KR20060054818A - 광 확산부재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

광 확산부재는 확산판, 확산시트 및 상기 확산판과 확산시트를 점착하기 위한 점착층을 포함한다. 상기 확산판은 폴리에스테르계 폴리머와 폴리카보네이트, 환상올레핀코폴리머 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 폴리머가 균일하게 블렌딩된 블렌딩 혼합체를 포함한다. 상기 광 확산부재는 공정상의 효율을 향상시키고, 표시장치의 휘도를 증가시키며 확산시트의 움현상을 방지할 수 있다.

Description

광 확산부재 및 이의 제조방법{LIGHT DIFFUSION MEMBER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광 확산부재의 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 확산판에 포함되는 PET/PC 블렌딩 혼합체의 PET 중량분율에 따른 유리전이온도의 변화를 나타내는 그래프이다.
일반적으로, 표시장치는 정보처리장치에서 처리된 전기 신호를 갖는 데이터를 영상으로 변환시킨다. 표시장치의 하나인 액정표시장치는 액정의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시한다.
영상을 디스플레이 하기 위해 액정표시장치는 액정표시패널 및 광 공급장치를 필요로 한다. 광 공급장치에서 발생한 광은 액정표시패널의 액정을 통과하고, 이로 인해 액정표시패널로부터 영상이 표시된다.
이때, 액정표시장치로부터 발생한 영상의 품질은 광 공급장치에서 발생한 광의 휘도 및 휘도 균일성에 의하여 크게 영향 받는다.
영상의 휘도 및 휘도 균일성을 보다 향상시키기 위해, 광 공급장치 및 액정 표시패널의 사이에는 광학 부재가 배치된다. 광학 부재는 광 공급장치에서 발생한 광의 휘도 및 휘도 균일성을 향상시켜 액정표시패널로부터 발생한 영상의 품질을 보다 향상시킨다.
광의 확산을 유도하기 위하여 확산판이나 확산시트와 같은 광 확산부재가 사용되어진다. 상기 확산판은 일반적으로 TV용 액정표시장치에 사용되고 있으며 상기 확산판 상에는 통상적으로 확산시트가 배치된다. 일반적으로 확산판으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA)가 사용된다. 이 재료는 빛이 투과하였을 때 빛의 확산현상을 유도하여 광원의 불균질한 휘도를 어느 정도 균질하게하는 역할을 수행한다. 또한 일반적으로 확산시트는 베이스 매트릭스 상에 PMMA 비드를 코팅시켜서 광을 확산시킨다. 일반적으로 상기 베이스 매트릭스의 재료로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate; PET)가 사용되어진다. 상기 확산시트는 하부에 배치된 확산판의 물리적 변형에 의하여 움 현상을 일으킬 우려가 있다. 또한 종래의 확산판 및 확산시트가 분리되어 포함되는 광 확산부재는 확산판과 확산 시트 사이의 공기 갭에 의한 휘도 손실이 발생될 수도 있다.
본 발명은 광 휘도 및 광 확산 효율을 향상시키고 움현상을 방지할 수 있으며 제조단가를 경감시킬 수 있는 광 확산부재를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 광 확산부재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 광 확산부재는 확산판, 확산시트 및 점착층을 포 함한다. 상기 확산판은 폴리에스테르계 폴리머와 폴리카보네이트, 환상올레핀코폴리머 및 폴리메틸메타크릴레이트 중 적어도 하나의 폴리머가 균일하게 블렌딩된 블렌딩 혼합체를 포함한다. 상기 점착층은 상기 확산판과 상기 확산시트 사이에 형성되고 상기 확산판의 출사면에 확산시트를 점착하는 기능을 수행한다.
본 발명의 일 특징에 따른 광 확산부재의 제조방법은 확산시트의 베이스 기판의 입사면에 점착제를 도포하는 단계, 및 상기 점착제가 도포된 확산시트를 상기 확산판의 출사면에 점착하는 단계를 포함한다.
상기 광 확산부재는 표시장치의 제조비용을 절감할 수 있고 확산시트의 움현상을 방지할 수 있으며 광의 확산효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광 확산부재의 수직 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 확산판에 포함되는 PET/PC 블렌딩 혼합체의 PET 중량분율에 따른 유리전이온도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 광 확산부재(500)는 확산판(100), 확산시트(300) 및 점착층(200)을 포함한다.
