KR102083861B1 - 광 확산 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 확산 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 패널의 시인측에 위치하는 광 확산 필름으로서, 기재, 및 중공성 입자를 포함하는 광 확산층을 포함하며, 상기 광 확산층은 상기 기재측 정면에 광원을 배치하고 광을 조사했을 때, 광 확산층의 수직 방향 투과광 대비 상기 수직 방향을 기준으로 5° 방향에서 측정된 투과광의 세기가 10% 이상이고, 10% 이상의 헤이즈를 가져, 단독으로도 충분한 광 확산성을 가져, 이를 포함하는 액정 표시 장치가 백라이트 유닛 측 광 확산판 없이도 화면 전체적으로 균일한 색상 및 밝기를 나타내고, 광 효율이 우수하며, 보다 박막 경량화할 수 있도록 하는 광 확산 필름에 관한 것이다.

Description

광 확산 필름 {Light diffusion film}
본 발명은 광 확산 필름에 관한 것이다.
최근 디스플레이 장치의 활발한 개발 및 발전으로 인해, 종래 CRT형 표시장치를 대체하는 다양한 표시장치 장치가 보급되고 있는 실정이며, 그 중에서도 액정 표시 장치는 가볍고 박형이 가능하면서 소비 전력이 적으며 화면 떨림이 없어 눈의 피로를 덜 초래하고 선명도가 우수한 장점들로 인해 현재 가장 널리 이용되고 있는 표시장치에 해당한다.
통상의 액정 표시 장치는 전극이 형성된 한 쌍의 투명 기판과, 상기 한 쌍의 투명 기판 사이에 주입되어 매트릭스 형태로 배열되는 다수의 액정셀과, 상기 액정셀 각각에 공급될 비디오 신호를 전환하기 위한 다수의 제어용 스위치로 이루어진 액정 패널을 포함하는 구조로 이루어져 있다.
이러한 액정 표시 장치는 액정 패널 스스로 빛을 내지 못하므로 액정 패널에 표시되는 영상을 시각적으로 인식할 수 있도록 백라이트 유닛을 추가로 구비한다. 액정 패널의 액정셀을 제어하여 백라이트 유닛에서 공급되는 광의 투과량이 조절함으로써 화면에 목적하는 화상을 표시하게 된다.
이러한 액정 표시 장치의 백라이트 유닛은 에지 방식과 직하 방식으로 나눌 수 있는데, 이중 에지 방식은 노트북 또는 데스크탑용 컴퓨터 모니터에 주로 사용되고, 직하 방식은 LCD TV와 같은 대면적을 요하는 곳에 주로 사용된다.
직하 방식 백라이트 유닛은 광원이 액정 패널 배면의 수직 하부에 위치하고 광원 전면에 확산판이 구비되고 배면에 반사판을 배치하여 광을 액정 패널에 조사하는 방식이다.
광 확산판은 광원으로부터 출사된 광을 면을 따라 확산시켜 화면 전체적으로 색상 및 밝기가 균일하게 보이도록 하는 부품으로서, 백라이트 유닛의 필수 부품으로 사용되지만, 광 확산판 자체의 두께로 인해 전체적인 제품의 두께를 박형화할 수 있는데 한계를 나타내고 있으며, 대면적 백라이트 유닛의 경우, 화질이 저하되는 문제를 야기하고 있다.
또한, 광확산판을 형성하면, 광원으로부터 출사된 광이 광 확산판으로 흡수 및 반사되기 때문에, 광 확산판을 투과한 광의 휘도가 낮아져, 광의 이용 효율이 저하된다.
따라서 박막화, 경량화하면서, 광 효율도 개선할 수 있는 액정 표시 장치의 개발이 요구되는 실정이다.
한국공개특허 제2009-58878호에는 발광 장치, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는 액정 표시장치가 개시되어 있다.
