KR20090045538A - Diffusion plate, backlight device comprising the same, and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기재층과 상기 기재층의 상측 및 하측 중 적어도 일측에 형성되는 집광층을 포함하는 광확산판에 있어서, 상기 기재층과 집광층 사이에 저굴절층을 포함하는 광확산판에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 의하는 경우, 상기 기재층을 통과한 빛이 상기 저굴절층에 의해 경로가 변경되어 빛의 확산 및 집광 효과가 증대되므로, 전면 균일도 및 휘도가 향상되고 코팅 공정이 용이한 광확산판을 제공할 수 있다.The present invention relates to a light diffusing plate comprising a base layer and a light collecting layer formed on at least one of upper and lower sides of the base layer, wherein the light diffusing plate includes a low refractive layer between the base layer and the light collecting layer. . According to the present invention, since the path of the light passing through the substrate layer is changed by the low refractive layer to increase the light diffusion and condensing effect, the front uniformity and brightness is improved, and the light diffusion is easy for the coating process. The plate can be provided.
광확산판, 직하형 백라이트, 저굴절층, 집광층 Light diffuser, Direct backlight, Low refractive layer, Condensing layer
Description
본 발명은 광확산판, 이를 구비한 백라이트 장치 및 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light diffusion plate, a backlight device having the same, and a liquid crystal display device.
액정표시장치(LCD)는 자발광 소자 형상이 아니므로 후면에 백라이트 유닛(BLU)이라는 장치를 구비하게 된다. 백라이트 유닛은 크게 텔레비전과 같은 대형 기계에 주로 응용되는 직하형 방식과 모니터 및 노트북과 같은 소형 기계에 주로 응용되는 에지형 방식으로 나뉠 수 있다. 이 중에서도 특히 직하형 방식의 경우에는 막대 모양(CCFL) 또는 점 모양(LED)의 광원을 다수 나열하여 사용하기에 전면에 균일한 휘도를 얻기가 어렵다. 이에 백라이트 유닛에 구비되는 확산판은 광을 액정표시패널 전체에 균일하게 분포시키고, 확산판의 상측에 확산 필름과 프리즘 시트를 각각 1매 이상씩 포함함으로써 수직 방향으로 광의 진행 경로를 변경하여 표시면 전면으로 집광하는 역할을 한다.Since the liquid crystal display (LCD) does not have a shape of a self-luminous element, the LCD includes a device called a backlight unit (BLU) on its rear surface. The backlight unit can be largely divided into a direct type mainly applied to a large machine such as a television and an edge type mainly applied to a small machine such as a monitor and a notebook. In particular, in the case of the direct type, it is difficult to obtain uniform luminance on the front surface because a large number of light sources having a bar shape (CCFL) or a dot shape (LED) are used. Accordingly, the diffusion plate included in the backlight unit uniformly distributes the light over the entire liquid crystal display panel and includes one or more diffusion films and a prism sheet on the upper side of the diffusion plate, thereby changing the light propagation path in the vertical direction. It serves to condense to the front.
이와 같이, 전면 균일도 및 휘도를 향상시키기 위한 백라이트 유닛의 구성은 상기 확산판 이외에도 확산 필름과 프리즘 시트를 각각 1매 이상 사용하는 것이 불가피하다. 그러나, 이러한 방법으로는 백라이트 유닛의 저가격, 고박형화를 이루기 어려운 문제점이 있을 뿐 아니라 특히, 램프 수가 감소되고 점점 수요가 많아지는 32인치 이상 대형 액정표시장치의 고휘도가 요구되는 시점에서 한계를 보이는 문제점이 있다.As described above, in the configuration of the backlight unit for improving the front uniformity and the brightness, it is inevitable to use one or more diffusion films and prism sheets in addition to the diffusion plate. However, this method not only has a problem that it is difficult to achieve low cost and high thickness of the backlight unit, but also shows a limitation in the case where high brightness of a 32-inch or larger liquid crystal display is required, in which the number of lamps is reduced and the demand is increasing. There is this.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 확산판 상측에 바로 프리즘 패턴을 성형함으로써 빛의 확산 및 집광 효과를 증대시켜 전면 균일도 및 휘도를 향상시켜 볼 수 있으나, 공기층이 포함되지 않은 상태에서 전면 균일도 및 휘도를 향상시키는 것에는 한계가 있다.In order to solve this problem, it is possible to improve the uniformity and brightness of the front surface by increasing the light diffusion and condensing effects by forming a prism pattern directly on the upper side of the diffusion plate, but improves the uniformity and brightness of the front surface without the air layer. There is a limit to letting.
