KR102683664B1 - Multi-functional sheet capable of diffusion and retroreflection, preparation method thereof and back light unit comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투명 기재, 및 상기 투명 기재의 일면에 중공의 확산 패턴을 갖는 반사층을 포함하고, 상기 반사층의 중공 확산 패턴은 50 내지 200 ㎛의 두께 및 30 내지 200 ㎛의 크기를 갖고, 상기 반사층에서 중공 확산 패턴을 제외한 부분은 백색 안료, 반응성 화합물 및 광개시제를 포함하는 경화물로 코팅되며, 상기 백색 안료로서 평균 입경이 300 내지 700 nm인 산화티탄이 경화물의 전체 중량에 대해 15 중량% 초과 및 30 중량% 미만의 범위로 포함되는 복합기능시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명에 따른 확산 및 재귀반사 기능이 통합된 복합기능시트는 백라이트 유닛에 사용되어 입사된 빛을 확산 및 집광시켜 휘도를 균일하게 하는 한편 확산되지 못하는 일부 빛은 재귀반사를 통해 하부의 도광판으로 도달하게 한 후 다시 확산시킴으로써 휘도 및 광 효율성을 최대화할 수 있다. 또한, 상기 복합기능시트의 중공 확산 패턴을 갖는 반사층은 투명 필름 상에 잉크젯 인쇄 공정을 이용하여 적층이 아닌 1층으로 형성됨에 따라 폴리머 비드가 코팅된 확산 시트에 반사형 편광 필름을 적층하여 사용한 경우에 비해 백라이트 유닛의 두께를 낮추어 박형화가 가능하고, 공정 단가를 낮출 수 있다.The present invention includes a transparent substrate and a reflective layer having a hollow diffusion pattern on one surface of the transparent substrate, wherein the hollow diffusion pattern of the reflective layer has a thickness of 50 to 200 ㎛ and a size of 30 to 200 ㎛, and in the reflective layer The portion excluding the hollow diffusion pattern is coated with a cured material containing a white pigment, a reactive compound, and a photoinitiator, and the white pigment is titanium oxide having an average particle diameter of 300 to 700 nm in an amount exceeding 15% by weight and 30% by weight based on the total weight of the cured product. Provided is a composite functional sheet contained in a range of less than % by weight, a manufacturing method thereof, and a backlight unit containing the same.
The composite functional sheet with integrated diffusion and retroreflection functions according to the present invention is used in a backlight unit to diffuse and condense incident light to uniform brightness, while some light that cannot be diffused reaches the lower light guide plate through retroreflection. By letting it spread and then diffusing it again, luminance and light efficiency can be maximized. In addition, the reflective layer with the hollow diffusion pattern of the composite functional sheet is formed as a single layer rather than a lamination using an inkjet printing process on a transparent film, so when a reflective polarizing film is laminated on a diffusion sheet coated with polymer beads, Compared to this, it is possible to reduce the thickness of the backlight unit and make it thinner, and the process cost can be lowered.
Description
본 발명은 확산 및 재귀 반사가 가능한 복합기능 시트, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-functional sheet capable of diffusion and retroreflection, a manufacturing method thereof, and a backlight unit including the same.
액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 화소들에 화상 정보에 따른 데이터 신호를 개별적으로 공급하여 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 조절할 수 있는 표시장치로서, 자체적으로 발광하지 못하므로 그 배면에 백라이트 유닛(back light unit)을 설치하여 화상을 표현할 수 있도록 설계된다.A liquid crystal display (LCD) is a display device that can control a desired image by individually supplying data signals according to image information to pixels arranged in a matrix and adjusting the light transmittance of the pixels. Since it does not emit light, it is designed to display images by installing a back light unit on the back.
현재 액정표시장치에 널리 적용되고 있는 백라이트 유닛은 램프(광원)의 부착형태에 따라서 램프를 가장자리에 둘러 부착해 빛을 중앙까지 전방으로 반사하는 엣지형과 램프를 패널 뒷면 전체에 균일하게 부착해 빛을 쏘는 형태인 직하형으로 구분되며, 이중에서 엣지형이 빛의 균일성이 우수하고 박형화가 가능한 측면에서 소형 표시장치에 주로 사용되고 있다.Currently, the backlight unit widely applied to liquid crystal displays depends on the attachment type of the lamp (light source), either the edge type, which attaches the lamp around the edge and reflects the light forward to the center, or the edge type, which attaches the lamp evenly to the entire back of the panel to emit light. It is divided into a direct type that shoots light, and among these, the edge type is mainly used in small display devices because it has excellent light uniformity and can be made thinner.
도 1은 엣지형 백라이트 유닛(1)의 구조를 나타낸 것으로, 램프(10), 반사 시트(20), 도광판(30), 확산 시트(40), 프리즘 시트(51, 52) 및 보호필름(60)을 포함한다. 구체적으로, 램프(10)에서 제공된 점광원의 빛, 예컨대 LED 빛은 도광판(30)을 통해 면광원의 상태로 변경되고, 이후 확산 시트(40)를 통과하여 확산 및 1차 집광되면서 균일한 휘도를 갖게 되며, 그 위의 프리즘 시트(51, 52)에서는 측광(side light)가 정면광으로 바뀌고 2차 집광이 이루어져 휘도가 상승하게 된다. 이와 같이, 특정 기능의 광학 시트들을 통과한 빛은 보호필름(60)을 거쳐 LCD 패널(70)로 제공된다. Figure 1 shows the structure of an edge-type backlight unit 1, including a lamp 10, a reflection sheet 20, a light guide plate 30, a diffusion sheet 40, prism sheets 51 and 52, and a protective film 60. ) includes. Specifically, light from a point light source provided from the lamp 10, for example, LED light, is changed to the state of a surface light source through the light guide plate 30, and then passes through the diffusion sheet 40 to be diffused and primary condensed to achieve uniform luminance. In the prism sheets 51 and 52 above, side light is changed to front light and secondary light convergence occurs, thereby increasing luminance. In this way, light passing through the optical sheets with specific functions is provided to the LCD panel 70 through the protective film 60.
한편, 상기 확산 시트로는 PET 또는 PC와 같은 수지로 된 투명 기재에 확산입자로서 PS, PMMA, 실리콘 등의 비드를 분산시킨 후 롤 캐스팅하는 방식으로 제조한 폴리머 비드 적층 시트가 주로 이용되고 있다. 이러한 확산 시트에서, 일정 범위의 유효 각으로 입사된 빛을 집광시키는 효과가 완전하지 못할 경우 일부 빛은 소실되는 단점이 있다. 이를 해소하기 위해, 백라이트 유닛에 반사형 편광 필름을 추가로 적층하여 소실되는 빛의 재귀 반사(recycling)를 통해 집광을 극대화하는 시도가 이루어지고 있다.Meanwhile, as the diffusion sheet, a polymer bead laminated sheet manufactured by dispersing beads such as PS, PMMA, silicon, etc. as diffusion particles on a transparent substrate made of resin such as PET or PC and then roll casting is mainly used. In such a diffusion sheet, if the effect of concentrating light incident at a certain range of effective angles is not complete, there is a disadvantage in that some light is lost. To solve this problem, attempts are being made to maximize light collection through recycling of lost light by additionally laminating a reflective polarizing film on the backlight unit.