한국공개특허 제2009-58878호
본 발명은 단독으로도 충분한 광 확산성을 갖는 광 확산 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 광 확산 필름을 포함하여, 백라이트 유닛 측 광 확산판 없이도 충분한 광 확산성을 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 액정 패널의 시인측에 위치하는 광 확산 필름으로서,
기재, 및 중공성 입자를 포함하는 광 확산층을 포함하며,
상기 광 확산층은 상기 기재측 정면에 광원을 배치하고 광을 조사했을 때, 광 확산층의 수직 방향 투과광 대비 상기 수직 방향을 기준으로 5° 방향에서 측정된 투과광의 세기가 10% 이상이고, 헤이즈가 10% 이상인, 광 확산 필름.
2. 위 1에 있어서, 상기 광의 세기의 비율이 10 내지 50%인, 광 확산 필름.
3. 위 1에 있어서, 상기 헤이즈가 10 내지 50%인, 광 확산 필름.
4. 위 1에 있어서, 상기 중공성 입자의 직경은 0.1㎛ 내지 5㎛인, 광 확산 필름.
5. 위 1에 있어서, 상기 중공성 입자는 입자 부피 대비 20 내지 60%의 중공을 포함하는, 광 확산 필름.
6. 위 1에 있어서, 상기 광 확산층은 기재의 일면에 광 확산층 형성용 조성물을 도포하여 형성된 것인, 광 확산 필름.
7. 위 6에 있어서, 상기 광 확산층 형성용 조성물은 중공성 입자, 투광성 수지, 광개시제 및 용제를 포함하는, 광 확산 필름.
8. 위 7에 있어서, 상기 중공성 입자는 광 확산층 형성용 조성물 총 중량 중 0.1 내지 15중량%로 포함되는, 광 확산 필름.
9. 액정 패널의 시인측에 위치한, 위 1 내지 8 중 어느 한 항의 광 확산 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
10. 위 9에 있어서, 상기 액정 표시 장치의 백라이트 유닛은 광 확산판을 포함하지 않는, 액정 표시 장치.
본 발명의 광 확산 필름은 단독으로도 충분한 광 확산성을 가져, 이를 포함하는 액정 표시 장치는 백라이트 유닛 측 광 확산판 없이도 도광판의 도트 무늬가 시인되지 않는다. 그리고, 화면 전체적으로 균일한 색상 및 밝기를 나타낸다.
또한, 액정 패널의 시인측에 부착되어, 외부 광의 반사에 의한 시인성 저하를 억제하는 방현층의 역할을 겸한다.
또한, 본 발명의 광 확산 필름을 포함하는 액정 표시 장치는 광 확산판이 없으므로 광 효율이 우수하며, 보다 박막화, 경량화된다.
도 1은 본 발명의 광 확산 필름을 갖는 액정 표시 장치에서 광원으로부터의 출사광 및 확산광을 나타낸 것이다.
도 2는 광원으로부터 실시예 1 및 비교예 1의 광 확산 필름에 광을 조사했을 때, 각도별로 투과되는 광의 세기를 측정한 것이다.
본 발명은 액정 패널의 시인측에 위치하는 광 확산 필름으로서, 기재, 및 중공성 입자를 포함하는 광 확산층을 포함하며, 상기 광 확산층은 상기 기재측 정면에 광원을 배치하고 광을 조사했을 때, 광 확산층의 수직 방향 투과광 대비 상기 수직 방향을 기준으로 5° 방향에서 측정된 투과광의 세기가 10% 이상이고, 10% 이상의 헤이즈를 가짐으로써, 단독으로도 충분한 광 확산성을 가져, 이를 포함하는 액정 표시 장치가 백라이트 유닛 측 광 확산판 없이도 도광판의 도트 무늬가 시인되지 않으며, 화면 전체적으로 균일한 색상 및 밝기를 나타내고, 광 효율이 우수하며, 보다 박막 경량화할 수 있도록 하는 광 확산 필름에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 광 확산 필름은 액정 패널의 시인측에 위치하는 광 확산 필름으로서, 중공성 입자를 포함하는 광 확산층을 가지며, 상기 광 확산층은 상기 기재측 정면에 광원을 배치하여 광을 조사했을 때, 광 확산층의 수직 방향 투과광 대비 상기 수직 방향을 기준으로 5° 방향에서 측정된 투과광의 세기가 10% 이상이고, 헤이즈가 10% 이상이다.
