함으로써 광확산 효과를 얻는 표면-광확산성 시트이다.
그러나, 상기 (1) 및 (2)와 같이 표면 처리에 의해 광확산 효과를 얻는 광확산 시트의 경우, 취급 과정에서 시트 표면이 손상받을 위험이 높다. 특히, (2)의 경우 현재 노트북 컴퓨터 등의 소형 액정 디스플레이에 일반적으로 보급되어 있는데, 이런 형태의 광확산 시트는 액정 디스플레이 장치의 고성능화 및 다기능화를 위해 요구되는 적층 구조로의 구성이 곤란하다는 문제점이 있고, 기재와의 열팽창성 차이 등으로 인해 표면에 코팅된 광확산층이 쉽게 벗겨진다는 문제점이 있다.
한편, 상기 (3) 내지 (5)의 광확산 시트는, 시트 성형과 동시에 광확산성이 부여되는 시트를 한번에 얻을 수 있으며, 높은 광확산도를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
그러나, (3)의 광확산 시트는 광확산성을 부여하기 위해 첨가하는 무기계 입자로 인하여 광투과율, 휘도 및 시트의 기계적 물성이 저하되고, 장시간 사용시 가공기기를 마모시키는 문제점이 있다.
(4)의 광확산 시트는 결정성 수지인 폴리에스테르를 사용하기 때문에, 원하는 광확산성 및 전광선 투과율을 얻기 위해서는 2층 이상의 폴리에스테르 미연신 시트를 먼저 제조한 후 일정 온도에서 종방향 및 횡방향으로 특정한 연신비에 의한 연신 공정을 거친 후 열처리 과정을 거쳐야만 하며, 이러한 연신 공정을 거치지 않으면 시트 냉각과정에서 생성된 고분자 사슬간의 결정들에 의하여 심각한 투명성 및 광특성의 저하가 야기된다. 따라서, 투명성 및 광특성의 확보를 위해서는 반드시 시트의 연신공정이 필요하고, 이에 따라 제조 공정이 복잡해지고 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
(5)의 광확산 시트는 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 형태이고, 40 인치 이하 크기의 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광확산판은 주로 폴리알킬(메타)아크릴레이트, 알킬(메타)아크릴레이트-스티렌 공중합체, 폴리스티렌 수지제로 제조된다.
그러나, 액정 디스플레이의 대형화가 급속하게 진행됨에 따라 열 및 흡습에 의한 휨 문제가 발생하고, 이로 말미암아 액정판과 부딪혀 휘도 얼룩이 발생하는 등의 문제가 발생한다. 이에 따라, 40 인치 이상의 대형 액정 디스플레이 장치는 주로 상기 열거한 수지제 보다 내열성이 우수한 폴리카보네이트 등의 수지제의 광확산판을 사용하고 있다.
상기 폴리카보네이트 등의 수지제는, 폴리알킬(메타)아크릴레이트, 알킬(메타)아크릴레이트-스티렌 공중합체, 폴리스티렌 수지제에 비하여 고가이므로 경제성이 떨어지고, 또한 최근 개발되고 있는 보다 넓은 시야각 특성을 갖는 액정 패널에 적용되기에는 휘도 및 휘도 균일도가 떨어진다는 한계가 있다.