상기 확산판(100)은 두 종 이상의 폴리머들이 블렌딩된 블렌딩 혼합체를 포함한다. 상기 블렌딩 혼합체는 폴리에스테르계 폴리머와 폴리카보네이트, 환상올레핀코폴리머 및 폴리메틸메타크릴레이트 중 적어도 하나의 폴리머가 균일하게 블렌딩되어 형성된다. 상기 폴리에스테르계 폴리머는 수분흡수율이 낮아서 확산판(100) 의 내습성을 증가시킬 수 있다. 상기 폴리에스테르계 폴리머로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등이 있다. 반면에 상기 폴리에스테르계 폴리머와 블렌딩되는 상기 폴리머들은 유리전이온도가 높아 확산판(100)의 내열성을 증가시킬 수 있다. 따라서 상기 블렌딩된 혼합체는 각 폴리머들의 우수한 물성을 복합적으로 함유할 수 있다. 상기 확산판(100)은 내습성 및 내열성이 우수하여 외부환경에 의한 변형율이 매우 낮아 확산판(100) 상에 배치되는 확산시트(300)에 물리적인 힘을 가하지 않으므로 확산시트의 움현상을 방지할 수 있다.
상기 확산판(100)은 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephtalate; PET)와 폴리카보네이트(Poly Carbonate; PC)가 균일하게 블렌딩된 PET/PC 블렌딩 혼합체를 포함하는 것이 바람직하다. 또한 블렌딩은 최대한 균일하게 이루어져야 한다. 블렌딩이 균일하게 되지 않을 경우에는 상기 블렌딩 혼합체의 물성의 균일성이 확보되지 않아서 제품으로 상용화할 수 없다. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리카보네이트는 각각 2 ~ 4 : 8 ~ 6의 중량비율로 블렌딩되는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중량분율에 따라 유리전이온도가 변화되는 것을 알 수 있다. 특히 PET : PC 가 2 : 8일 때의 유리전이 온도는 약 116 ℃로서 종래의 확산판의 재질인 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Metha Acrylate; PMMA}의 유리전이온도인 약 106℃ 보다 높아서 내열성이 우수하다. 또한 PET를 포함하므로 수분흡수율이 낮은 장점을 갖는다.
상기 확산판(100)의 두께는 0.7 내지 1.5 mm의 범위를 갖는다. 상기 광 확산판(100) 두께가 0.7 미만이면 광 확산판의 탄성율이 너무 낮아 재료의 수축으로 인한 표면의 울이 발생할 수 있다. 반면에 상기 확산판(100)의 두께가 1.5 mm를 초과하면 상기 확산판의 제조 공정 시 롤 상에서 곡선 운동을 할 수 없다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 확산판(100)은 광원으로부터 출사되는 광이 입사되는 입사면에 밀착 방지층(110)을 더 포함할 수 있다. 상기 밀착 방지층(110)은 확산판(100)의 제조 과정에서, 롤 상에서 이동하는 확산판(100)이 롤과 밀착되는 것을 방지한다. 상기 밀착 방지층(110)은 비드(112)를 포함하는 바인더 수지(114)를 포함한다. 상기 비드(112)는 PMMA로 이루어지고 상기 바인더 수지(114)로는 아크릴계 수지가 사용된다.
상기 확산시트(300)는 베이스 기판(310) 및 광 확산층(320)을 포함한다. 상기 베이스 기판(310)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함한다. 상기 확산시트(300)는 상기 확산판(100) 상부에 배치된다. 상기 확산시트(300)는 상기 확산판(100)을 통하여 출사되는 광을 확산시켜 표시패널(미도시)에 전달한다. 상기 확산판(100)은 내습성 및 내열성이 우수하여 형태의 변형을 일으키지 않으므로 상기 확산시트(300)는 상기 확산판(100)으로부터 물리적 충격을 받지 않는다.
상기 광 확산층(320)은 상기 베이스 기판(310)상에 도포되어 형성된다. 상기 광 확산층은 비드(322) 및 상기 비드(322)를 포함하는 바인더 수지(324)를 포함한다. 상기 비드(322)는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중 적어도 하나의 폴리머를 포함한다. 상기 바인더 수지(324)는 아크릴계 수 지를 포함한다.
상기 점착층(200)은 상기 확산판(100)의 출사면에 상기 확산시트(300)를 점착하기 위하여 상기 확산판(100)과 상기 확산시트(300) 사이에 형성된다. 상기 확산판(100)의 출산면에 상기 확산시트(300)를 점착하기 위해서는 우선적으로 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 에폭시 수지 등으로 이루어진 점착제(Prssure Sensitive Adhesive; PSA)를 상기 확산시트(300)의 입사면에 도포한다. 상기 점착제가 도포된 확산시트(300)는 상기 확산판(100)의 출사면에 점착된다. 상기 점착층(200)은 라미네이션(lamination)층이라고 불리기도 한다.
상기 점착층(200)이 상기 확산판(100)과 확산시트(300) 사이에 형성됨으로써 두께 방향에 대한 광학적 이방성이 확보될 수 있어 확산시트(300)의 움현상을 제거할 수 있다.