상기의 문제점을 개선하기 위해, 확산판과 프리즘 패턴 사이의 격벽을 이용하여 공기층을 포함시키는 방법을 통해 일체형으로 제조하는 방법을 생각해 볼 수 있으나, 상기 방법은 발포 방법과 마찬가지로 제조 비용이 많이 드는 문제점이 발생한다. In order to improve the above problems, it can be considered a method of manufacturing integrally by a method of including an air layer using a partition between the diffusion plate and the prism pattern, but the method is expensive to manufacture like foaming method This happens.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기재층과 집광층 사이에 저굴절층을 내포시켜 상기 저굴절층이 공기층의 역할을 대신하도록 함으로써, 광원에서 나오는 빛의 확산 및 집광 효과를 증대시켜 전면 균일도 및 휘도를 향상시킬 수 있고, 공기층을 투입하는 제조의 어려움을 해결하여 박형화를 이룰 수 있는 광확산판을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, by embedding a low refractive layer between the base layer and the light collecting layer so that the low refractive layer to replace the role of the air layer, thereby increasing the diffusion and light collecting effect of the light emitted from the light source It is an object of the present invention to improve the uniformity and brightness of the front surface, and to solve the difficulty of manufacturing an air layer, thereby providing a light diffusion plate that can achieve a thin thickness.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기재층과 상기 기재층의 상측 및 하측 중 적어도 일측에 형성되는 집광층을 포함하는 광확산판에 있어서, 상기 기재층과 집광층 사이에 굴절률이 1.29~1.49인 저굴절층을 포함하는 광확산판을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a light diffusing plate comprising a base layer and a light collecting layer formed on at least one side of the upper and lower sides of the base layer, the refractive index is between 1.29 ~ Provided is a light diffusing plate comprising a low refractive index layer of 1.49.
본 발명은 또한, 기재층과 상기 기재층의 상측 및 하측 중 적어도 일측에 형 성되는 기능성층을 포함하고, 상기 기능성층의 상측 및 하측 중 적어도 일측에 집광층을 포함하는 광확산판에 있어서, 상기 기능성층과 집광층 사이에 굴절률이 1.29~1.49인 저굴절층을 포함하는 광확산판을 제공한다.The present invention also provides a light diffusion plate comprising a base layer and a functional layer formed on at least one side of an upper side and a lower side of the base layer, and including a light collecting layer on at least one side of an upper side and a lower side of the functional layer. A light diffusion plate including a low refractive index layer having a refractive index of 1.29 to 1.49 is provided between the functional layer and the light collecting layer.
또한, 상기 저굴절층은 불소 또는 규소 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.In addition, the low refractive layer provides a light diffusing plate, characterized in that containing a fluorine or silicon compound.
또한, 상기 저굴절층의 굴절률은 상기 저굴절층에 접촉한 기재층 또는 기능성층의 굴절률보다 0.01 이상 작고, 상기 저굴절층에 접촉한 집광층의 굴절률보다 0.05 이상 작은 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.In addition, the refractive index of the low refractive index layer is less than 0.01 or less than the refractive index of the substrate layer or functional layer in contact with the low refractive index layer, the light diffusion plate, characterized in that less than 0.05 or less than the refractive index of the light collecting layer in contact with the low refractive layer. To provide.
또한, 상기 저굴절층의 두께는 0.1~100㎛인 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.In addition, the low refractive index layer is provided with a light diffusion plate, characterized in that 0.1 ~ 100㎛.
또한, 상기 기재층 또는 기능성층의 베이스 수지는 아크릴계, 스티렌-아크릴계, 스티렌계, 스티렌-아크릴로니트릴계 및 폴리카보네이트계 구조 중 적어도 하나 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.In addition, the base resin of the base layer or functional layer provides a light diffusing plate, characterized in that it contains at least one or more of acrylic, styrene-acrylic, styrene-based, styrene-acrylonitrile-based and polycarbonate-based structures.
또한, 상기 집광층은 피치(pitch)는 30~300㎛, 높이(height)는 30~150㎛, 꼭지점의 각도(angle)는 60~120°로 이루어진 프리즘 형상이거나 피치(pitch)는 50~400㎛, 높이(height)는 30~200㎛로 이루어진 렌티큘러 형상인 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.In addition, the light collecting layer has a prism shape consisting of a pitch of 30 to 300㎛, a height of 30 to 150㎛, and an angle of the vertex of 60 to 120 ° or a pitch of 50 to 400 Μm, height provides a light diffusion plate, characterized in that the lenticular shape consisting of 30 ~ 200㎛.
또한, 상기 기재층, 기능성층, 저굴절층 및 집광층 중 적어도 한 층은 유기입자, 무기입자 및 중공성 입자로 이루어진 군 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산판을 제공한다.In addition, at least one of the substrate layer, the functional layer, the low refractive layer and the light collecting layer provides a light diffusion plate comprising at least one of the group consisting of organic particles, inorganic particles and hollow particles.
본 발명은 또한, 전술한 광확산판을 구비한 백라이트 장치를 제공한다.The present invention also provides a backlight device having the light diffusing plate described above.
본 발명은 또한, 전술한 백라이트 장치를 구비한 액정표시장치를 제공한다. The present invention also provides a liquid crystal display device having the above-described backlight device.
이하 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 본 발명의 일부 실시예에 대한 설명이므로 하기의 구체적인 기술 내용에 의해 본 발명이 한정되지 않으며, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and examples. The following description is a description of some embodiments of the present invention, and the present invention is not limited by the following detailed description, and the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims.
본 발명의 일실시예에 따른 광확산판은 기재층과 집광층 사이에 굴절률이 1.29~1.49인 저굴절층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Light diffusing plate according to an embodiment of the present invention is characterized in that it comprises a low refractive index layer having a refractive index of 1.29 ~ 1.49 between the base layer and the light collecting layer.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일실시예에 따른 광확산판을 도시하고 있다. 1A to 1E illustrate a light diffusing plate according to an embodiment of the present invention.