따라서, 우수한 내열성 및 경제성을 가지면서, 휘도 및 휘도균일성이 우수하여 보다 넓은 시야각 특성을 갖는 액정 패널에도 적용할 수 있는 광확산판의 개발이 시급한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 광투과도 및 광확산도가 우수하고 높은 휘도를 갖는 동시에, 휘도 균일도가 높아서 시야각 특성이 향상되며, 내열성이 향상된 다층구조 광확산판 및 그를 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 비결정성 투명 열가소성 수지로 이루어진 다층구조의 광확산판으로서, 광확산 중간층 및 상기 중간층의 양쪽면에 위치하는 제 1 및 제 2 광확산 표면층으로 이루어지며,
상기 중간층, 제 1 및 제 2 표면층 중 적어도 한 층에는 투명 미립자가 분산되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 표면층 유리전이온도가 중간층 유리전이온도 보다 10 ℃ 이상 높으며, 제 1 및 제 2 표면층 두께의 합이 광확산판 전체 두께의 1/30 이상인 내열성이 향상된 다층구조 광확산판을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 광확산판을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 다층구조 광확산판에 대하여 연구하던 중, 광확산판의 중간층과 표면층의 유리전이온도 및 두께 등을 일정한 값으로 조절하는 경우에, 내열성, 광투과도, 광확산도, 휘도 및 휘도균일성 등이 향상되는 것을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 내열성이 향상된 다층구조 광확산판은, 비결정성 투명 열가소성 수지로 이루어진 다층구조의 광확산판으로서, 광확산 중간층 및 상기 중간층의 양쪽면에 위치하는 제 1 및 제 2 광확산 표면층으로 이루어지며,
상기 중간층, 제 1 및 제 2 표면층 중 적어도 한 층에는 투명 미립자가 분산되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 표면층 유리전이온도가 중간층 유리전이온도 보다 10 ℃ 이상 높으며, 제 1 및 제 2 표면층 두께의 합이 광확산판 전체 두께의 1/30 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 내열성이 향상된 다층구조 광확산판은 공압출하여 제조됨을 특징으로 한다.
상기 중간층은 알킬(메타)아크릴레이트 중합체, 알킬(메타)아크릴레이트-스티렌 공중합체, 스티렌계 단량체 만으로 중합된 스티렌계 중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴-페닐말레이미드(phenyl maleimide) 공중합체, 스티렌-무수말레인산(maleic anhydride) 공중합체, 스티렌-페닐말레이미드 공중합체, 스티렌-메타크릴산, 알킬(메타)아크릴레이트-스티렌-메타크릴산 공중합체, 폴리카보네이트, 시클로-올레핀 공중합체, 폴리술폰(polysulfone), 폴리에테르술폰(polyethersulfone) 및 폴리아릴레이트(polyarylate) 수지 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 스티렌계 단량체로는 스티렌, α-메틸 스티렌, ρ-브로모 스티렌, ρ-메틸 스티렌, 또는 ρ-클로로 스티렌 등을 사용할 수 있다.
상기 중간층에 사용되는 수지는 중간층 총 함량에 대하여 80 내지 100 중량%로 사용될 수 있고, 바람직하게는 90 내지 99.5 중량%로 사용되는 것이다.
상기 중간층의 두께는 0.95 내지 3.0 mm인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.5 mm일 수 있다. 그 두께가 0.95 mm 미만인 경우 광확산판의 기계적 물성이 저하되고, 3.0 mm를 초과하는 경우 광확산판이 무거워지고 박형화가 어려워지는 문제가 있다.
상기 표면층은 상기 광확산 중간층에 사용되는 수지로 이루어지는 군으로부 터 선택되는 1 종 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 표면층에 사용되는 수지는 광확산 표면층 총 함량에 대하여 80 내지 100 중량%로 사용될 수 있고, 바람직하게는 90 내지 99.5 중량%로 사용되는 것이다.
상기 표면층에 사용되는 유리전이온도는 중간층에 사용된 수지의 유리전이온도 보다 10 ℃ 이상 높은 것이 바람직하다. 그 유리전이온도가 10 ℃ 이상 높지 않은 경우 광확산판의 휘도 균일도가 저하되고, 내열성이 현저히 떨어진다. 내열성을 향상시키기 위해, 폴리카보네이트 등의 수지제를 중간층 및 표면층에 사용하는 경우 고가로 경제성이 낮고, 휘도 및 휘도 균일도가 떨어져 보다 넓은 시야각 특성을 갖는 액정 패널에 적용하기 어렵다.