그러나, 부가적인 광학 필름의 사용은 백라이트 유닛의 두께를 증가시켜 제품의 박형화가 어렵고, 이는 또한 제조 비용의 증가를 초래한다.However, the use of an additional optical film increases the thickness of the backlight unit, making it difficult to make the product thinner, which also results in an increase in manufacturing costs.
따라서, 본 발명은 백라이트 유닛에 포함되는 광학 시트의 개수를 줄임으로써 백라이트 유닛의 두께를 감소시키기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 확산 기능 및 재귀반사 기능이 결합된 복합기능시트 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention is to reduce the thickness of the backlight unit by reducing the number of optical sheets included in the backlight unit. The purpose of the present invention is to provide a composite functional sheet combining diffusion and retroreflection functions and a method of manufacturing the same. It is done.
본 발명의 다른 목적은 상기 확산 및 재귀 반사의 복합기능시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a backlight unit including the diffuse and retroreflective composite functional sheet.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명 기재; 및 상기 투명 기재의 일면에 중공의 확산 패턴을 갖는 반사층을 포함하고, 상기 반사층의 중공 확산 패턴은 50 내지 200 ㎛의 두께 및 30 내지 200 ㎛의 크기를 갖고, 상기 반사층에서 중공 확산 패턴을 제외한 부분은 백색 안료, 반응성 화합물 및 광개시제를 를 포함하는 경화물로 코팅되어 있으며, 상기 백색 안료로서 평균 입경이 300 내지 700 nm인 산화티탄이 경화물의 전체 중량에 대해 15 중량% 초과 및 30 중량% 미만의 범위로 포함되는 복합기능시트를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a transparent substrate; and a reflective layer having a hollow diffusion pattern on one surface of the transparent substrate, wherein the hollow diffusion pattern of the reflective layer has a thickness of 50 to 200 ㎛ and a size of 30 to 200 ㎛, and a portion of the reflective layer excluding the hollow diffusion pattern. is coated with a cured product containing a white pigment, a reactive compound, and a photoinitiator, and the white pigment is titanium oxide having an average particle diameter of 300 to 700 nm in an amount of more than 15% by weight and less than 30% by weight based on the total weight of the cured product. A multi-function sheet included in the scope is provided.
또한, 본 발명은 상기 복합기능시트의 제조방법으로서, (i) 투명 기재의 일면에 백색 안료, 반응성 화합물 및 광개시제를 포함하는 경화성 조성물을 원형 또는 다각형 표시부를 제외한 부분에 잉크젯 인쇄하여 중공의 확산 패턴을 갖는 반사층을 형성하는 단계; 및 (ii) 상기 반사층에 자외선을 조사하여 경화를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 백색 안료로서 평균 입경이 300 내지 700 nm인 산화티탄이 경화성 조성물의 전체 중량에 대해 15 중량% 초과 및 30 중량% 미만의 범위로 포함되는 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method of manufacturing the composite functional sheet, which includes (i) inkjet printing a curable composition containing a white pigment, a reactive compound, and a photoinitiator on one side of a transparent substrate, excluding the circular or polygonal display portion, to create a hollow diffusion pattern; forming a reflective layer having a; and (ii) performing curing by irradiating ultraviolet rays to the reflective layer, wherein titanium oxide having an average particle diameter of 300 to 700 nm as the white pigment is greater than 15% by weight and 30% by weight based on the total weight of the curable composition. A manufacturing method included in the following range is provided.
추가로, 본 발명은 복합기능시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.Additionally, the present invention provides a backlight unit including a multi-function sheet.
본 발명에 따른 확산 및 재귀반사 기능이 통합된 복합기능시트는 백라이트 유닛에 사용되어 입사된 빛을 확산 및 집광시켜 휘도를 균일하게 하는 한편 확산되지 못하는 일부 빛은 재귀반사를 통해 하부의 도광판으로 도달하게 한 후 다시 확산시킴으로써 휘도 및 광 효율성을 최대화할 수 있다. The composite functional sheet with integrated diffusion and retroreflection functions according to the present invention is used in a backlight unit to diffuse and condense incident light to uniform brightness, while some light that cannot be diffused reaches the lower light guide plate through retroreflection. By letting it spread and then diffusing it again, luminance and light efficiency can be maximized.
또한, 상기 복합기능시트의 중공 확산 패턴을 갖는 반사층은 투명 필름 상에 잉크젯 인쇄 공정을 이용하여 적층이 아닌 1층으로 형성됨에 따라 폴리머 비드가 코팅된 확산 시트에 반사형 편광 필름을 적층하여 사용한 경우에 비해 백라이트 유닛의 두께를 낮추어 박형화가 가능하고, 공정 단가를 낮출 수 있다.In addition, the reflective layer with the hollow diffusion pattern of the composite functional sheet is formed as a single layer rather than a lamination using an inkjet printing process on a transparent film, so when a reflective polarizing film is laminated on a diffusion sheet coated with polymer beads, Compared to this, it is possible to reduce the thickness of the backlight unit and make it thinner, and the process cost can be lowered.
도 1은 통상적인 엣지형 백라이트 유닛의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합기능시트의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합기능시트의 상부 및 측면을 예시하는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합시트가 도 1의 구조와 같은 백라이트 유닛에 사용되었을 때 빛의 확산 및 재귀 반사 경로를 보여주는 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합기능시트의 제조 과정을 나타낸 것이다.Figure 1 schematically shows the structure of a typical edge-type backlight unit.
Figure 2 schematically shows the structure of a multi-function sheet according to an embodiment of the present invention.
Figures 3a and 3b respectively illustrate the top and side surfaces of a multi-function sheet according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the diffusion and retroreflection paths of light when the composite sheet according to an embodiment of the present invention is used in a backlight unit having the structure of Figure 1.
Figure 5 shows the manufacturing process of a multi-function sheet according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 발명의 일 실시형태는 확산 및 재귀반사 기능이 통합된 복합기능시트에 관한 것으로, 이하에서는 도면을 참조하여 상기 복합기능시트를 설명한다.One embodiment of the present invention relates to a multi-function sheet incorporating diffusion and retroreflection functions. Hereinafter, the multi-function sheet will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합기능시트의 구조를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 3a 및 도 3b는 각각 상기 복합기능시트의 상부 및 측면을 예시한 것이다.Figure 2 schematically shows the structure of a multi-function sheet according to an embodiment of the present invention, and Figures 3a and 3b illustrate the top and side surfaces of the multi-function sheet, respectively.
도 2를 참조할 때, 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합기능시트(100)은 투명 기재(110) 및 상기 투명 기재의 일면에 형성된 반사층(120)을 포함하며, 상기 반상층은 중공의 확산 패턴(121)을 갖는다.Referring to Figure 2, the composite functional sheet 100 according to an embodiment of the present invention includes a transparent substrate 110 and a reflective layer 120 formed on one surface of the transparent substrate, and the semi-upper layer is a hollow diffusion layer. It has a pattern (121).