본 명세서에서 액정 패널은 액정 표시 장치의 표시부로서, 액정셀과 그 양면에 부착되는 편광판(전면 편광판, 후면 편광판)을 포함하는 구성을 의미하고, 액정 표시 장치는 이를 포함하는 표시 장치를 의미한다.
액정 표시 장치는 통상적으로 그 저면에 백라이트 유닛(광원)을 포함하고, 백라이트 유닛 상에 액정 패널이 위치한다. 본 명세서에서 액정 패널의 시인측은 액정 패널을 기준으로 백라이트 유닛측의 반대측, 즉 전면 편광판 측을 의미한다.
상기 시인측은 전면 편광판의 표면, 액정 표시 장치의 최표면 또는 그 사이 어느 위치라도 후술할 기능을 다 할 수 있는 위치라면 특별히 한정되지 않는다.
통상의 백라이트 유닛은 도광판의 도트 무늬가 잘 시인되지 않도록 하면서, 균일한 화면 색상 및 밝기를 나타내기 위해 필수적으로 광 확산판을 구비하고, 또한, 액정 표시 장치는 외부 광이 그 표면에서 반사되어 시인성을 저해할 수 있으므로, 통상적으로 시인측에 방현층(Anti-glare)을 포함한다.
즉, 광원으로부터의 광 확산과 외부 광의 확산을 위해 2개 이상의 층을 요하여 액정 표시 장치의 두께 및 무게가 증가하고, 상기 광 확산판은 액정 표시 장치의 휘도를 저하시키므로 결국 광 효율이 저하되는 문제가 있다.
그러나, 본 발명의 광 확산 필름은 기재측 정면에 광원을 배치하고 광을 조사했을 때, 광 확산층의 수직 방향 투과광 대비 상기 수직 방향을 기준으로 5° 방향에서 측정된 투과광의 세기가 10% 이상이고, 헤이즈가 10% 이상으로, 단독으로도 충분한 광 확산성을 가져, 이를 포함하는 액정 표시 장치는 백라이트 유닛 측 광 확산판 없이도 도광판의 도트 무늬가 잘 시인되지 않고, 화면 전체적으로 균일한 색상 및 밝기를 나타낸다. 그리고, 표면 방현층의 역할을 겸하며, 상기 광 확산판이 없으므로 휘도가 전체적으로 개선되는 효과가 있다.
상기 광의 세기의 비율이 10% 미만인 경우에는 광 확산성이 충분하지 못하여, 도광판의 도트 무늬가 시인될 우려가 있으며, 액정 표시 장치가 균일한 색상 및 밝기를 구현할 수 없다.
다만, 상기 광 확산층의 수직 방향 투과광 대비 상기 수직 방향을 기준으로 5° 방향에서 측정되는 광의 세기가 과도하게 높아지는 경우에는, 이를 액정 표시 장치에 적용했을 때 표시 장치의 화질이 저하될 수 있으므로, 충분한 광 확산성 및 우수한 화질을 동시에 확보한다는 측면에서 바람직하게는 10 내지 50%일 수 있다.
도 1에는 본 발명의 광 확산 필름(110)을 갖는 액정 표시 장치(100)의 일 구현예가 도시되어 있는데, 상기 5° 방향에서 측정되는 출사광은 도 1에 나타난 바와 같이, 광원(130)으로부터 액정 패널(120)을 통과하여 광 확산 필름(110)에 입사되는 광(200)의 입사각을 0°(기재로부터의 수직 방향)라고 할 때, 그로부터 5°방향에서 관측되는 광(300)을 말한다. 그리고, 상기 광의 세기의 비율은 광 확산층을 수직으로 통과하는 출사광 대비 그로부터 5° 방향 출사광의 세기의 비율을 말한다. 그리고 광의 세기는 고니오미터로 측정되는 광의 intensity를 의미한다.