상기 제 1 및 제 2 표면층의 두께는 각각 50 내지 500 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100 내지 300 ㎛일 수 있다. 그 두께가 50 ㎛ 미만인 경우 광확산성 및 내열성이 부족하고, 부족한 광확산성을 보충하기 위해 투명 미립자의 함량을 늘리면 투과도와 휘도가 저하되는 문제가 발생한다. 또한, 그 두께가 500 ㎛를 초과하는 경우 광확산성과 내열성은 향상되나, 광투과도와 휘도가 저하되고, 광확산판이 무거워지고 박형화가 어려워지는 문제가 있다.
상기 제 1 및 제 2 표면층의 두께의 합은 광확산판 전체 두께의 1/30 이상인 것이 바람직하고, 1/30 보다 작은 경우 내열성, 휘도 및 휘도균일성 등이 저하되는 문제가 있다.
상기 투명 미립자로는, 유리 미립자와 같은 무기 미립자, 유기 미립자 또는 이들의 혼합물이 사용되고, 바람직하게는 유기 미립자가 사용될 수 있다.
상기 유기 미립자로는 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트-스티렌 공중합체, 폴리스티렌 및 실리콘 수지 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 수지로 제조된 미립자를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유기 미립자로 사용되는 수지는 부분적으로 가교되어 있는 것이 바람직하다. 그 수지가 부분적으로 가교된 미립자는 광확산판의 제조과정 중에도 상대적으로 모양 및 형태가 쉽게 변형되지 않는다.
상기 투명 미립자의 평균 입경은 0.5 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.5 내지 20 ㎛일 수 있다. 그 평균 입경이 0.5 ㎛ 미만인 경우 충분한 광확산성을 얻을 수 없어 전체적인 면 발광성이 떨어지며, 광원이 비쳐 보이는 문제가 발생하고, 50 ㎛를 초과하는 경우에도 마찬가지로 충분한 광확산성이 얻을 수 없어 면 발광성이 떨어지며, 광확산성을 증가시키기 위해 다량 사용하는 경우에는 광투과도와 휘도가 저하되는 문제가 발생한다.
상기 투명 미립자는 상기 중간층, 제 1 및 제 2 표면층 중 적어도 한 층에는 분산되어 있어야 하고, 분산되어 있는 층 각각을 총 함량으로 할 때 각각 20 중량% 이하로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%로 포함되는 것이다.
상기 투명 미립자의 함량 및 분산되는 위치는 요구되는 광특성에 의하여 적절히 조절될 수 있다.
상기 광확산판은 상기 광확산 중간층 및 광확산 표면층을 공압출하여 제조될 수 있다.
상기 공압출 공정에 사용되는 장치에는 특별한 제한이 없으며, 2중 또는 3중 공압출기와 같은 공지의 공압출 장치를 비롯하여 고분자 수지 시트 또는 필름의 공압출을 행할 수 있는 어떠한 장치라도 사용 가능하다.
상기 공압출 조건에는 특별한 제한히 없으며, 공지의 공압출 조건에 의거하여 사용되는 수지의 종류 및 각 층의 두께 등에 따라 적절히 조절될 수 있다.
상기 광확산판은 상기 기재된 성분들 이외에 본 발명의 목적 및 효과를 달성할 수 있는 범위 내에서 필요에 따라 자외선 안정제, 형광 증백제, 충격보강제, 대전방지제, 열안정제, 난연제, 윤활제, 또는 염료 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 광확산판의 제조과정을 살펴보면, 일정량의 알킬(메타)아크릴레이트 중합체, 알킬(메타)아크릴레이트-스티렌 공중합체 또는 스티렌 중합체 수지 등 및 상기 투명 미립자를 헨셀 믹서로 혼합한 후, 압출기를 이용하여 이를 펠렛 형태의 광확산 중간층용 수지 조성물로 제조할 수 있다.
또한, 상기 중간층에 사용된 수지보다 유리전이온도가 10 ℃ 이상 높은 일정량의 폴리카보네이트 수지 등 및 상기 투명 미립자를 헨셀 믹서로 혼합한 후, 압출기를 이용하여 이를 펠렛 형태의 광확산 표면층용 수지 조성물로 제조할 수 있다.