상기 투명 기재(110)는 투과율이 90% 이상인 투명 필름일 수 있으며, 상기 투명 필름의 예로는 폴리메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 이들 중 이들 중 2 이상의 조합이 포함될 수 있다. 또한, 상기 투명 기재의 두께는 50 내지 200 ㎛일 수 있다.The transparent substrate 110 may be a transparent film with a transmittance of 90% or more. Examples of the transparent film include polymethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), or two of them. Combinations of the above may be included. Additionally, the thickness of the transparent substrate may be 50 to 200 ㎛.
상기 반사층(120)은 상기 투명 기재의 일면에 형성되며, 일정 두께 및 크기를 갖는 중공의 확산 패턴(121)을 구비하고 상기 패턴을 제외한 부분에는 백색 안료, 반응성 화합물 및 광개시제를 포함하는 경화물로 코팅되어 있다.The reflective layer 120 is formed on one side of the transparent substrate and has a hollow diffusion pattern 121 with a certain thickness and size, and the portion excluding the pattern is a cured material containing a white pigment, a reactive compound, and a photoinitiator. It is coated.
도 3a 및 도 3b를 참조할 때, 상기 반사층(120)에 고르게 분포되어 있는 중공의 확산 패턴(121)은 상기 투명 기재를 통과하여 이로부터 분산되는 면광원의 통로가 되며, 이를 통해 확산된 빛은 상부의 LCD 패널의 편광 필름쪽으로 향하게 된다. 이러한 중공의 확산 패턴은 빛의 통로 역할을 할 수 있는 한 그 형태가 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 원형 또는 다각형(사각형, 오각형, 육각형 등)의 단면 및 일정한 두께를 갖는 형태일 수 있다. Referring to FIGS. 3A and 3B, the hollow diffusion pattern 121 evenly distributed on the reflective layer 120 serves as a passage for a surface light source that passes through the transparent substrate and is dispersed therefrom, and the light diffused through this passes through. is directed toward the polarizing film of the upper LCD panel. The shape of this hollow diffusion pattern is not particularly limited as long as it can serve as a passage for light. For example, it may have a circular or polygonal (square, pentagon, hexagon, etc.) cross section and a certain thickness.
상기 중공 확산 패턴의 크기는 30 내지 200 ㎛, 상세하게는 50 내지 100 ㎛일 수 있으며, 상기 패턴의 크기는 단면이 원형인 경우에는 직경이고, 단면이 다각형인 경우에는 단면상의 무게 중심을 지나는 선분의 길이일 수 있다. 상기 중공 패턴의 크기가 상기 범위를 만족할 때 입사된 빛의 충분한 확산 및 집광에 유리하다.The size of the hollow diffusion pattern may be 30 to 200 ㎛, specifically 50 to 100 ㎛, and the size of the pattern is a diameter when the cross-section is circular, and a line segment passing through the center of gravity on the cross-section when the cross-section is polygonal. It can be the length of . When the size of the hollow pattern satisfies the above range, it is advantageous for sufficient diffusion and condensation of incident light.
상기 중공 확산 패턴의 두께는 상기 패턴을 제외한 부분에 코팅되는 경화물의 두께에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 경화물이 인쇄 공정을 통해 코팅됨에 따라, 상기 중공 확산 패턴은 인쇄 공정을 통해 구현되는 두께 범위, 예컨대 50 내지 200 ㎛, 상세하게는 60 내지 150 ㎛의 범위일 수 있다 The thickness of the hollow diffusion pattern may be determined by the thickness of the cured material coated on the portion excluding the pattern. For example, as the cured material is coated through a printing process, the hollow diffusion pattern may have a thickness range realized through the printing process, such as 50 to 200 μm, specifically 60 to 150 μm.
또한, 상기 중공 확산 패턴은 면 광원의 충분한 확산을 유도하고 집광 효율을 최대화하기 위해서, 반사층 전체 면적의 20% 내지 80%, 상세하게는 40% 내지 60%에 균일하게 분포되어 있는 것이 유리하다.In addition, it is advantageous for the hollow diffusion pattern to be uniformly distributed over 20% to 80%, specifically 40% to 60%, of the total area of the reflective layer in order to induce sufficient diffusion of the surface light source and maximize light collection efficiency.
한편, 상기 반사층(120)에서 중공 패턴을 제외한 부분에 형성된 경화물 코팅층은 굴절률이 높은 백색 안료, 특히 산화티탄을 포함하여 80% 이상, 즉 80 내지 100%의 반사율을 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 반사율의 측정은 통상적인 방식으로 측정할 수 있고, 하기 실시예 및 비교예에서 실시한 방법을 통하여 측정할 수 있으며, 예를 들어 광학 시트에 입사각을 약 5°로 하여 광을 투과시켜 반사된 파장이 380 내지 780 nm인 가시광 영역에 대한 반사율을 UV/VIS/NIR 스펙트로미터(solidspec-3700, Shimadzu)를 사용하여 측정할 수 있다.Meanwhile, the cured coating layer formed on the portion of the reflective layer 120 excluding the hollow pattern may include a white pigment with a high refractive index, particularly titanium oxide, and may exhibit a reflectance of 80% or more, that is, 80 to 100%. Here, the reflectance can be measured in a conventional manner, and can be measured through the method performed in the examples and comparative examples below. For example, light is transmitted through an optical sheet at an incident angle of about 5° and reflected. The reflectance in the visible light region with a wavelength of 380 to 780 nm can be measured using a UV/VIS/NIR spectrometer (solidspec-3700, Shimadzu).
상기 산화티탄은 경화물 코팅층을 형성하는 조성물 중에서 분산성이 우수하여, 탄산칼슘과 같은 다른 백색 안료에 비해 반사성 물질로서 유리하게 사용될 수 있다.The titanium oxide has excellent dispersibility in the composition forming the cured coating layer, and can be advantageously used as a reflective material compared to other white pigments such as calcium carbonate.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 백색 안료로서 사용된 산화티탄은 경화물의 전체 중량에 대해 15 중량% 초과 및 30 중량% 미만의 범위, 상세하게는 20 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 이때, 산화티탄의 함량이 15 중량% 이하인 경우에는 충분한 반사율을 확보하기가 어렵고, 30 중량% 이상인 경우에는 반사층 형성용 조성물 중에서 분산성이 저하되어 조성물의 안정성이 불량해지고, 상기 조성물의 점도가 50cP 이상으로 증가되어 잉크젯팅 적용이 어려울 수 있으며, 과도한 경화로 인한 표면 주름 형성의 문제점이 발생할 수 있다.In one embodiment of the present invention, titanium oxide used as the white pigment may be included in a range of more than 15% by weight and less than 30% by weight, specifically 20 to 25% by weight, based on the total weight of the cured product. At this time, if the content of titanium oxide is less than 15% by weight, it is difficult to secure sufficient reflectance, and if it is more than 30% by weight, the dispersibility in the composition for forming a reflective layer decreases, resulting in poor stability of the composition, and the viscosity of the composition is 50cP. If it increases beyond this, ink jetting application may be difficult, and problems with surface wrinkle formation due to excessive curing may occur.