도 1a 및 도 1b에서는 기재층(1)의 상측 및 하측 중 적어도 일측에 프리즘 패턴을 가지는 집광층(4)을 구비하고, 상기 기재층(1)과 집광층(4) 사이에 저굴절층(3)을 형성한 광확산판을 도시하고 있다. 도 1c 및 도 1d에서는 기재층(1)의 상측 및 하측 중 적어도 일측에 렌티큘러 패턴을 가지는 집광층(4)을 구비하고, 상기 기재층(1)과 집광층(4) 사이에 저굴절층(3)을 형성한 광확산판을 도시하고 있다. 도 1e에서는 기재층(1)의 상측 및 하측 중 어느 일측에는 프리즘 패턴을, 나머지 일측에는 렌티큘러 패턴을 가지는 집광층(4)을 구비하고, 상기 기재층(1)과 집광층(4) 사이에 저굴절층(3)을 형성한 광확산판을 도시하고 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 상기 광확산판의 출사면 위에 확산 시트, 광휘도편광 시트 등이 더 포함될 수 있고 모두 본 발명에 포함된다. 본 발명의 광확산판에는 광확산 시트도 포함된다. 여기서, 유기입자(11), 무기입자(21) 및 중공성 입자(31) 등의 광확산제는 임의적 구성으로서 필요에 따라 선택적으로 가감될 수 있다. 1A and 1B, a
본 발명에 따른 광확산판은 기재층(1)과 상기 기재층(1)의 상측 및 하측 중 적어도 일측의 집광층(4) 사이에 저굴절층(3)을 포함함으로써, 빛의 확산 및 집광 효과를 증대시켜 전면 균일도 뿐만 아니라 고휘도를 낼 수 있다. The light diffusing plate according to the present invention includes a low
이는 스넬 법칙(Snell's Law)을 응용한 것으로, 광원에서 발산된 빛이 기재층을 통과한 후 저굴절층으로 입사될 때 저굴절층의 굴절률이 기재층보다 낮으므로 입사각보다 출사각에서 크게 빛이 굴절하게 되어 액정 패널 전면에 빛을 고르게 확 산할 수 있다. 또한, 패널 전면에 고르게 확산된 빛이 집광층으로 입사될 때, 굴절률이 높은 집광층이 투과되는 광의 발산각을 줄이는 역할을 하므로 고휘도를 낼 수 있게 된다. This is an application of Snell's Law. When the light emitted from the light source passes through the base layer and then enters the low refractive layer, the refractive index of the low refractive layer is lower than that of the base layer. Refraction allows the light to spread evenly across the front of the liquid crystal panel. In addition, when light evenly spread on the front surface of the panel is incident on the light collecting layer, the light collecting layer having a high refractive index serves to reduce the divergence angle of the transmitted light, thereby achieving high brightness.
이때, 상기 저굴절층(3)의 굴절률은 1.29~1.49인 것이 바람직하다. 굴절률층이 1.29 미만인 경우 제조 공정이 매우 어려워 가격이 상승하게 되며, 1.49를 초과하는 경우 빛의 확산 기능을 충분히 발휘하지 못하게 된다.At this time, the refractive index of the low
또한, 상기 저굴절층(3)의 굴절률은 접촉하는 기재층(1) 또는 기능성층(2)의 굴절률보다 0.01 이상 작은 것이 바람직하다. 상기 저굴절층(3)의 굴절률이 접촉하는 기재층(1)의 굴절률보다 0.01 이상 작지 않은 경우에는 빛이 굴절되지 못하고 단지 투과하는 특성만 발휘하기에 빛이 확산되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. In addition, it is preferable that the refractive index of the low
그리고, 상기 저굴절층(3)의 굴절률은 접촉하는 집광층(4)의 굴절률보다 0.05 이상 작은 것이 바람직하다. 상기 범위의 경우, 저굴절층(3)에서 통과한 빛이 집광층을 지날 때 발산각이 좁아져 집광 특성이 향상될 수 있다.The refractive index of the low
상기 저굴절층(3)의 두께는 0.01~100㎛인 것이 바람직하다. 상기 저굴절층(3)의 두께가 0.01㎛ 미만인 경우, 빛의 확산 기능을 충분히 발휘하기에 부족하며, 100㎛을 초과할 경우, 투과율의 감소로 인해 휘도가 저하될 수 있다.It is preferable that the thickness of the said low
상기 저굴절층(3)은 기재층(1)의 어느 한 면에 코팅액으로 코팅한 후 열 경 화 또는 자외선 경화 방식을 이용하여 형성할 수도 있고, 압출 공정을 통해 제조할 수도 있다. The low
본 발명에 따른 저굴절층(3)은 규소 또는 불소 화합물을 포함하여 이루어진다. 상기 규소 또는 불소 화합물로는 실란계, 실록산계 및 불소계 물질로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 저굴절층(3)은 코팅액과 상기 코팅액 100 중량 대비 1~50 중량부의 규소 또는 불소 화합물로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 규소 또는 불소 화합물의 함유량이 1 중량부 미만인 경우 저굴절 특성을 발휘하지 못해 빛의 확산 효과가 떨어지며, 50 중량부를 초과하는 경우 빛의 투과도가 떨어져 휘도가 감소된다.The low
상기 실란계 물질로는 (메타)아크릴옥시 알킬트리메톡시실란, (메타)아크릴옥시알킬트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 실릴(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴옥시알킬트리클로로실란, 페닐트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 글리시드옥시알킬트리메톡시실란, 글리시드옥시알킬트리에톡시실란, 글리시드옥시알킬트리클로로실란, 퍼플루오로알킬트리알콕시실란, 퍼플루오로메틸알킬트리알콕시실란, 퍼플루오로알킬트리클로로실란 등을 들 수 있다.Examples of the silane-based material include (meth) acryloxy alkyltrimethoxysilane, (meth) acryloxyalkyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and phenyltriethoxy Silane, silyl (meth) acrylate, (meth) acryloxyalkyltrichlorosilane, phenyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, glycid Oxyalkyltrimethoxysilane, glycidoxyalkyltriethoxysilane, glycidoxyalkyltrichlorosilane, perfluoroalkyltrialkoxysilane, perfluoromethylalkyltrialkoxysilane, perfluoroalkyltrichlorosilane and the like. Can be mentioned.