상기 제조된 광확산 중간층용 수지 조성물 펠렛과 광확산 표면층 수지 조성물 펠렛을 T-다이가 장착된 공압출기를 이용하여 용융 공압출시키는 것에 의해 최종적으로 3층 구조의 내열성이 우수한 다층구조 광확산판을 제조할 수 있다.
이 때, 필요에 따라 적절한 첨가제가 각 층의 수지 조성물 제조시에, 또는 공압출시에 더 첨가될 수 있으며, 각 층의 두께는 압출기의 스크류 회전 수를 조절하여 토출량을 변화시킴으로써 조절할 수 있다.
본 발명의 액정 디스플레이 장치는 직하형 백라이트 유닛에 상기 광확산판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정 디스플레이 장치(100)의 일 구체예는 하기 도 3에 단면도로서 개략적으로 도시되어 있다.
상기 액정 디스플레이 장치(100)는 외부에서 인가되는 구동 신호와 데이터 신호에 따라 화상을 디스플레이하는 액정 패널(110) 및 액정 패널(110)을 조명하기 위해 상기 액정 패널의 후면에 배치된 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
상기 액정 패널(110)의 정확한 구조적 특성은 중요하지 않으며, 액정 디스플레이 장치에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조의 액정 패널도 본 발명의 액정 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(120)은 액정 패널(110)의 후면에 위치하며, 액정 패널(110)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공한다. 이 백라이트 유닛(120)은 액정 패널(110)을 조명하기 위한 광을 제공하는 복수의 광원(150), 반사 시트(180), 상기 광원과 반사 시트(180)가 수납되는 하부 섀시(bottom chassis; 190), 상기 광원의 상부에 위치하는 광확산판(140) 및 광학 시트(130)를 포함한다.
상기 광원(150)에는 소정의 파장의 빛, 예를 들면 백색광을 발생시키는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)나 외부전극 형광램프(External Electrode Flourscent Lanm, EEFL)와 같은 선형 광원이 사용될 수 있다. 그러나, 광원(150)에는 위와 같은 선형 광원만이 사용되는 것은 아니며, 발광 다이오드(LED)와 같은 점광원을 사용할 수도 있다.
상기 발광 다이오드에는 제한이 없으며, 하나의 백색 발광 다이오드를 사용하거나, 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 3 개의 발광 다이오드를 조합하여 사용하는 것도 가능하고, 그 갯수는 조명하고자 하는 액정 패널(110)의 크기에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
상기 반사 시트(180)는 광원(150)의 하부에 위치하며, 광원(150)에서 방사된 빛을 액정 패널(110)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다. 반사 시트(180)는 스테인레스(SUS), 황동(brass), 알루미늄, PET(PolyEthylene Terephthalate) 등으로 이루어진 시트 위에 은(Ag)을 입히고, 장시간 흡열로 인한 변형을 막기 위해 티타늄을 코팅하여 제작될 수 있다. 또한, PET 등과 같은 합성수지로 된 반사 시트(180)는 광을 산란시키기 위한 기포를 분산시켜 제작될 수 있다.
상기 광원(150)과 반사 시트(180)는 하부 섀시(190)에 수납되고, 광원(150)에서 발생한 빛은 광원(150)의 상부에 위치하는 광확산판(140)에 입사된다.
상기 광확산판(140)의 상부에는 광학 시트(130)가 위치하고, 이 광학 시트는 확산 시트(130a), 프리즘 시트(130b) 및 보호 시트(130c)로 이루어진다. 광확산판(140)을 통과한 빛은 확산 시트(130a)에 입사되며, 확산시트는 입사하는 빛을 산란시켜 액정 패널(110)의 가시면 전체에 걸쳐 휘도를 균일하게 하고 시야각을 넓혀 준다.