또한, 상기 산화티탄은 상기 함량으로 원하는 수준의 반사율을 확보하기 위해서 300 내지 700 nm, 예컨대 500 내지 600 nm의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 "평균 입경"은 당해 분야에 통상적인 입경 측정법, 예컨대 레이저 회절를 이용한 입도 분포 측정에 의해 결정된 입경 분포에서 입자량 기준의 체적 누적이 50%에 상당하는 입경을 의미한다.In addition, the titanium oxide preferably has an average particle diameter of 300 to 700 nm, for example, 500 to 600 nm in order to secure a desired level of reflectance at the above content. Here, the “average particle size” refers to a particle size whose volume accumulation based on particle weight is equivalent to 50% of the particle size distribution determined by particle size distribution measurement using a particle size measurement method common in the field, for example, laser diffraction.
사용된 산화티탄의 평균 입경이 300nm 미만인 경우에는 입자간 물리적 흡착으로 인해 응집이 발생할 수 있고, 이로부터 분산성이 저하되어 잉크화가 어렵게 된다. 한편, 평균 입경이 700nm 초과하는 경우에는 잉크젯 헤드를 통한 잉크 토출시 노즐이 막힐 수 있고, 인쇄 후 경화된 표면의 입자가 커서 거칠기(roughness)가 증가하여 반사율이 떨어질 수 있다. 또한, 반사율을 증가시키기 위해 과량의 산화티탄을 사용하는 경우에는 앞서 언급한 바와 같이 점도 증가를 초래하여 잉크젯팅이 어려울 수 있다.If the average particle size of the titanium oxide used is less than 300 nm, agglomeration may occur due to physical adsorption between particles, which reduces dispersibility and makes inking difficult. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 700 nm, the nozzle may be clogged when ink is ejected through the inkjet head, and the roughness may increase due to the large particles on the surface hardened after printing, resulting in a decrease in reflectivity. Additionally, if an excessive amount of titanium oxide is used to increase reflectivity, inkjetting may be difficult due to increased viscosity, as mentioned above.
추가로, 상기 백색 안료로는 산화티탄, 산화지르콘, 황산바륨 또는 이들의 2 이상의 조합이 더 사용될 수 있다. Additionally, titanium oxide, zircon oxide, barium sulfate, or a combination of two or more thereof may be used as the white pigment.
상기 백색 안료를 포함하는 경화물 코팅층은 중공 패턴을 통해 확산되지 못한 빛을 하부에 위치한 광학시트로 반사시킬 수 있다. 이러한 빛의 재귀 반사(recycling)에 의해서 하부 광학시트에 도달한 빛은 다시 상부로 확산됨에 따라 광 효율성 및 휘도를 최대화할 수 있다.The cured coating layer containing the white pigment can reflect light that is not diffused through the hollow pattern to the optical sheet located below. Through this recycling of light, the light that reaches the lower optical sheet diffuses back to the upper part, thereby maximizing light efficiency and brightness.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합기능시트가 도 1의 구조와 같은 백라이트 유닛에 사용되었을 때 빛의 확산 및 재귀 반사 경로를 보여주는 것이다. 도 4를 참조할 때, 빛이 하부의 도광판(30)으로부터 상부의 복합기능시트(100)으로 출사되는 경우 대부분의 빛은 투명 기재 필름 상의 중공 확산 패턴을 통과하여 LCD 패널(70)로 향하고, 상기 확산 패턴을 통과하지 못하는 일부 빛은 백색 안료를 포함하는 경화물 코팅층에 의해 하부의 도광판(30)으로 재귀 반사되었다가 다시 상부의 복합기능시트(100)로 확산된다. 이로써, 빛의 소실 없이 광 효율을 높을 수 있고 집광을 증대시켜 휘도를 최대화할 수 있다.Figure 4 shows the diffusion and retroreflection paths of light when the multi-function sheet according to an embodiment of the present invention is used in a backlight unit having the same structure as that of Figure 1. Referring to FIG. 4, when light is emitted from the lower light guide plate 30 to the upper composite function sheet 100, most of the light passes through the hollow diffusion pattern on the transparent base film and is directed to the LCD panel 70, Some of the light that does not pass through the diffusion pattern is reflected back to the lower light guide plate 30 by the cured coating layer containing white pigment and then diffuses back to the upper composite functional sheet 100. As a result, light efficiency can be increased without loss of light and luminance can be maximized by increasing light collection.
또한, 본 발명의 복합기능시트는 한 개의 층에 확산 및 재귀반사 기능이 통합됨에 따라, 기존에 폴리머 비드가 코팅된 확산 시트에 반사형 편광 필름을 적층하여 사용한 경우에 비해 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있다.In addition, since the composite functional sheet of the present invention integrates diffusion and retroreflection functions in one layer, the thickness of the backlight unit is reduced compared to the case where a reflective polarizing film is laminated on an existing diffusion sheet coated with polymer beads. You can do it.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합기능시트는 투명 기재 필름 상에 경화성 조성물을 잉크젯 인쇄 및 자외선 경화시키는 일련의 과정을 통해 형성될 수 있으며, 이에 대해서는 도 5를 참조하여 설명한다. Meanwhile, the multi-functional sheet according to one embodiment of the present invention can be formed through a series of processes of inkjet printing and ultraviolet curing of a curable composition on a transparent base film, which will be described with reference to FIG. 5.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합기능시트의 제조 과정을 나타낸 것으로, 본 발명의 복합기능시트는 (i) 투명 기재의 일면에 백색 안료, 반응성 화합물 및 광개시제를 포함하는 경화성 조성물을 원형 또는 다각형 표시부를 제외한 부분에 잉크젯 인쇄하여 중공의 확산 패턴을 갖는 반사층을 형성한 후, (ii) 잉크젯 인쇄를 통해 형성된 반사층에 대해 자외선을 조사하여 경화를 수행함으로써 제조될 수 있다.Figure 5 shows the manufacturing process of a composite functional sheet according to an embodiment of the present invention. The composite functional sheet of the present invention is (i) a curable composition containing a white pigment, a reactive compound and a photoinitiator on one side of a transparent substrate, and a circular shape. Alternatively, it can be manufactured by inkjet printing on the portion excluding the polygonal display portion to form a reflective layer with a hollow diffusion pattern, and then (ii) curing the reflective layer formed through inkjet printing by irradiating ultraviolet rays.
본 발명에서 적용한 잉크젯 인쇄는 압력을 이용하여 잉크 조성물을 방울 형태로 원하는 부분에 분사하는 비접촉식 방식으로, 재료의 소모량이 적고 정밀도가 뛰어나며 인쇄 헤드가 기판에 닿지 않아 인쇄가 이루어지는 기재의 손상을 막을 수 있다. 또한, 인쇄 직후 바로 자외선 경화를 수행하여 코팅층을 형성하므로 빠른 공정 속도를 확보할 수 있다.Inkjet printing applied in the present invention is a non-contact method that uses pressure to spray the ink composition in the form of drops to the desired area. It consumes less material and has excellent precision, and the print head does not touch the substrate, preventing damage to the substrate on which printing is performed. there is. In addition, since UV curing is performed immediately after printing to form a coating layer, a fast process speed can be secured.