상기 실록산계 물질로는 특수 관능기를 함유한 폴리실록산(Tego사, Phobe 1500N), 저분자량 변성 폴리실록산(Tego사, HL 100), 폴리에테르 실록산 공중합체(Tego사, Glide 432, 435, 440, 450), 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산(BYK Chemie사 BYK-330, BYK-301, BYK-335), 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산(BYK Chemie사 BYK-302, BYK-331, BYK-332) 등을 들 수 있다.Examples of the siloxane-based material include polysiloxanes containing special functional groups (Tego, Phobe 1500N), low molecular weight modified polysiloxanes (Tego, HL 100), polyether siloxane copolymers (Tego,
상기에서 불소계 물질로는 플루오로알리파틱폴리머(3M사, FC-4430), 플루오로폴리머(3M사, ECC-1000), 메틸노나플루오로이소부틸에테르(3M사, EGC-1000), 테트라플루오로에탄, 펜타플루오로에탄, 퍼플루오로에탄, 펜타플루오로프로판, 헥사플루오로프로판, 헵타플루오로프로판, 퍼플루오로프로판, 헥사플루오로부탄, 헵타플루오로부탄, 옥타플루오로부탄, 노나플루오로부탄, 퍼플루오로부탄, 헵타플루오로펜탄, 옥타플루오로펜탄, 노나플루오로펜탄, 데카플루오로펜탄, 운데카플루오로펜탄, 퍼플루오로펜탄, 옥타플루오로헥산, 노나플루오로헥산, 데카플루오로헥산, 운데카플루오로헥산, 도데카플루오로헥산, 트리데카플루오로헥산, 퍼플루오로헥산, 3-클로로-1,1,1-트리플루오로프로판, 1,1,1,3,3,5,5,5-옥타플루오로펜탄, 4-트리플루오로메틸-1,1,1,2,2,3,3,5,5,5-데카플루오로펜탄, 4-트리플루오로메틸-1,1,1,2,2,5,5,5-옥타플루오로펜탄, 4-트리플루오로메틸-1,1,1,2,2,3,5,5,5-노나플루오로펜탄, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-데카플루오로펜탄, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,6-운데카플루오로헥산, 1,1,2,2,3,3,4,4-옥타플루오로부탄, 1,1,1,2,2,3,3,4,4-노나플루오로부탄-4-메틸에테르, 1,1,1,2,2,3,4,4,4-노나플루오로이소부탄-3-메틸에테르, 1,1,1,2,2,3,3,4,4-노나플루오로부탄-4-에틸에테르, 1,1,1,2,2,3,4,4,4-노나플루오로이소부탄-3-에틸에테르, 1,1,2,2,3,3,4,5-옥타플루오로사이클로펜탄, 펜타플루오로에탄, 디클로로-트리플루오로에탄, 트리클로로-테트라플루오로프로판, 디클로로-펜타플루오로프로판, 디클로로-테트라플루오로프로판, 클로로-펜타플루오로프로판, 클로로-테트라플루오로프로판, 클로로-헥사플루오로프로판, 펜타클로로-디플루오로프로판, 테트라클로로-트리플루오로프로판, 트리클로로-트리플루오로프로판, 펜타플루오로프로판, 노나플루오로부틸에틸렌(PFBET), 2,2,3,3-테트라플루오로프로필메타크릴레이트 (TFPM), 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸아크릴레이트(HFBA), 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸메타크릴레이트(HFBM) 및 2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로펜탄아크릴레이트(OFPA) 등을 들 수 있다. Examples of the fluorine-based material include fluoro aliphatic polymers (3M, FC-4430), fluoropolymers (3M, ECC-1000), methylnonafluoroisobutyl ether (3M, EGC-1000), and tetrafluoro Roethane, pentafluoroethane, perfluoroethane, pentafluoropropane, hexafluoropropane, heptafluoropropane, perfluoropropane, hexafluorobutane, heptafluorobutane, octafluorobutane, nonafluoro Robutane, perfluorobutane, heptafluoropentane, octafluoropentane, nonafluoropentane, decafluoropentane, undecafluoropentane, perfluoropentane, octafluorohexane, nonafluorohexane, deca Fluorohexane, undecafluorohexane, dodecafluorohexane, tridecafluorohexane, perfluorohexane, 3-chloro-1,1,1-trifluoropropane, 1,1,1,3, 3,5,5,5-octafluoropentane, 4-trifluoromethyl-1,1,1,2,2,3,3,5,5,5-deca Luoropentane, 4-trifluoromethyl-1,1,1,2,2,5,5,5-octafluoropentane, 4-trifluoromethyl-1,1,1,2,2,3 , 5,5,5-nonafluoropentane, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoropentane, 1,1,1,2,2,3,3 , 4,4,5,6-undecafluorohexane, 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluorobutane, 1,1,1,2,2,3,3, 4,4-nonafluorobutane-4-methyl ether, 1,1,1,2,2,3,4,4,4-nonafluoroisobutane-3-methyl ether, 1,1,1,2 , 2,3,3,4,4-nonafluorobutane-4-ethyl ether, 1,1,1,2,2,3,4,4,4-nonafluoroisobutane-3-ethyl ether, 1,1,2,2,3,3,4,5-octafluorocyclopentane, pentafluoroethane, dichloro-trifluoroethane, trichloro-tetrafluoropropane, dichloro-pentafluoropropane, dichloro Tetrafluoropropane, chloro-pentafluoropropane, chloro-tetrafluoropropane, chloro-hexafluoropropane, pentachloro-difluoropropane, tetrachloro-tri Luoropropane, trichloro-trifluoropropane, pentafluoropropane, nonafluorobutylethylene (PFBET), 2,2,3,3-tetrafluoropropylmethacrylate (TFPM), 2,2,3 , 4,4,4-hexafluorobutylacrylate (HFBA), 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl methacrylate (HFBM) and 2,2,3,3,4, 4,5,5-octafluoropentane acrylate (OFPA) etc. are mentioned.