상기 확산 시트(130a)의 상부에는 광 효율 및 휘도를 향상시키기 위한 프리즘 시트(130b)가 배치되며, 이 프리즘 시트는 확산 시트에서 감소된 휘도를 보상하는 역할을 한다. 프리즘 시트(130b)는 확산시트(130a)에서 출사된 빛을 굴절시켜 낮은 각도로 입사되는 빛을 정면 쪽으로 집중시키기 때문에 유효 시야각 범위에서 휘도를 상승시키게 된다.
상기 프리즘 시트(130b)의 상부에는 보호 시트(130c)가 배치되며, 이 보호 시트는 프리즘 시트의 흠집을 방지하고, 프리즘 시트에 의해 축소된 시야각을 소정의 범위 내에서 재확대시키는 기능을 한다.
상기 액정 디스플레이 장치는 광원(150)에서 발생한 빛이 본 발명에 따른 다층구조 광확산판(140)을 통과하기 때문에, 그 전면에 위치한 액정 패널의 방향으로, 종래의 광확산판에 비하여 높은 휘도를 가지면서, 넓은 각도로 입사할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[ 실시예 ]
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3
하기 표 1에 기재된 대로 광확산 중간층에 사용되는 수지와 투명 미립자의 성분 및 함량을 헨셸 믹서에 투입하여 혼합한 후, 압출기(Leistritz, 27Φ L/D=48)를 이용하여 광확산 중간층용 수지 조성물을 펠렛 형태로 제조하였다.
또한, 하기 표 1에 기재된 대로 광확산 표면층에 사용되는 수지와 투명 미립자의 성분 및 함량을 헨셸 믹서에 투입하여 혼합한 후, 압출기(Leistritz, 27Φ L/D=48)를 이용하여 광확산 표면층용 수지 조성물을 펠렛 형태로 제조하였다.
상기 제조된 광확산 중간층 및 표면층용 수지 조성물을 T-다이가 장착된 공압출기를 이용하고, 토출량을 조절하여 용융 공압출시키므로써, 표 1에 기재된 층 두께를 갖는 다층구조의 광확산판을 제조하였다.
구분 광확산 중간층 광확산 표면층
수지 함량
(중량%)		 투명
미립자
(중량%)		 두께
(mm)		 유리전이온도
(℃)		 수지 함량
(중량%)		 투명
미립자
(중량%)		 두께(mm)제1층/
제2층		 유리전이온도
(℃)
실시예1 PS 99.8 A : 0.2 1.7 105 PC 96.5 A : 1.2
B : 2.3		 0.15/
0.15		 145
실시예2 MS200 99.8 A : 0.2 1.7 103 PC 96.5 A : 1.2
B : 2.3		 0.15/
0.15		 145
실시예3 MS600 99.8 A : 0.2 1.7 105 PC 96.5 A : 1.2
B : 2.3		 0.15/
0.15		 145
실시예4 PMMA 99.7 A : 0.3 1.7 107 PC 96.0 A : 4.0
B : 0.0		 0.15/
0.15		 145
실시예5 MS200 99.7 A : 0.3 1.3 103 PC 96.0 A : 1.5
B : 2.5		 0.1/
0.1		 145
비교예1 MS200 99.4 A : 0.3
B : 0.3		 1.9 103 MS600 100 - 0.05/
0.05		 105
비교예2 PC 99.4 A : 0.3
B : 0.3		 1.9 145 PC 100 - 0.05/
0.05		 145
비교예3 MS200 99.4 A : 0.3
B : 0.3		 1.94 103 PC 100 - 0.03/
0.03		 145
* PMMA: 폴리메틸메타크릴레이트(LG MMA, EG920)
* PS: 폴리스티렌(LG 화학, 25SP IDI)
* MS200: 메틸 메타크릴레이트-스티렌 공중합체(신일본제철화학)
* MS600: 메틸 메타크릴레이트-스티렌 공중합체(신일본제철화학)
* PC: 폴리카보네이트(LG DOW, Calibre 300-22)
* A: 실리콘계 유기입자(GE Toshiba, Tospearl 120, 평균입경: 2 ㎛)
* B: 아크릴계 유기입자(Nippon Shokubai, MA1002, 평균입경: 2.5 ㎛)
[ 시험예 ]
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 다층구조 광확산판의 특성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기의 표 1 및 2에 나타내었다.