또한, 상기 광 확산층은 10% 이상의 헤이즈를 가짐으로써, 마찬가지로 충분한 광 확산성을 갖는다. 헤이즈가 10% 미만인 경우에는 광 확산성이 충분하지 못하여, 마찬가지로 도광판의 도트 무늬가 시인될 수 있으며, 액정 표시 장치가 균일한 색상 및 밝기를 구현할 수 없다. 충분한 광 확산성 및 우수한 화질을 동시에 확보한다는 측면에서 바람직하게는 헤이즈가 10 내지 50%일 수 있다.
상기 범위의 광의 비율 및 헤이즈를 갖도록 조절하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 후술할 중공성 입자의 종류, 함량, 중공의 비율, 광 확산 필름의 두께, 표면조도 등을 적절히 선택하여 조절할 수 있다.
본 발명의 광 확산 필름은 기재 및 광 확산층을 포함하고, 상기 광 확산층은 중공성 입자를 포함한다.
중공성 입자는 입자 내부에 중공(공기 또는 진공)을 갖는 입자로서, 광을 확산시키는 역할을 한다. 특히, 중공을 가짐으로써 소량으로도 높은 광 확산율 및 전광선 투과율을 가질 수 있다.
중공성 입자의 재질은 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 올리핀계 가교 또는 미가교의 미립자; 실리카, 유리, 실리콘 등의 실록산 화합물; 클로로실란, 알콕시 실란, 아미노 실란, 불소 알킬 실란 등의 실란 화합물; 아크릴계, 스티렌계, 메타크릴산메틸/스티렌 공중합체계, 폴리카보네이트계 등의 고분자 화합물; 탤크; 탄산칼슘; 황산바륨; 이산화티탄(TiO2) 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 실리카 혹은 고분자 화합물일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
중공성 입자의 직경은 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 0.1㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 직경이 0.1㎛ 미만인 경우에는 광 산란이 저하되어 충분한 광 확산성을 갖기 어려울 수 있고, 5㎛ 초과인 경우에는 광 투과율이 저하되어 고휘도를 갖기 어려울 수 있다.
중공성 입자 내부 중공의 비율은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 입자의 부피 대비 20 내지 60%일 수 있다. 중공의 비율이 20부피% 미만이면 광 산란이 저하되어 충분한 광 확산성을 갖기 어려울 수 있고, 60부피% 이상이면 입자의 벽의 두께가 얇아져 기계적 강도가 떨어지며, 벽이 부서져 중공 입자 내부로 후술할 투광성 수지가 침투하여 광확산능을 잃을 수 있다.
종래 광 확산 입자로는 대표적으로 표면이 다공성인 입자들이 사용되었는데, 본 발명에 따른 중공성 입자는 이와 달리 비다공성의 입자이다. 표면이 다공성인 경우 후술할 투광성 수지가 표면 다공 내부로 침투하여 산란 효과가 저하된다.
상기 광 확산층은 기재의 일면에 광 확산층 형성용 조성물을 도포하여 형성된 것일 수 있다.
도포 방법은 특별히 한정되지 않고 당 분야에 공지된 방법이 사용될 수 있으며, 예를 들면 바 코터, 에어 나이프, 그라비아, 리버스 롤, 키스 롤, 스프레이, 블레이드, 다이 코터, 캐스팅, 스핀 코팅 등의 방법을 이용할 수 있다.
광 확산층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 경화 후 두께가 1 내지 50㎛, 바람직하게는 3 내지 10㎛일 수 있다.
