KR20100120851A - 광확산 부재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광원에 인접하는 면과 그렇지 않은 면의 팽창 차이를 최소화하여 중앙부가 전면방향으로 휘는 현상이 발생되지 않는 광확산 부재를 제공하고자 하는 것으로서, 이를 위한 본 발명의 바람직한 일 구현예에서는 기재층; 및 상기 기재층의 적어도 일면에 열팽창계수가 5.0 × 10-5이상인 저면층을 포함하는 광확산 부재를 제공한다.
광확산 부재, 팽창.
Description
본 발명은 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display)에 사용되는 광확산 부재에 관한 것이다.
산업 사회가 고도의 정보화 시대로 발전함에 따라 다양한 정보를 표시 및 전달하기 위한 매체로서 전자 디스플레이 장치의 중요성은 나날이 증대되고 있다. 종래에 널리 사용되어 오던 CRT(Cathode Ray Tube)는 설치 공간상의 제약이 커서 대형화가 힘들다는 한계 때문에, 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 방사 디스플레이(FED) 및 유기EL과 같은 다양한 평판 디스플레이 장치로 대치되고 있다. 이러한 평판 디스플레이 장치 중에서, 특히, 액정 디스플레이 장치(LCD)의 경우, 액정과 반도체 기술이 복합된 기술 집약적 장치로서 얇고, 가벼우며 소비 전력이 낮은 장점으로 인해, 그 구조 및 제조 기술이 연구 개발되어 왔고, 현재 노트북 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터의 모니터, 휴대용 개인 통신 장치(PDA 및 휴대폰) 등 기존에 액정 디스플레이가 널리 사용되었던 영역뿐만 아니라, 대형화 기술도 점점 그 한계를 뛰어넘고 있어, HD(High Definition) TV급의 대형 TV에까지 응용되고 있는 등 디스플레이의 대명사였던 CRT를 대체 가능한 새로운 디스플 레이 장치로 각광받고 있다.
이러한 액정 디스플레이(LCD) 장치는 액정 자체가 발광을 할 수 없기 때문에 장치의 후면에 별도의 광원을 설치하여, 각 화소(pixel)에 설치된 액정을 통해 통과광의 세기를 조절하여 계조(contrast)를 구현한다. 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 액정 디스플레이 장치는 액정 물질의 전기적 특성을 이용하여 빛의 투과율을 조절하는 장치로, 장치 뒷면의 광원 램프에서 발광하여 각종 기능성 프리즘 필름 또는 시트를 통과하여 균일도와 방향성이 제어된 빛을 컬러 필터를 통과시켜 적, 청, 녹(R, G, B)의 색상을 구현하도록 하고, 전기적인 방법으로 각 화소의 계조(contrast)를 제어하여 화상을 구현하는 간접 발광 방식의 디스플레이 장치로서, 광원을 제공하는 발광 장치는 액정 디스플레이 장치의 휘도 및 균일도 등 화질을 결정하는 중요한 부품이다.
상기 발광 장치로는 백라이트 유닛(BLU)이 널리 사용되고 있으며, 일반적으로 냉음극형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등의 복수개의 광원을 사용하여 방출되는 빛을 순차적으로 확산판, 확산 시트 및 프리즘 시트 등의 시트를 통과시켜 액정 패널에 도달하게 한다. 여기서, 확산 시트는 화면 전면에 걸쳐 균일한 광세기를 얻을 수 있도록 하는 동시에 확산 시트 하부에 장착된 광원 등의 장치가 전면에서 보이지 않도록 은폐하는 기능을 수행한다. 한편, 프리즘 시트는 확산 시트를 거친 다양한 방향의 광선을 관측자가 화상을 인식하기에 적합한 시야각(θ) 범위 내로 변환되도록 하는 광 경로 제어 기능을 수행한다.
이 때 광원 상부에 장착되는 확산 부재는 광원에 인접하는 면과 그렇지 않은 면의 온도차이로 인하여 팽창되는 정도가 다르며, 따라서 확산 부재가 다소 휘는 현상이 발생된다. 이 때 다습한 환경인 경우에는 광확산 부재가 도 5와 같이 휘게 되는데, BLU를 다습한 환경에 보관하였다가, BLU를 점등하면 램프로 인해 열을 많이 받아서 공기의 팽창 및 상면에 인접한 시트가 수분증발을 막아서 상대적으로 수분에 의한 팽창이 영향을 미치게 되고, 이것은 점등 후에 시간이 흐름에 따라 사라지는 현상으로, 특히, BLU가 슬림(Slim)구조일 경우에 더욱 더 열방출이 쉽지 않고 상대적으로 더 가속화 되어, 이로 인하여 광확산 부재에 적층되는 시트들도 함께 휘게 되며 따라서 중심부가 액정패널과 닿으면서 에그무라와 같은 얼룩을 발생시켰으며, 또한 은폐성이 저하되는 문제가 발생되었다.