상기 기재층(1)의 베이스 수지로는 본 기술분야에서 사용되는 재료라면 모두 사용될 수 있다. 바람직하기로는, 가격이 저렴하며 광투과성이 높고, 내구성이 우수한 특성을 보이는 수지라면 모두 포함되며, 특히 아크릴계 수지, 스티렌-아크릴계 공중합체 수지, 스티렌계 수지, 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체 수지 및 폴리카보네이트 수지 중에서 선택되는 1종 이상인 것이 좋다.As the base resin of the
특히, 본 발명에서 아크릴계 수지는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트 등의 메타크릴산알킬에스테르; 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트 등의 아크릴산알킬에스테 르; 시클로헥실메타크릴레이트, 2-메틸시클로헥실메타크릴레이트, 디시클로펜타닐메타크릴레이트 등의 메타크릴산시클로알킬에스테르; 시클로헥실아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실아크릴레이트 등의 아크릴산시클로알킬에스테르; 페닐메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트 등의 메타크릴산아릴에스테르; 페닐아크릴레이트, 벤질아크릴레이트 등의 아크릴산아릴에스테르 중 선택되는 어느 하나의 단독 중합체 또는 이들의 공중합체인 것이 바람직하다.In particular, the acrylic resin in the present invention is alkyl methacrylate such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate; Alkyl acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate and butyl acrylate; Methacrylic acid cycloalkyl esters such as cyclohexyl methacrylate, 2-methylcyclohexyl methacrylate and dicyclopentanyl methacrylate; Acrylic acid cycloalkyl esters such as cyclohexyl acrylate and 2-methylcyclohexyl acrylate; Methacrylic acid aryl esters such as phenyl methacrylate and benzyl methacrylate; It is preferable that it is any one homopolymer or their copolymers chosen from acrylic acid aryl esters, such as phenyl acrylate and benzyl acrylate.
또한, 스티렌-아크릴계 공중합체 수지는 메타크릴산알킬에스테르, 아크릴산알킬에스테르, 메타크릴산시클로알킬에스테르, 아크릴산시클로알킬에스테르, 메타크릴산아릴에스테르, 아크릴산아릴에스테르 중 선택되는 하나 이상과 스티렌, α-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-메톡시스티렌 중 선택되는 하나 이상의 공중합체인 것이 바람직하다.The styrene-acrylic copolymer resin may include at least one selected from alkyl methacrylate, alkyl acrylate, cycloalkyl methacrylate, cycloalkyl acrylate, aryl methacrylate and aryl acrylate, and styrene and α-. It is preferably at least one copolymer selected from methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, and p-methoxy styrene.
또한, 스티렌계 수지는 스티렌, α-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-메톡시스티렌 중 선택되는 어느 하나의 단독 중합체 또는 이들의 공중합체인 것이 바람직하다.In addition, the styrene resin is preferably any one homopolymer selected from styrene, α-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, and p-methoxy styrene or a copolymer thereof.
또한, 스티렌-아크릴로니트릴계 공중합체 수지는 스티렌, α-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-메톡시스티렌 중 선택되는 하나 이상과 아크릴로니트릴 모노머와의 공중합체가 바람직하다. Further, the styrene-acrylonitrile copolymer resin is preferably a copolymer of an acrylonitrile monomer with at least one selected from styrene, α-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, and p-methoxystyrene. Do.
또한, 폴리카보네이트 수지는 디히드록시 페놀과 포스겐을 반응시키거나 디히드록시 페놀과 카보네이트 전구체의 반응에 의하여 제조된 선형 및 가지달린 방향족 폴리카보네이트 단일 중합체, 폴리에스터 공중합체 또는 이들 1종 이상의 혼합물로 이루어진 군이 바람직하다. In addition, the polycarbonate resin is a linear and branched aromatic polycarbonate homopolymer, a polyester copolymer or a mixture of one or more thereof prepared by reacting dihydroxy phenol with phosgene or by reaction of dihydroxy phenol with a carbonate precursor. The group consisting of is preferred.