* 전광선 투과율 및 광확산도(haze) - JIS K 7105에 따라 헤이즈 투과율계(상표명: HR-100, Murakami Color Research Laboratory)를 이용하여 측정하였다.
* 평균 휘도 - 32 인치 직하형 백라이트 유닛에 가로 720 mm, 세로 420 mm로 시트를 절단하여 올려놓고, TOPCON 사의 BM-7으로 17 점의 휘도를 측정하고, 그 평균치를 평균 휘도로 하였다. 평가를 위한 광확산판은 간략하게 도 3으로 나타내었다.
* 휘도 균일도 - 상기 측정된 휘도 중, 최대 휘도를 최소 휘도로 나눈 값으로부터 휘도 균일도를 평가하였다. 휘도 균일도가 1.00인 경우 휘도 균일도가 가장 양호하고, 그 값이 커질수록 휘도 균일도가 나빠진다.
* 내열 특성 - 상대 습도 50 % 조건의 항온 항습기에서 온도를 80 ℃ 내지 110 ℃까지 변화시키면서 제조된 다층구조 광확산판을 5 cm x 30 cm로 절단한 시편을 두 지그 사이에 4 시간 동안 걸쳐 놓고 시편 중앙 부분의 휨 길이를 구하고, 그 길이가 0 내지 2 mm인 경우 ○(양호), 2 내지 4 mm인 경우 △(보통), 4 mm 이상인 경우 ×(나쁨)으로 측정하였다.
구분 전광선 투과율(%) 광확산도(%) 평균 휘도(cd/m2) 휘도 균일도
실시예 1 65.7 84.5 5425 1.37
실시예 2 66.2 84.5 5464 1.38
실시예 3 66.9 84.5 5459 1.38
실시예 4 70.1 84.4 5470 1.40
실시예 5 68.5 84.4 5492 1.39
비교예 1 70.8 84.5 5450 1.45
비교예 2 65.2 84.6 5412 1.45
비교예 3 67.2 84.6 5448 1.45
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다층구조 광확산판(실시예 1 내지 5)은, 현재 상업적으로 많이 사용하고 있는 다층구조 광확산판(비교예 1 내지 3)에 비하여 동등 이상의 전광선 투과율, 광확산도 및 평균 휘도를 나타냈으며, 특히 휘도 균일도에 있어서 현저히 뛰어남을 확인할 수 있었다.
보다 구체적으로, 광확산판의 표면층으로 사용되는 수지의 유리전이온도가 중간층의 경우 보다 10 ℃ 이상 크지 않은 경우(비교예 1) 휘도균일도가 떨어지는 것을 확인할 수 있었고, 표면층과 중간층 모두 폴리카보네이트를 사용한 경우(비교예 2) 휘도, 휘도균일도 및 전광성 투과율이 본 발명에 비하여 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 유리전이온도에 관하여는 본 발명의 범위에 속하나, 양 표면층의 두께의 합이 광확산판 전체 두께의 1/30 미만인 경우(비교예 3) 휘도 균일도가 본 발명에 비하여 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
구분 80 ℃ 90 ℃ 100 ℃ 110 ℃
실시예 1 ○ ○ ○ △
실시예 2 ○ ○ ○ ○
실시예 3 ○ ○ ○ ○
실시예 4 ○ ○ ○ ○
실시예 5 ○ ○ ○ ○
비교예 1 △ × × ×
비교예 2 ○ ○ ○ ○
비교예 3 ○ △ × ×
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 다층구조 광확산판(실시예 1 내지 5)은, 광확산판의 표면층으로 사용되는 수지의 유리전이온도가 중간층의 경우 보다 10 ℃ 이상 크지 않은 경우(비교예 1) 및 양 표면층의 두께의 합이 광확산판 전체 두께의 1/30 미만인 경우(비교예 3)에 비하여 내열 특성이 현저히 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 표면층과 중간층 모두 폴리카보네이트를 사용한 경우(비교예 2) 내열성이 우수함을 확인할 수 있었으나, 이는 고가로 경제성이 떨어지고, 표 2에 나타낸 바와 같이, 휘도, 휘도균일도 및 전광성 투과율이 본 발명에 비하여 떨어짐을 확인할 수 있었다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 종래의 광확산판에 비하여 경제성, 광투과도 및 광확산도가 우수하고 높은 휘도를 갖는 동시에, 휘도 균일도가 높아서 시야각 특성이 향상되며, 내열성이 향상된 다층구조 광확산판 및 그를 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공하는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 광확산 중간층 및 상기 중간층의 양쪽면에 위치하는 제1 및 제2 광확산 표면층으로 이루어진 다층구조의 광확산판으로서,