광 확산층 형성용 조성물은 전술한 중공성 입자, 그리고 투광성 수지, 광 개시제 및 용제를 포함한다.
중공성 입자의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광 확산층 형성용 조성물 총 중량 중 0.1 내지 15중량%로 포함될 수 있다. 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 충분한 광 확산성을 갖기 어려울 수 있고, 15중량% 초과인 경우에는 광 투과율이 저하되어 고휘도를 갖기 어려울 수 있다.
투광성 수지는 광경화형 수지로서, 광경화형 모노머 및 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광경화형 모노머는 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 통상적으로 사용되는 모노머가 사용될 수 있으며, 예를 들면 광경화형 관능기로 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화 기를 갖는 것을 들 수 있으며, 그 중에서도 (메타)아크릴로일기가 바람직하다.
(메타)아크릴로일기를 갖는 모노머는 구체적인 예로 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헥사트리(메타)아크릴레이트, 비스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소-덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트,이소보네올(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 우레탄 (메타)아크릴레이트가 보다 바람직하다.
우레탄 (메타)아크릴레이트는 분자 내에 히드록시기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트와 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 촉매 하에서 제조할 수 있다.
분자 내에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물, 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 혼합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이소시아네이트기를 갖는 화합물의 구체적인 예로는, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4'-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 및 트리메탄프로판올어덕트톨루엔디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
투광성 수지의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광 확산층 형성용 조성물 총 중량 중 1 내지 80중량%로 포함될 수 있다. 함량이 1중량% 미만인 경우에는 충분한 경도를 갖기 어려울 수 있고, 80중량%를 초과하는 경우에는 광 확산층의 컬링이 발생할 수 있다.
광 개시제의 종류는 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 공지된 광 개시제일 수 있으며, 예를 들면 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴리노-프로판-1-온, 디페닐케톤, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 디메톡시-2-페닐아세토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-클로로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조페논 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
광 개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광 확산층 형성용 조성물 총 중량 중 0.1 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 경화 속도가 늦어질 수 있고, 10중량% 초과인 경우에는 과다하게 경화되어 크랙이 발생할 수 있다.
용제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에 공지된 용제일 수 있다. 예를 들면 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올 등의 알코올계 용제; 에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 부틸아세테이트 등의 에스터계 용제; 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용제; 헥산, 헵탄, 옥탄 등의 탄소수 4 내지 10의 알칸계 용제; 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 탄소수 6 내지 18의 방향족계 용제; 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
용제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광 확산층 형성용 조성물 총 중량 중 10 내지 95중량%로 포함될 수 있다. 함량이 10중량% 미만인 경우에는 점도가 높아 취급 및 도포가 용이하지 않을 수 있고, 95중량% 초과인 경우에는 장시간의 경화를 요하므로 공정 수율이 저하될 수 있다.
광 확산층 형성용 조성물은 상기 성분 외에도 당 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
기재의 재질은 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 통상적으로 사용되는 재질일 수 있으며, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하게 사용될 수 있다.
예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트계 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름 등을 사용할 수 있다. 상기 예시한 재질 중에서 투명성이 우수하면서 광학적으로 이방성이 없다는 점에서 트리아세틸셀룰로오스가 바람직하게 사용될 수 있다.
기재의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 5 내지 500㎛일 수 있고, 바람직하게는 20 내지 100㎛일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 광 확산 필름을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 액정 표시 장치에서, 상기 광 확산 필름은 액정 패널의 시인측에 위치한다.
본 발명의 액정 표시 장치는 상기 광 확산 필름을 액정 패널의 시인측에 포함함으로써, 백라이트 유닛 측 광 확산판 없이도 화면 전체적으로 균일한 색상 및 밝기를 나타낼 수 있고, 이에 따라 광 효율이 우수하며, 보다 박막화, 경량화된다.