상기 기재층(1)의 두께는 제한되지 않으나 약 0.1~4mm 범위가 좋다. 기재층(1)이 어느 정도의 두께를 가짐으로써, 광확산판으로서 필요한 강성이 얻어짐과 동시에, 투과율을 조절할 수 있게 된다.The thickness of the
상기 집광층(4)은 저굴절층(3)에서 확산된 빛을 집광하여 휘도를 향상시키는 역할을 하며, 특히 프리즘 형상 또는 렌티큘러 형상을 이루는 구조가 바람직하다.상기 집광층(4)의 프리즘 형상은 피치(pitch)는 30~300um, 높이(height)는 30~150um, 꼭지점의 각도(angle)는 60~120도로 이루어지고, 렌티큘러 형상은 피치(pitch)가 50~400um 이고 높이(height)가 30~200um로 이루어질 때 가장 높은 휘도 및 제조 용이성을 가진다.The
상기 집광층(4)은, 압출성형, 진공성형, 열프레스성형, 공압출성형, 필름적층법, 용제접착법, 표면코팅법, 자외선 경화법, 열 경화법 등 다양한 방법으로 제조하여 사용할 수 있다.The
본 발명은 또 다른 일실시예로, 기재층(1)과 상기 기재층(1)의 상측 및 하측 중 적어도 일측에 기능성층(2)을 포함하고, 상기 기능성층(2)의 상측 또는 하측 중 일측에 집광층(4)을 포함하는 광확산판에 있어서, 기능성층(2)과 집광층(4) 사이에 저굴절층(3)을 포함하는 광확산판을 제공한다.In another embodiment, the present invention includes a
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 광확산판 중 일례를 도시하고 있다. 상기 도 2a에서는 기재층(1)의 상측 및 하측에 기능성층(2)이 구비되고, 상기 기능성층(2)의 상층에 프리즘 형상의 집광층(4)을 포함하는 광확산판에 있어서, 기능성층(2)과 집광층(4) 사이에 저굴절층(3)이 구비된 광확산판을 도시하고 있다. 상기 도 2b에서는 기재층(1)의 상측 및 하측에 기능성층(2)이 구비되고, 상기 기능성층(2)의 상층에 렌티큘러 형상의 집광층(4)을 포함하는 광확산판에 있어서, 기능성층(2)과 집광층(4) 사이에 저굴절층(3)이 구비된 광확산판을 도시하고 있다.2A to 2B illustrate an example of a light diffusion plate according to another embodiment of the present invention. In FIG. 2A, the
상기 기능성층(2)의 베이스 수지는 전술한 기재층(1)의 베이스 수지로서 열거된 수지와 같은 수지를 사용할 수도 있고, 서로 다른 수지를 사용할 수도 있다.As the base resin of the
상기 기능성층(2)의 두께는 특별히 제한되지는 않으나 0.05~1.5mm 범위가 좋다. 기능성층(2)의 두께가 상기 범위인 경우 보다 효과적으로 내구성이 얻어짐과 동시에, 광확산율 및 헤이즈를 달성할 수 있다.The thickness of the
본 발명에 따른 광확산판은 상기 기재층(1), 기능성층(2), 저굴절층(3), 집광층(4)의 어느 층이든 유기입자(11), 무기입자(21), 중공성 입자(31) 등의 광확산제를 적용할 수 있다. 상기 광확산제로는 본 기술분야에서 사용되는 재료라면 모두 적용 가능하며, 특히 유기 입자(11), 무기 입자(21) 및/또는 중공성 입자(31)를 단독으로 또는 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. In the light diffusing plate according to the present invention, any one of the
상기 유기 입자(11) 및/또는 무기 입자(21)로는 실리콘계, 아크릴계, 스티렌계, 메타크릴산메틸ㆍ스티렌 공중합물계, 폴리카보네이트계, 올레핀계 가교 또는 미가교의 미립자, 실리카, 탤크, 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄(TiO2) 등이 사용될 수 있다.Examples of the
상기 중공성 입자(31)는 공기 또는 진공을 내포하고 있고 규소화합물로 이루어져 있는 것이 바람직하며 일례로, 실리카, 유리, 실리콘과 같은 실록산 화합물과 클로로 실란, 알콕시 실란, 아미노 실란, 불소 알킬 실란과 같은 실란 화합물들이 있고, 바람직하기로는 실리카 또는 유리로 이루어진 중공성 입자가 좋다. 이러한 중공성 입자(31)는 소량으로 높은 광확산율과 전광선 투과율을 발휘할 뿐만 아니라 백라이트의 내구성 문제점인 고경도 및 내열성 문제점을 향상시킬 수 있다.The
상기 광확산제의 크기는 광확산제의 함량을 줄이면서도 확산 효과는 증대시킬 수 있는 0.1~50㎛ 범위인 것이 바람직하고, 사용량은 베이스 수지 100 중량 대비 0.01~40 중량부인 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 0.1~10 중량부가 좋다. 상기 광확산제의 함량이 0.01 중량부 미만일 경우, 입사된 빛을 확산시킬 수 없으며, 40 중량부를 초과하는 경우, 빛의 투과율이 저하되고 광확산제의 분산성이 저하되어 고휘도를 발휘할 수 없다. The size of the light diffusing agent is preferably in the range of 0.1 to 50㎛ that can increase the diffusion effect while reducing the content of the light diffusing agent, the amount of use is preferably 0.01 to 40 parts by weight relative to 100 weight of the base resin, more preferably 0.1-10 weight part is good. When the content of the light diffusing agent is less than 0.01 part by weight, the incident light cannot be diffused, and when the content of the light diffusing agent is more than 40 parts by weight, the transmittance of light is lowered and the dispersibility of the light diffusing agent is lowered, thereby not exerting high brightness.