상기 원형 또는 다각형 표시부는 투명 기재 상에 해당 모양의 도안을 표시 또는 해당 모양의 구조체를 임시로 설치함으로써 설계할 수 있다.The circular or polygonal display unit can be designed by displaying a design of the corresponding shape on a transparent substrate or temporarily installing a structure of the corresponding shape.
상기 잉크젯 인쇄를 통해 형성되는 상기 경화물 코팅층은 일반적으로 인쇄가 가능한 두께 범위를 가지며, 예컨대 50 내지 200 ㎛, 상세하게는 60 내지 150 ㎛의 범위일 수 있다. 이러한 경화물 코팅층의 두께는 앞서 설명한 바와 같이 중공의 확산 패턴에 상응한다. The cured coating layer formed through the inkjet printing generally has a printable thickness range, for example, 50 to 200 ㎛, specifically 60 to 150 ㎛. The thickness of this cured coating layer corresponds to the hollow diffusion pattern as described above.
상기 경화성 조성물에 포함되는 백색 안료는 앞서 설명한 바와 같이, 산화티탄을 경화성 조성물의 전체 중량에 대해 15 중량% 초과 및 30 중량% 미만의 범위, 상세하게는 20 내지 25 중량%로 포함할 수 있다. 이때, 산화티탄의 함량이 15 중량% 이하인 경우에는 충분한 반사율을 확보하기가 어렵고, 30 중량% 이상인 경우에는 반사층 형성용 조성물 중에서 분산성이 저하되어 조성물의 안정성이 불량해지고, 상기 조성물의 점도가 50cP 이상으로 증가되어 잉크젯팅 적용이 어려울 수 있으며, 과도한 경화로 인한 표면 주름 형성의 문제점이 발생할 수 있다.As described above, the white pigment included in the curable composition may include titanium oxide in an amount of more than 15% by weight and less than 30% by weight, specifically 20 to 25% by weight, based on the total weight of the curable composition. At this time, if the content of titanium oxide is less than 15% by weight, it is difficult to secure sufficient reflectance, and if it is more than 30% by weight, the dispersibility in the composition for forming a reflective layer decreases, resulting in poor stability of the composition, and the viscosity of the composition is 50cP. If it increases beyond this, ink jetting application may be difficult, and problems with surface wrinkle formation due to excessive curing may occur.
추가로, 상기 백색 안료로는 산화티탄, 산화지르콘, 황산바륨 또는 이들의 2 이상의 조합이 더 사용될 수 있다.Additionally, titanium oxide, zircon oxide, barium sulfate, or a combination of two or more thereof may be used as the white pigment.
상기 경화성 조성물에 포함되는 반응성 화합물은 단관능성 아크릴레이트계 모노머, 다관능성 아크릴레이트계 모노머 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The reactive compound included in the curable composition may include a monofunctional acrylate monomer, a multifunctional acrylate monomer, or a combination thereof.
상기 단관능성 아크릴레이트계 모노머는 조성물의 점도를 낮추면서 기재와 인쇄층의 부착력을 향상시키는 역할을 하며, 사용가능한 예로는 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate, 2-HEA), 히드록시프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate, HPMA), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, 2-HEMA), 히드록시프로필 메타크릴레이트(hydroxypropyl methacrylate, HPMA) 등이 있다.The monofunctional acrylate-based monomer serves to improve the adhesion between the substrate and the printing layer while lowering the viscosity of the composition, and examples of its use include 2-hydroxyethyl acrylate (2-HEA) and hydrocarbons. These include hydroxypropyl acrylate (HPMA), 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA), and hydroxypropyl methacrylate (HPMA).
상기 다관능성 아크릴계 모노머는 조성물에서 경화막의 가교밀도 및 경화감도를 증가시키는 역할을 하며, 사용가능한 예로는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA), 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(neopentylglycol diacrylate, NPGDA), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(dipropylene glycol diacrylate, DPGDA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(Tripropylene Glycol Diacrylate, TPGDA) 등과 같은 2관능성 모노머, 또는 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerithritol triacrylate, PETA), 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 (dipentaerithritol pentaacrylate, DPPA), 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(pentaerithritol hexaacrylate, DPHA)와 같이 관능성기가 3개 이상인 모노머를 들 수 있다. 특히, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA)는 저점도 및 친수성의 특성을 가져 백색 안료의 분산성을 증가시킬 수 있다. 또한, 이를 포함하는 조성물은 용매를 포함하지 않는 무용제(solvent-free) 형태로 사용될 수 있다. The multifunctional acrylic monomer serves to increase the crosslinking density and curing sensitivity of the cured film in the composition, and usable examples include 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA) and neopentyl glycol diacrylate. Bifunctional monomers such as acrylate (neopentylglycol diacrylate, NPGDA), dipropylene glycol diacrylate (DPGDA), tripropylene glycol diacrylate (TPGDA), or pentaerythritol triacrylate ( Monomers with three or more functional groups such as pentaerithritol triacrylate (PETA), dipentaerithritol pentaacrylate (DPPA), and dipentaerithritol hexaacrylate (DPHA) may be included. In particular, 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA) has low viscosity and hydrophilic properties and can increase the dispersibility of white pigment. Additionally, a composition containing this may be used in a solvent-free form that does not contain a solvent.
상기 반응성 화합물은 조성물의 전체 중량에 대해 40 내지 80 중량%, 예컨대 60 내지 80 중량%의 양으로 포함될 수 있으며, 상기 함량 범위를 만족할 때 경화물의 표면 주름이 발생하지 않으면서 경화감도를 높일 수 있으며, 잉크젯팅이 가능한 점도를 구현할 수 있다.The reactive compound may be included in an amount of 40 to 80% by weight, for example, 60 to 80% by weight, based on the total weight of the composition. When the above content range is satisfied, curing sensitivity can be increased without causing surface wrinkles of the cured product. , a viscosity that allows ink jetting can be achieved.
상기 경화성 조성물에 포함되는 광개시제는 상기 반응성 화합물의 경화 반응을 개시하는 성분으로서, 그 예로는 Irgacure 819(bisacryl phosphine계), Darocur TPO(monoacryl phosphine계), Irgacure 369(α-aminoketone계), Irgacure184(α-hydroxyketone계), Irgacure 907(α-aminoketone계), Irgacure 2022(bisacryl phosphine/α-hydroxyketone계), Irgacure 2100(phosphine oxide계), Darocur ITX(isopropyl thioxanthone), Irgacure 500(α-hydroxyketone계), Irgacure 651(benzyldimethyl-ketal계), Darocur MBF(phenylglyoxylate계), Darocur 1173(α-hydroxyketone계) 등을 들 수 있다.The photoinitiator included in the curable composition is a component that initiates the curing reaction of the reactive compound, examples of which include Irgacure 819 (bisacryl phosphine-based), Darocur TPO (monoacryl phosphine-based), Irgacure 369 (α-aminoketone-based), and Irgacure184 ( α-hydroxyketone type), Irgacure 907 (α-aminoketone type), Irgacure 2022 (bisacryl phosphine/α-hydroxyketone type), Irgacure 2100 (phosphine oxide type), Darocur ITX (isopropyl thioxanthone), Irgacure 500 (α-hydroxyketone type) , Irgacure 651 (benzyldimethyl-ketal type), Darocur MBF (phenylglyoxylate type), Darocur 1173 (α-hydroxyketone type), etc.