상기 시인측은 액정 패널의 표면, 액정 표시 장치의 최표면 또는 그 사이 어느 위치라도 상기 기능을 다 할 수 있는 위치라면 특별히 한정되지 않고, 액정 패널과 광 확산 필름의 사이 또는 광 확산 필름과 액정 표시 장치의 최표면의 사이에는 당 분야에 공지된 광학 기능층을 더 포함할 수 있다. 구체적인 예로는, 위상차층, 저굴절률층, 고굴절률층, 하드코팅층, 휘도향상층 등을 들 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 1
펜타에리스리톨트리아크릴레이트 13중량부, 우레탄아크릴레이트(SC2153, 미원상사) 13중량부, 확산 입자로 스티렌-아크릴 가교 공중합체 중공 입자(입경 1.1㎛, 입자 대비 중공의 부피 55%) 3중량부, 에틸아세테이트 35중량부, 부틸아세테이트 34.5중량부, 광개시제(1-히드록시 사이클로헥실 페닐 케톤) 1중량부 및 레벨링제(BYK3550) 0.5중량부를 교반기를 이용하여 배합하고 폴리프로필렌 재질의 필터를 이용하여 여과하여, 광 확산층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 2
확산 입자로 스티렌-아크릴 가교 공중합체 중공 입자(입경 1.0㎛, 입자 대비 중공의 부피 50%)를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 광 확산층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 3
확산 입자로 스티렌-아크릴 가교 공중합체 중공 입자(입경 0.5㎛, 입자 대비 중공의 부피 35%)를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 광 확산층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 4
확산 입자로 스티렌-아크릴 가교 공중합체 중공 입자(입경 0.3㎛, 입자 대비 중공의 부피 30%)를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 광 확산층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 5
펜타에리스리톨트리아크릴레이트 13중량부, 우레탄아크릴레이트(SC2153, 미원상사) 13중량부, 확산 입자로 무정형 실리카(입경 2 내지 2.5㎛) 3중량부, 에틸아세테이트 35중량부, 부틸아세테이트 34.5중량부, 광개시제(1-히드록시 사이클로헥실 페닐 케톤) 1중량부 및 레벨링제(BYK3550) 0.5중량부를 교반기를 이용하여 배합하고 폴리프로필렌 재질의 필터를 이용하여 여과하여, 광 확산층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 6
펜타에리스리톨트리아크릴레이트를 6중량부 사용하고, 확산 입자로 무정형 실리카(입경 2 내지 2.5㎛, 표면 다공성, 비표면적 250 내지 400m2/g) 10중량부를 사용한 것을 제외하고는 제조예 5와 동일하게 광 확산층 형성용 조성물을 제조하였다.
제조예 7
확산 입자로 폴리스티렌 입자(입경 2 내지 2.5㎛, 무공성)를 사용한 것을 제외하고는 제조예 5와 동일하게 광 확산층 형성용 조성물을 제조하였다.
실시예 1
두께 40㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름 상에 제조예 1의 광 확산층 형성용 조성물을 메이어 바로 도포하고, 건조시켰다. 이후에 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 광 확산층을 형성함으로써, 광 확산 필름을 제조하였다.
실시예 2
제조예 2의 광 확산층 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산 필름을 제조하였다.
실시예 3
제조예 3의 광 확산층 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산 필름을 제조하였다.
실시예 4
제조예 4의 광 확산층 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산 필름을 제조하였다.
비교예 1
제조예 5의 광 확산층 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산 필름을 제조하였다.
비교예 2
제조예 6의 광 확산층 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산 필름을 제조하였다.
비교예 3
제조예 7의 광 확산층 형성용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광 확산 필름을 제조하였다.
실험예
(1) 광 확산성 측정
실시예 및 비교예의 필름의 광 확산층이 형성되지 않은 면에 백색광을 조사하고, 고니오미터(GC5000L, 니폰덴쇼쿠)를 이용하여 -85°부터 85°까지 1°간격으로 스캔하여 광 확산층을 투과한 광의 세기를 측정하였다.