이외에도, 상기 기재층, 기능성층, 저굴절층, 집광층에는 자외선 흡수제, 광안정제, 산화방지제, 대전방지제, 형광증백제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. In addition, the substrate layer, the functional layer, the low refractive layer, and the light collecting layer may further include additives such as ultraviolet light absorbers, light stabilizers, antioxidants, antistatic agents, and optical brighteners.
본 발명에 따른 광확산판은 백라이트 장치에 바람직하게 적용될 수 있다. 백라이트 장치는 특별히 제한되지 않으며, 본 기술분야에서 알려진 백라이트 장치는 모두 적용될 수 있고 본 발명에 포함된다. 백라이트 장치의 광원은 열음극관, 냉음극관, 발광 다이오드(LED), 유기전기발광소자(OLED) 등 제한 없이 이용될 수 있다. The light diffusion plate according to the present invention can be preferably applied to the backlight device. The backlight device is not particularly limited, and any backlight device known in the art may be applied and included in the present invention. The light source of the backlight device may be used without limitation, such as a hot cathode tube, a cold cathode tube, a light emitting diode (LED), an organic electroluminescent element (OLED), and the like.
본 발명은 또한 본 발명의 광확산판을 갖는 백라이트 장치를 구비한 액정표시장치를 제공한다. 특히 상기 광확산판이 구비된 백라이트 장치를 사용하는 반사형, 투과형, 반투과형 LCD 또는 TN형, STN형, OCB형, HAN형, VA형, IPS형 등의 각종 구동 방식의 액정표시장치에 적용되어 바람직하게 이용될 수 있다. 액정표시장 치에 관한 구성은 본 기술분야에서 잘 알려져 있으므로 설명을 생략한다. The present invention also provides a liquid crystal display device having a backlight device having the light diffusing plate of the present invention. In particular, it is applied to a reflective, transmissive, transflective LCD or liquid crystal display device of various driving methods such as TN type, STN type, OCB type, HAN type, VA type, IPS type, etc. using the backlight device equipped with the light diffusion plate. It can be used preferably. The configuration of the liquid crystal display device is well known in the art, and thus description thereof is omitted.
본 발명에 따른 광확산판은 기재층과 집광층 사이에 저굴절층을 포함함으로써, 기재층을 통과한 빛이 경로를 변경하게 되어 빛의 확산 및 집광 효과가 증대되므로 전면 균일도 및 휘도를 향상시킬 수 있으며 코팅 공정이 용이하다.The light diffusing plate according to the present invention includes a low refractive layer between the base layer and the light collecting layer, so that the light passing through the base layer changes the path so that the light diffusion and condensing effects are increased, thereby improving front uniformity and brightness. Can and coating process is easy.
이러한 본 발명의 광확산판은 조명 커버, 각종 간판 및 액정표시장치의 백라이트용 광확산판 등에 폭넓게 적용할 수 있다. Such a light diffusion plate of the present invention can be widely applied to lighting covers, various signages, and light diffusion plates for backlights of liquid crystal displays.
이하, 본 발명의 실시를 돕기 위하여, 하기의 실시예를 기재한다.Hereinafter, the following examples are described to help practice the present invention.
(실시예 1)(Example 1)
광확산판은 기재층과 기재층의 상측과 하측에 형성된 기능성층, 기능성의 상측에 형성된 저굴절층, 저굴절층의 상측에 형성된 집광층으로 이루어진 다층 구조로 제작하였다.The light diffusing plate was manufactured in a multilayer structure consisting of a base layer, a functional layer formed on the upper side and a lower side of the base layer, a low refractive layer formed on the upper side of the functional layer, and a light collecting layer formed on the upper side of the low refractive layer.
베이스수지인 폴리스티렌(PS, 굴절률: 1.59) 100중량부와 10㎛ 유기 입자(PMMA) 2중량부와 2㎛ 실리콘계 입자 0.5중량부를 이용하여 1.9mm의 기재층을 형 성하였다.A base layer of 1.9 mm was formed using 100 parts by weight of polystyrene (PS, refractive index: 1.59) as the base resin, 2 parts by weight of 10 μm organic particles (PMMA), and 0.5 parts by weight of 2 μm silicon-based particles.
베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 코폴리머(MS200, 굴절률: 1.57) 100중량부에 10㎛ 유기입자(PMMA) 10중량부를 혼합한 혼합물을 기재층의 양면에 각각 0.05mm의 두께로 성형하여 기능성층을 이루었다.A mixture of 10 parts by weight of 10 μm organic particles (PMMA) and 100 parts by weight of a polystyrene-methyl methacrylate copolymer (MS200, refractive index: 1.57), which is a base resin, was molded to a thickness of 0.05 mm on both sides of the substrate layer, respectively. Layered.
기능성층의 상측에는 두께가 30㎛인 불소계 저굴절층(굴절률: 1.40)을 이루었다.On the upper side of the functional layer, a fluorine-based low refractive layer (refractive index: 1.40) having a thickness of 30 μm was formed.
저굴절층 상측에는 프리즘 형상의 집광층(굴절률: 1.57, 꼭지점 각도(angle): 90도, 피치(pitch): 135㎛, 높이(height): 68㎛ 을 이루어 광확산판을 제조하였다.The light diffusing plate was manufactured by forming a prism-shaped light collecting layer (refractive index: 1.57, vertex angle: 90 degrees, pitch: 135 µm, and height: 68 µm) above the low refractive layer.