상기 광개시제는 조성물의 전체 중량 기준으로 1 내지 10 중량%, 예컨대 2 내지 7 중량%의 양으로 포함될 수 있으며, 상기 범위를 만족할 때 경화 반응이 원활하게 이루어지고 경화 조성물의 점도 증가를 막을 수 있다.The photoinitiator may be included in an amount of 1 to 10% by weight, for example, 2 to 7% by weight, based on the total weight of the composition. When the above range is satisfied, the curing reaction can be smoothly achieved and an increase in viscosity of the cured composition can be prevented.
또한, 상기 경화성 조성물은 필요에 따라, 분산제, 반응성 희석제, 부착력 증진제, 계면활성제 중 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.Additionally, the curable composition may further include one or more additives among a dispersant, a reactive diluent, an adhesion enhancer, and a surfactant, if necessary.
상기 분산제는 고분자형, 비이온성, 음이온성 또는 양이온성의 분산제일 수 있으며, 그 예로는 아크릴 계열, 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌 다가 알코올, 에스테르알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물 및 알킬아민 등이 있고, 이들은 단독으로 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 이 중에서, 잉크의 저장성 등이 우수한 아크릴 계열의 분산제를 사용하는 것이 유리하다.The dispersant may be a polymeric, nonionic, anionic or cationic dispersant, examples of which include acrylic, polyalkylene glycol and its ester, polyoxyalkylene polyhydric alcohol, esteralkylene oxide adduct, and alcoholalkylene. There are oxide adducts, sulfonic acid esters, sulfonates, carboxylic acid esters, carboxylic acid salts, alkylamide alkylene oxide adducts, and alkylamines, and these can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is advantageous to use an acrylic-based dispersant that has excellent ink storage properties.
상기 분산제는 조성물의 전체 중량 기준으로 1 내지 7 중량%, 예컨대 1.5 내지 5 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 분산제의 함량이 상기 범위를 만족할 때, 안료를 충분히 분산시키면서 안료 응집 또는 경화감도 저하를 피할 수 있다.The dispersant may be included in an amount of 1 to 7% by weight, for example, 1.5 to 5% by weight, based on the total weight of the composition. When the content of the dispersant satisfies the above range, the pigment can be sufficiently dispersed to avoid pigment aggregation or reduction in curing sensitivity. You can.
상기 부착력 증진제는 기재와 인쇄층의 부착력을 향상시킬 수 있는 것으로서, 알콕시 실란 화합물 및 포스페이트 아크릴레이트(phosphate acrylate) 등의 포스페이트계 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있으며, 상기 알콕시 실란 화합물의 예로는, 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란(3-Glycidoxypropyl trimethoxysilane, KBM-403(Shin-Etsu사, 미국)), 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란(3-Glycidoxypropyl methyldimethoxysilane, KBM-402), 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란(2-(3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, KBM-303), 3-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란(3-Glycidoxypropyl methyldiethoxysilane, KBE-402), 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란(3-Glycidoxypropyl triethoxysilane, KBE-403), 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민의 부분 가수화물(partially hydrolyzates of 3-Triethoxysilyl-N-(1,3 dimethyl-butylidene) propylamine, KBE-9103), 및 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란(3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane, KBM-503) 등을 들 수 있고, 1종 이상 사용할 수 있다.The adhesion enhancer is capable of improving the adhesion between the substrate and the printing layer, and can be used as one or more selected from the group consisting of phosphate-based acrylates such as alkoxy silane compounds and phosphate acrylate, and the alkoxy Examples of silane compounds include 3-Glycidoxypropyl trimethoxysilane (KBM-403 (Shin-Etsu, USA)), 3-Glycidoxypropyl methyldimethoxysilane (3-Glycidoxypropyl methyldimethoxysilane) , KBM-402), 2-(3,4 epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane (2-(3,4 epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, KBM-303), 3-glycidoxypropyl methyldiethoxysilane (3- Glycidoxypropyl methyldiethoxysilane, KBE-402), 3-Glycidoxypropyl triethoxysilane (KBE-403), 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propyl Partially hydrolyzates of 3-Triethoxysilyl-N-(1,3 dimethyl-butylidene) propylamine, KBE-9103), and 3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane (KBM-503) ), etc., and one or more types can be used.
상기 계면활성제는 시판품을 사용할 수 있으며, 예를 들면 DIC(DaiNippon Ink & Chemicals) 사의 Megafack F-444, F-475, F-478, F-479, F-484, F-550, F-552, F-553, F-555, F-570, RS-75 또는 아사히 가라스 사의 Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141 및 S-145 또는 스미토모 스리엠 사의 Fluorad FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430 및 FC-4430 또는 듀퐁 사의 Zonyl FS-300, FSN, FSN-100 및 FSO 및 BYK사의 BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-320, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-342, BYK-350, BYK-354, BYK-355, BYK-3550, BYK-356, BYK-358N, BYK-359, BYK-361N, BYK-381, BYK-370, BYK-371, BYK-378, BYK-388, BYK-392, BYK-394, BYK-399, BYK-3440, BYK-3441, BYK-UV 3530, BYK-UV 3570 또는 테고 사의 Rad 2100, Rad 2011, Glide 100, Glide 410, Glide 450, Flow 370, Flow 425, Wet500 등으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.The surfactant may be a commercially available product, for example, Megafack F-444, F-475, F-478, F-479, F-484, F-550, F-552 from DIC (DaiNippon Ink & Chemicals). F-553, F-555, F-570, RS-75 or Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141 and S from Asahi Glass -145 or Fluorad FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430 and FC-4430 from Sumitomo 3M or Zonyl FS-300, FSN, FSN from Dupont. -100 and BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-320, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-342, BYK-350, BYK-354, BYK-355 from FSO and BYK. , BYK-3550, BYK-356, BYK-358N, BYK-359, BYK-361N, BYK-381, BYK-370, BYK-371, BYK-378, BYK-388, BYK-392, BYK-394, BYK In the group consisting of -399, BYK-3440, BYK-3441, BYK-UV 3530, BYK-UV 3570 or Tego's Rad 2100, Rad 2011, Glide 100, Glide 410, Glide 450, Flow 370, Flow 425, Wet500, etc. You can use whatever you choose.
상기 부착 증진제 및 계면활성제의 함량은 경화성 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다.The content of the adhesion promoter and surfactant may be appropriately selected within a range that does not impair the physical properties of the curable composition.
한편, 상기 경화 단계에서의 자외선 조사는 250 내지 410 nm 파장, 상세하게는 360 내지 410 nm 파장 범위의 방사선을 이용하여 0.5 내지 5 J/cm2, 예컨대 1 내지 3 J/cm2의 도즈량으로 수행될 수 있다.Meanwhile, ultraviolet irradiation in the curing step is irradiated with a dose of 0.5 to 5 J/cm 2 , for example, 1 to 3 J/cm 2 using radiation with a wavelength of 250 to 410 nm, specifically 360 to 410 nm. It can be done.