제조예 1 광 확산부재의 제조
칩 형태의 PET 0.4톤(t) 및 PC 1.6톤(t)을 블랜딩 장치인 트윈스크류익스트루더(twin screw extruder)[킬론(killon)사 제조]에 넣고 280℃의 온도 조건 하에서 블렌딩을 시키고 압출방식으로 배출시킨다. 이후, 티다이(T-die)를 경유하여 냉각장치 내에서 30℃로 냉각된다. 압출 및 냉각된 상기 광 확산판을 롤 상에서 이동시키면서 원하는 확산판의 크기로 절단하여 확산판을 제조하였다. PET로 이루어진 베이스기판의 출사면에 PMMA비드를 포함하는 아크릴 수지로 이루어진 수지 조성물을 도포하여 확산시트를 제조하였다. 상기 확산시트의 입사면에 PMMA로 이루어진 점착제를 도포한 후 상기 확산판의 출사면에 점착함으로써 광 확산부재를 제조하였다.
비교예 1
비교예로서 종래의 광 확산부재를 사용하였다. 상기 광 확산부재는 PMMA로 이루어진 확산판(두께 : 2 mm) 및 상기 확산판 상에 분리되어 배치되고 PET로 이루어진 베이스 기판 상에 PMMA 비드를 포함하는 아크릴 수지가 도포된 확산시트를 포함한다.
광 확산부재의 성능평가
제조예 1에서 제조된 고분자 혼합체를 포함하는 광 확산부재(100)(두께 : 1.0 mm)의 헤이즈값, 투과율, 회절율 및 직진광율을 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
상기 헤이즈값은 하기 식에 의하여 계산되었다.
Figure 112004053191502-PAT00001
평가 항목 제조예 1 비교예 1
헤이즈값(%) 93.3 93.4
투과율(%) 62.76 47.99
회절율(%) 58.56 58.26
직진광율(%) 4.2 3.17
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 제조예 1의 광 확산부재는 비교예 1의 광 확산부재에 비하여 직진광율 및 투과율이 현저하게 우수하였다.
본 발명의 광 확산부재는 확산판과 확산시트가 점착된 일체형 구조를 하고 있기 때문에 제조 공정상의 효율을 증가시킬 수 있고 표시장치의 제조단가를 줄일 수 있다. 또한 셋 조립속도를 획기적으로 증가시킬 수 있다.
상기 광 확산부재는 확산판의 두께가 얇고 확산시트와 일체형으로 이루어져 있기 때문에 광 투과도가 높아 휘도가 향상될 수 있다. 따라서 휘도보강을 위한 별도의 광학부재를 사용하지 않아도 되므로 표시장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
상기 광 확산부재에 포함되는 확산판의 내습성 및 내열성이 우수하여 외부 환경조건에 따른 확산판 자체의 변형될 우려가 적어 확산시트의 움현상을 방지할 수 있다.
점착층에 의하여 두께 방향에 대한 광학적 이방성이 확보되어 움현상을 방지할 수 있다.
종래 기술의 문제점이 확산판과 확산시트 사이의 공기 갭에 의한 휘도 손실의 염려가 발생되지 않는다.
본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 폴리에스테르계 폴리머와 폴리카보네이트, 환상올레핀코폴리머 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 폴리머가 균일하게 블렌딩된 블렌딩 혼합체를 포함하는 확산판;
    확산시트; 및
    상기 확산판과 상기 확산시트 사이에 형성되고 상기 확산판의 출사면에 확산시트를 점착하기 위한 점착층을 포함하는 광 확산부재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르계 폴리머는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 포리머를 포함한다.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 확산시트는,
    베이스 기판; 및
    상기 베이스 기판 상에 도포되어 형성되고, 비드를 포함하는 바인더 수지로 이루어진 광 확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산부재.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 베이스 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산부재.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 비드는 폴리메틸메타크릴레이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산부재.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 바인더 수지는 아크릴계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산부재.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 확산판은 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리카보네이트가 2 ~ 4 : 8 ~ 6의 비율로 블렌딩된 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리카보네이트 블렌딩 혼합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산부재.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 확산판의 입사면에 밀착 방지층이 형성된 것을 특징으로 하는 광 확산부재.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 밀착 방지층은 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 비드를 포함하는 아크릴계 바인더 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 확산부재.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 확산판의 두께가 0.7 내지 1.5 mm인 것을 특징으로 하는 광 확산부재.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 점착층은 폴리메틸메타크릴레이트 또는 에폭시계 수지를 포함하는 점착제로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 확산부재.
  12. 확산시트의 베이스 기판의 입사면에 점착제를 도포하는 단계;
    상기 점착제가 도포된 확산시트를 확산판의 출사면에 점착하는 단계를 포함하는 광 확산부재의 제조방법.
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