(실시예 2)(Example 2)
저굴절층의 굴절률을 1.45로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광확산판을 제조하였다. A light diffusing plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the refractive index of the low refractive layer was set to 1.45.
(실시예 3)(Example 3)
기능성층의 제조시 10㎛ 유기입자(PMMA)를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광확산판을 제조하였다.A light diffusing plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 10 μm organic particles (PMMA) were not used in the preparation of the functional layer.
(실시예 4)(Example 4)
저굴절층의 두께를 10㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광확산 판을 제조하였다.A light diffusing plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the low refractive layer was 10 μm.
(실시예 5)(Example 5)
기능성층의 베이스 수지로 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, 굴절률: 1.49)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광확산판을 제조하였다.A light diffusing plate was manufactured in the same manner as in Example 1, except that polymethyl methacrylate (PMMA, refractive index: 1.49) was used as the base resin of the functional layer.
(실시예 6)(Example 6)
저굴절층 상측의 집광층(굴절률: 1.57, 높이: 100㎛, 피치: 270㎛)을 렌티큘러 형상으로 이룬 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광확산판을 제조하였다.A light diffusing plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the light condensing layer (refractive index: 1.57, height: 100 μm, pitch: 270 μm) on the low refractive layer was formed in a lenticular shape.
(실시예 7)(Example 7)
기능성층을 제조하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광확산판을 제조하였다.A light diffusing plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the functional layer was not prepared.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
베이스 수지인 폴리스티렌(PS, 굴절률: 1.59) 100 중량부, 10㎛ 유기 입자(PMMA) 2 중량부, 2㎛ 실리콘계 입자 0.5 중량부를 이용하여 1.9mm의 기재층을 이룬다.A base layer of 1.9 mm is formed using 100 parts by weight of polystyrene (PS, refractive index: 1.59) which is a base resin, 2 parts by weight of 10 μm organic particles (PMMA), and 0.5 parts by weight of 2 μm silicon-based particles.
베이스 수지인 폴리스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체(MS200, 굴절률: 1.57) 100 중량부와 10㎛ 유기 입자(PMMA) 10 중량부를 혼합한 혼합물을 상기 기재 층의 양면에 각각 0.05mm의 기능성층을 형성하여 광확산판을 제조하였다.A mixture of 100 parts by weight of a polystyrene-methyl methacrylate copolymer (MS200, refractive index: 1.57) and 10 parts by weight of 10 μm organic particles (PMMA), which is a base resin, was formed on both sides of the substrate layer, respectively, to form a functional layer having a thickness of 0.05 mm. To prepare a light diffusion plate.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
저굴절층을 형성하지 않고 기능성층 상층에 바로 집광층을 성형하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광확산판을 제조하였다. A light diffusion plate was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the light condensing layer was formed directly on the functional layer without forming a low refractive layer.
(표 1)Table 1
상기 실시예 및 비교예의 광확산판의 광학 특성을 광학 시뮬레이션 장비(Optical Research Associates, Light Tools)를 이용하여 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The optical properties of the light diffusing plates of Examples and Comparative Examples were measured using an optical simulation equipment (Optical Research Associates, Light Tools), the results are shown in Table 2 below.
(표 2)Table 2
상기 표2에 나타낸 바와 같이,As shown in Table 2 above,
본 발명에 따른 실시예 1 내지 7의 광확산판은 저굴절층 및 집광층이 포함되지 않은 비교예 1 및 기능성층과 집광층 사이에 저굴절층이 포함되지 않은 비교예 2의 광확산판과 비교시 전면 균일도 및 휘도가 보다 향상된 결과를 나타내었다. 이는 기재층을 통과한 빛이 저굴절층으로 인해 경로를 변경하여 빛의 확산 및 집광 효과를 증대시켰기 때문이다.The light diffusing plates of Examples 1 to 7 according to the present invention include the light diffusing plates of Comparative Example 1, which does not include the low refractive layer and the light collecting layer, and Comparative Example 2, which does not include the low refractive layer between the functional layer and the light collecting layer. In comparison, the front uniformity and brightness were improved. This is because the light passing through the substrate layer changes the path due to the low refractive index layer to increase the light diffusion and condensing effects.
본 발명의 저굴절층은 또한 코팅 후 열 경화 또는 자외선 경화 방식을 이용하거나 압출 공정을 통해 제조가 가능하기에 손쉽게 제작이 가능하다. 이로 인해 종래의 광확산판과 비교할 때 전면 균일도 및 휘도가 향상된 광확산판의 제조가 용이하다.The low refractive index layer of the present invention is also easy to manufacture because it can be manufactured using a thermal curing or ultraviolet curing method after the coating or through an extrusion process. This facilitates the manufacture of a light diffusion plate having improved front uniformity and brightness as compared with a conventional light diffusion plate.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일실시예에 따른 광확산판의 측단면도이고,1A to 1E are side cross-sectional views of a light diffusion plate according to an embodiment of the present invention,
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 광확산판의 측단면도이다.2A to 2B are side cross-sectional views of a light diffusing plate according to another embodiment of the present invention.
** 도면의 주요 부호에 대한 설명 **** Description of the main symbols in the drawings **
1: 기재층 2: 기능성층1: base material layer 2: functional layer
3: 저굴절층 4: 집광층3: low refractive layer 4: light collecting layer
11: 유기입자 21: 무기입자11: organic particles 21: inorganic particles
31: 중공성 입자31: hollow particles
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