상기한 바와 같이 제조된 본 발명의 복합기능시트는 투명 필름 상에 잉크젯 인쇄 공정을 이용하여 중공의 확산 패턴을 갖는 반사층이 적층이 아닌 1층으로 형성됨에 따라, 폴리머 비드가 코팅된 확산 시트에 반사형 편광 필름을 적층하여 사용한 경우에 비해 백라이트 유닛의 두께를 낮추어 박형화가 가능하고, 공정 단가를 낮출 수 있다.The composite functional sheet of the present invention manufactured as described above uses an inkjet printing process on a transparent film to form a single layer rather than a laminated reflective layer with a hollow diffusion pattern, so that it is reflected in the diffusion sheet coated with polymer beads. Compared to the case of using a laminated polarizing film, the thickness of the backlight unit can be lowered to make it thinner and the process cost can be lowered.
따라서, 본 발명은 상기 복합기능시트를 포함하는 백라이트 유닛을 추가로 제공한다. Accordingly, the present invention additionally provides a backlight unit including the multi-function sheet.
이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the operation and effects of the invention will be described in more detail through specific examples of the invention. However, this is presented as an example of the invention and the scope of the invention is not limited in any way.
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 5 Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 5
하기 표 1에 나타낸 조성(단위: 중량%)으로, 백색 안료로서 산화티탄(TiO2)(사용된 산화티탄의 입경을 하기 표 1에 나타냄), 아크릴계 분산제 및 반응성 화합물로서 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 포함하는 안료 분산액(Tokushiki), 추가의 반응성 화합물로서 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)와 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA), 부착력 증진제(KBE-9103, Shin-Etsu) 및 광개시제(Darocur TPO, BASF)를 2시간 동안 교반 혼합하여 경화성 조성물을 제조하였다. The composition (unit: weight %) shown in Table 1 below includes titanium oxide (TiO 2 ) as a white pigment (the particle size of the titanium oxide used is shown in Table 1 below), an acrylic dispersant, and 1,6-hexanediol as a reactive compound. Pigment dispersion containing diacrylate (HDDA) (Tokushiki), pentaerythritol triacrylate (PETA) and 2-hydroxyethyl acrylate (2-HEA) as additional reactive compounds, adhesion promoter (KBE-9103, Shin) -Etsu) and a photoinitiator (Darocur TPO, BASF) were stirred and mixed for 2 hours to prepare a curable composition.
상기에서 제조된 각각의 경화성 조성물을 두께가 125㎛인 PET 필름의 표면에 원형 또는 다각형을 표시한 후 상기 표시부를 제외한 부분에 잉크젯 인쇄하여 중공의 확산 패턴을 갖는 반사층을 형성하였다. 이어서, 상기 반사층에 395nm의 단파장 UV LED 램프(12W 출력)를 이용해 1J/cm2 도즈량의 자외선을 조사하여 광경화를 수행함으로써, PET 필름 상에 중공의 확산 패턴을 갖는 반사층이 형성된 복합기능시트를 제조하였다.Each of the curable compositions prepared above was used to mark a circle or polygon on the surface of a PET film with a thickness of 125 ㎛, and then inkjet printed on the area excluding the display portion to form a reflective layer with a hollow diffusion pattern. Subsequently, the reflective layer is photocured by irradiating ultraviolet rays at a dose of 1 J/cm 2 using a 395 nm short-wavelength UV LED lamp (12 W output) to produce a composite functional sheet in which a reflective layer with a hollow diffusion pattern is formed on the PET film. was manufactured.
실험예:Experiment example:
상기 실시예 및 비교예로부터 제조된 복합기능시트의 물성을 하기 방법으로 평가한 후, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The physical properties of the composite functional sheets manufactured from the above examples and comparative examples were evaluated by the following method, and the results are shown in Table 1.
1) 두께: 표면 검사장치(Alphastep Stylus Profiler)를 이용하여 측정1) Thickness: Measured using a surface inspection device (Alphastep Stylus Profiler)
2) 반사율: 시트에 입사각을 약 5°로 하여 광을 투과시켜 반사된 파장이 380 내지 780 nm인 가시광 영역에 대한 반사율을 UV/VIS/NIR 스펙트로미터(solidspec-3700, Shimadzu)를 사용하여 측정2) Reflectance: Light is transmitted through the sheet at an angle of incidence of approximately 5°, and the reflectance in the visible light region with a reflected wavelength of 380 to 780 nm is measured using a UV/VIS/NIR spectrometer (solidspec-3700, Shimadzu).
3) 부착력: 크로스 컷 테스트(cross cut test)를 실시하여 0B 내지 5B로 평가(규격: ASTM D3002, D3359)3) Adhesion: Evaluated as 0B to 5B by conducting a cross cut test (Standards: ASTM D3002, D3359)
4) 표면주름: 광경화후 반사층의 표면 주름을 육안으로 확인4) Surface wrinkles: Check the surface wrinkles of the reflective layer with the naked eye after photocuring.
<평가 기준><Evaluation criteria>
○: 반사층 표면에 주름이 발생하지 않음○: No wrinkles occur on the surface of the reflective layer.
X: 반사층 표면에 주름이 발생함X: Wrinkles appear on the surface of the reflective layer
5) 점도: 잉크젯 인쇄에 사용된 조성물을 ASTM D-2196에 따라 브룩필드 점도계(Brookfield DV II+)를 이용하여 25℃ 온도에서 회전 토크가 90%가 되도록 조정하여 측정5) Viscosity: Measure the composition used for inkjet printing by adjusting the rotational torque to 90% at a temperature of 25°C using a Brookfield viscometer (Brookfield DV II+) according to ASTM D-2196.
6) 분산 안정성: 잉크젯 인쇄에 사용된 조성물을 상온에서 보관하여 2주 이내에 안료가 가라 앉는 침강 여부를 확인6) Dispersion stability: Store the composition used in inkjet printing at room temperature and check whether the pigment settles within 2 weeks.
<평가 기준><Evaluation criteria>
○: 2주 이내에 안료의 침강 여부가 없음○: No precipitation of pigment within 2 weeks
X: 2주 이내에 안료의 침강이 확인됨X: Pigment sedimentation confirmed within 2 weeks
(입경)titanium oxide
(entry size)
(550nm)20
(550nm)
(550nm)25
(550nm)
(550nm)15
(550 nm)
(550nm)30
(550 nm)
(550nm)30
(550 nm)
(200nm)20
(200nm)
(950nm)20
(950nm)
상기 표 1로부터, 백색 안료로서 평균 입경이 550nm인 산화티탄을 경화성 조성물의 전체 중량에 대해 15 중량% 초과 및 30 중량% 미만의 범위로 포함하는 경화성 조성물을 이용해 잉크젯 인쇄 및 경화를 수행한 실시예 1 내지 2는 조성물의 잉크젯팅에 적합한 점도 및 분산 안정성을 확보함에 따라 기재 필름상에 부착력이 우수하고 표면 주름이 없으면서 반사율이 80% 이상으로 우수한 반사층이 형성된 복합기능시트를 제조할 수 있었다. 또한, 상기 반사층은 중공의 확산 패턴을 구비함에 따라 백라이트 유닛에서 광학 부재로 사용시 1개의 층으로 확산 및 반사(재귀 반사)의 복합 기능을 구현할 수 있다.From Table 1, examples in which inkjet printing and curing were performed using a curable composition containing titanium oxide with an average particle diameter of 550 nm as a white pigment in a range of more than 15% by weight and less than 30% by weight based on the total weight of the curable composition. 1 to 2 ensured viscosity and dispersion stability suitable for inkjetting of the composition, thereby producing a composite functional sheet with excellent adhesion to the base film, no surface wrinkles, and a reflective layer with an excellent reflectance of 80% or more. In addition, since the reflective layer has a hollow diffusion pattern, when used as an optical member in a backlight unit, a complex function of diffusion and reflection (retroreflection) can be implemented with one layer.