    상기 중간층, 제1 및 제2 광확산 표면층은 비결정성 투명 열가소성 수지로 이루어지고, 상기 중간층, 제1 및 제2 광확산 표면층 중 적어도 한 층에는 투명 미립자가 수지와 미립자의 총 중량 대비 최대 20 중량% 범위 내로 분산되고,
    상기 제 1 및 제 2 광확산 표면층 유리전이온도가 중간층 유리전이온도보다 10 ℃ 이상 높으며, 제 1 및 제 2 광확산 표면층 두께의 합이 중간층 두께의 1/30 이상인 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중간층은, 폴리알킬(메타)아크릴레이트, 알킬(메타)아크릴레이트-스티렌 공중합체, 스티렌계 단량체 만으로 중합된 스티렌계 중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴-페닐말레이미드 공중합체, 스티렌-무수말레인산 공중합체, 스티렌-페닐말레이미드 공중합체, 스티렌-메타크릴산, 알킬(메타)아크릴레이트-스티렌-메타크릴산 공중합체, 폴리카보네이트, 시클로-올레핀 공중합체, 폴리술폰, 폴리에테르술폰 및 폴리아릴레이트 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스티렌계 단량체는, 스티렌, α-메틸 스티렌, ρ-브로모 스티렌, ρ-메틸 스티렌, 또는 ρ-클로로 스티렌인 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중간층은, 두께가 0.95 내지 3.0 mm인 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 표면층은, 폴리알킬(메타)아크릴레이트, 알킬(메타)아크릴레이트-스티렌 공중합체, 스티렌계 단량체 만으로 중합된 스티렌계 중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴-페닐말레이미드 공중합체, 스티렌-무수말레인산 공중합체, 스티렌-페닐말레이미드 공중합체, 스티렌-메타크릴산, 알킬(메타)아크릴레이트-스티렌-메타크릴산 공중합체, 폴리카보네이트, 시클로-올레핀 공중합체, 폴리술폰, 폴리에테르술폰 및 폴리아릴레이트 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 표면층은, 두께가 각각 50 내지 500 ㎛인 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  9. 제 1항에 있어서,
    투명 미립자는, 무기 미립자, 유기 미립자 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 유기 미립자는, 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트-스티렌 공중합체, 폴리스티렌 및 실리콘 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 제조되는 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 유기 미립자는, 부분적으로 가교되어 있는 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  12. 제 1항에 있어서,
    투명 미립자는, 평균 입경이 0.5 내지 50 ㎛인 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  13. 삭제
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 다층구조 광확산판은, 공압출하여 제조되는 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 광확산판은, 자외선 안정제, 형광 증백제, 충격보강제, 대전방지제, 열안정제, 난연제, 윤활제 및 염료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    내열성이 향상된 다층구조 광확산판.
  16. 제 1항 기재의 다층구조 광확산판을 직하형 백라이트 유닛에 포함하는 액정 디스플레이 장치.
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