(2) 헤이즈 측정
실시예 및 비교예의 필름을 헤이즈미터(HZ-150, 무라카미 색채기술연구소)를 이용하여 헤이즈를 측정하였다.
(3) 도트 은폐성 평가
액정 표시 장치(UN46B8000, 삼성전자 사)의 백라이트 유닛에서 광 확산판, 액정 패널에서 전면 편광판을 제거하였다. 이후에, 표면처리가 되어 있지 않은 글레어 필름으로 제작된 편광판 상에 실시예 및 비교예의 광 확산 필름을 부착하고, 이를 상기 액정 패널의 전면에 부착하여, 액정 표시 장치를 재조립하였다.
얻어진 액정 표시 장치를 암실 내에서 기동하고, 표시면으로부터 30cm 이격된 지점에서 육안으로 관찰하여 도광판의 도트가 시인되는지 여부를 하기 기준에 따라 평가하였다.
○: 도트가 전혀 시인되지 않거나, 거의 시인되지 않음
△: 도트가 미약하게 시인됨
X: 도트가 분명하게 시인됨
구분 광원으로부터의 입사광의 세기 입사각 대비 5° 방향에서 측정되는 광의 세기 광원으로부터 입사되는 광의 입사각 대비 5° 방향에서 측정되는 광의 세기의 비율(%) 헤이즈
(%)		 도트
은폐성
실시예 1 1,587 315 19.85 32.3 ○
실시예 2 1,636 258 15.77 24.2 ○
실시예 3 1,749 227 12.98 13.7 ○
실시예 4 2,015 229 11.36 16.8 ○
비교예 1 10,216 129 1.26 17.1 X
비교예 2 8,743 349 3.99 24.7 X
비교예 3 6,157 289 4.69 17.8 X
상기 표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 4의 광 확산 필름의 경우, 도트가 전혀 시인되지 않거나, 거의 시인되지 않아 우수한 광 확산성을 나타내는 것을 확인하였다. 이에 따라 광 확산판 없이도 충분한 광 확산성을 나타내어, 보다 박막 경량화된 표시 장치의 생산에 적용될 수 있음을 확인하였다.
그러나, 비교예 1 내지 3의 광 확산 필름은 도트가 분명하게 시인되어 광 확산성이 떨어졌다.
100: 액정 표시 장치 110: 광 확산 필름
120: 액정 패널 130: 액정표시장치 광원
200: 입사광 300: 입사각 대비 5° 방향에서 관측되는 광

Claims (10)

  1. 액정 패널의 시인측에 위치하는 광 확산 필름으로서,
    기재, 및 중공성 입자를 포함하는 광 확산층을 포함하며,
    상기 광 확산층은 상기 기재측 정면에 광원을 배치하고 광을 조사했을 때,
    광 확산층의 수직 방향 투과광 대비 상기 수직 방향을 기준으로 5° 방향에서 측정된 투과광의 세기가 10 내지 50%이고, 헤이즈가 10 내지 50%이고,
    상기 중공성 입자는 입자 부피 대비 20 내지 60부피%의 중공을 포함하는, 광 확산 필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 중공성 입자의 직경은 0.1㎛ 내지 5㎛인, 광 확산 필름.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 광 확산층은 기재의 일면에 광 확산층 형성용 조성물을 도포하여 형성된 것인, 광 확산 필름.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 광 확산층 형성용 조성물은 중공성 입자, 투광성 수지, 광개시제 및 용제를 포함하는, 광 확산 필름.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 중공성 입자는 광 확산층 형성용 조성물 총 중량 중 0.1 내지 15중량%로 포함되는, 광 확산 필름.
  9. 액정 패널의 시인측에 위치한, 청구항 1의 광 확산 필름을 포함하는, 액정 표시 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 액정 표시 장치의 백라이트 유닛은 광 확산판을 포함하지 않는, 액정 표시 장치.
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