한편, 비교예 1은 잉크젯 인쇄에 사용한 조성물 중에 백색 안료로 사용된 산화티탄의 함량이 다소 부족함에 따라 반사층의 충분한 반사율을 확보하지 못했다. On the other hand, Comparative Example 1 failed to secure sufficient reflectance of the reflective layer due to a somewhat insufficient content of titanium oxide used as a white pigment in the composition used for inkjet printing.
비교예 2은 조성물에 포함된 산화티탄이 상기 범위를 초과함에 따라 점도가 50cP 이상으로 증가하여 잉크젯팅에 어려움이 있었고 조성물의 분산 안정성이 저하되었으며, 이로 인해 과경화 및 경화 표면에 미세 주름이 발생되었다.In Comparative Example 2, as the titanium oxide contained in the composition exceeded the above range, the viscosity increased to more than 50 cP, making ink jetting difficult and the dispersion stability of the composition decreased, resulting in overcuring and fine wrinkles on the cured surface. It has been done.
비교예 3은 비교예 2와 동일한 함량으로 산화티탄을 사용하면서 반응성 화합물인 PETA(3관능성 모노머)의 사용량을 줄여 점도 상승을 낮추고 가교밀도(경화 감도)를 낮춤으로써 미세주름을 억제하기 위한 시도였으나, 이 경우에도 산화티탄의 일정 범위를 초과하는 함량으로 인해 미세 주름이 발생하였다.Comparative Example 3 is an attempt to suppress fine wrinkles by using the same amount of titanium oxide as Comparative Example 2 and reducing the increase in viscosity and crosslinking density (curing sensitivity) by reducing the amount of PETA (trifunctional monomer), a reactive compound. However, even in this case, fine wrinkles occurred due to the content of titanium oxide exceeding a certain range.
그리고, 비교예 4는 평균 직경이 200nm로 작은 산화티탄을 사용함에 따라, 안료 입자간 물지적 흡착 및 이로 인한 응집이 일어나 분산성이 저하되어 잉크젯팅이 어려웠으며, 무리하게 인쇄를 수행한 결과 반사층의 충분한 반사율을 확보하지 못했다. 또한, 평균 직경이 950nm인 산화티탄을 사용한 비교예 5의 경우에도 분산 안정성이 저하되어 잉크젯팅이 원활하지 못했고, 인쇄 후 경화된 표면의 입자가 커서 거칠기(roughness)가 증가하여 반사율이 떨어졌다. In addition, in Comparative Example 4, as titanium oxide with a small average diameter of 200 nm was used, physical adsorption and resulting agglomeration between pigment particles occurred, dispersibility was reduced, making inkjetting difficult, and as a result of excessive printing, the reflective layer Sufficient reflectance was not secured. In addition, in the case of Comparative Example 5 using titanium oxide with an average diameter of 950 nm, ink jetting was not smooth due to poor dispersion stability, and the roughness increased due to large particles on the surface cured after printing, resulting in low reflectance.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. As the specific parts of the present invention have been described in detail above, it is clear to those skilled in the art that these specific techniques are merely preferred embodiments and do not limit the scope of the present invention. something to do. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (12)
상기 반사층의 중공 확산 패턴은 50 내지 200 ㎛의 두께 및 30 내지 200 ㎛의 크기를 갖고,
상기 반사층에서 중공 확산 패턴을 제외한 부분은 백색 안료, 반응성 화합물 및 광개시제를 포함하는 경화물로 코팅되어 있으며,
상기 백색 안료로서 평균 입경이 300 내지 700 nm인 산화티탄이 경화물의 전체 중량에 대해 15 중량% 초과 및 30 중량% 미만의 범위로 포함되고,
상기 중공 확산 패턴은 다각형의 단면을 가지며,
상기 중공 확산 패턴을 통과하지 못하는 일부 빛은 상기 백색 안료를 포함하는 경화물 코팅층에 의해 도광판으로 재귀반사시키는 복합기능시트.transparent substrate; and a reflective layer having a hollow diffusion pattern on one surface of the transparent substrate,
The hollow diffusion pattern of the reflective layer has a thickness of 50 to 200 ㎛ and a size of 30 to 200 ㎛,
The portion of the reflective layer excluding the hollow diffusion pattern is coated with a cured material containing a white pigment, a reactive compound, and a photoinitiator,
As the white pigment, titanium oxide having an average particle diameter of 300 to 700 nm is contained in an amount of more than 15% by weight and less than 30% by weight based on the total weight of the cured product,
The hollow diffusion pattern has a polygonal cross-section,
A composite functional sheet in which some light that does not pass through the hollow diffusion pattern is retroreflected to the light guide plate by a cured coating layer containing the white pigment.
(i) 투명 기재의 일면에 백색 안료, 반응성 화합물 및 광개시제를 포함하는 경화성 조성물을 원형 또는 다각형 표시부를 제외한 부분에 잉크젯 인쇄하여 중공의 확산 패턴을 갖는 반사층을 형성하는 단계; 및
(ii) 상기 반사층에 자외선을 조사하여 경화를 수행하는 단계를 포함하며,
상기 백색 안료로서 평균 입경이 300 내지 700 nm인 산화티탄을 경화성 조성물의 전체 중량에 대해 15 중량% 초과 및 30 중량% 미만의 범위로 포함하는 제조방법.A method of manufacturing a multi-function sheet according to claim 1,
(i) inkjet printing a curable composition containing a white pigment, a reactive compound, and a photoinitiator on one side of a transparent substrate, excluding the circular or polygonal display portion, to form a reflective layer having a hollow diffusion pattern; and
(ii) performing curing by irradiating ultraviolet rays to the reflective layer,
A manufacturing method comprising titanium oxide having an average particle diameter of 300 to 700 nm as the white pigment in a range of more than 15% by weight and less than 30% by weight based on the total weight of the curable composition.
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| KR1020190092175A KR102683664B1 (en) | 2019-07-30 | Multi-functional sheet capable of diffusion and retroreflection, preparation method thereof and back light unit comprising the same |
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| KR20210014299A KR20210014299A (en) | 2021-02-09 |
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| JP2008139541A (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Toppan Printing Co Ltd | Optical sheet, backlight unit using the same and display device |
| JP2008159295A (en) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Toppan Printing Co Ltd | Optical sheet and backlight unit using the same, and display device and its manufacturing method |
Patent Citations (2)
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