특히, 최근 액정 디스플레이 장치는 소비자의 요구에 부응하고자 박형화되고 있는데, 이 경우 상기와 같은 문제가 더욱 많이 발생되므로 휨 현상을 방지할 수 있는 광확산 부재의 개발이 필요하다.
본 발명은 광원에 인접하는 면과 그렇지 않은 면의 팽창 차이를 최소화하여 중앙부가 전면방향으로 휘는 현상이 발생되지 않는 광확산 부재를 제공하고자 한다.
이를 위한 본 발명의 바람직한 일 구현예에서는 기재층; 및 상기 기재층의 적어도 일면에 열팽창계수가 5.0 × 10-5이상인 저면층을 포함하는 광확산 부재를 제공한다.
상기 구현예에서, 저면층은 두께가 1~300㎛인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 저면층이 형성되지 않은 기재층의 일면에는 다수의 입체 구조가 배열된 구조층을 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 구조층은 입체 구조의 종단면이 피크를 중심으로 양방향으로, 피크를 영점으로 하는 x축과 y축의 좌표로 나타내었을 때, 하기 식 1에 따른 곡률(k)을 갖는 제1구간과, 상기 제1구간의 양측으로 기재층과 경사각을 갖는 제2구간을 포함하는 것일 수 있다.
<식 1>
(상기 식에서, x, y는 0이 아닌 정수이고, k는 유리수임.)
상기 구현예에서, 제2구간은 기재층을 기준으로 30ㅀ~50ㅀ 또는 130ㅀ~150ㅀ 의 경사각을 갖는 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 제1구간은 곡률(k)이 0.05~0.30인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 구조층의 입체 구조는 피치가 100㎛ ~ 500㎛인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 구조층의 입체 구조는 높이가 25㎛ ~ 300㎛인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 제1구간은 기재층과 접하는 종단면의 밑변 길이가 피치에 대하여 1/3~3/5 인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 구조층의 입체구조는 종단면이 피크점을 통과하는 수직방향 중심선을 기준으로 대칭되는 구조인 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 기재층을 형성하는 베이스 수지와 저면층을 형성하는 수지가 공압출되어 형성되는 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 기재층 및 구조층을 형성하는 베이스 수지와 저면층을 형성하는 수지가 패턴롤러를 통과하면서 공압출되어 형성되는 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지 및 스티렌-아크릴계 공중합 수지 중 선택된 것이며, 구조층은 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 고분자 수지 중 선택된 것이고, 저면층을 형성하는 수지가 코팅되어 형성된 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 베이스 수지는 폴리카보네이트 수지와 폴리스티렌 수지가 1 : 9 ~ 9 : 1의 중량비율로 혼합된 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 메틸메타크릴레이트 수지, 올레핀계 수지 중 선택된 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 저면층을 형성하는 수지는 불소수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 왁스 및 고무 중 선택된 것일 수 있다.
상기 구현예에서, 저면층을 형성하는 수지는 스티렌-부타디엔 중합체이며, 불소수지입자, 스티렌-부타디엔 공중합체 입자, 왁스 입자 및 고무 입자 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
발명의 바람직한 다른 구현예에서는 상기의 광확산 부재; 및 상기 광확산 부재의 어느 일면에 형성된 프리즘 시트를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공한다.
상기 구현예에 의한 백라이트 유닛 어셈블리는 광원과 광확산 부재의 거리가 2~10㎜인 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광확산 부재의 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 의한 광확산 부재의 종단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광확산 부재의 구조층 제1구간의 곡률 형태를 나타내는 그래프이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광확산 부재(100)가 광원(50)의 상부에 장착된 상태의 종단면도이고, 도 5는 종래 광확산 부재가 광원(50)의 상부에 장착되고 고온 다습의 환경에서 휨현상이 발생된 상태의 종단면도이다.
상기 도면들에서는 편의상 동일 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하였나, 이들은 조성 및 형태까지 동일한 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 광확산 부재는 기재층(10)의 적어도 일면에 저면층(30)을 포함하는 것일 수 있다. 상기 저면층(30)은 광원(50)과 인접하는 면에 형성되는 것이 바람직하며, 열팽창계수가 5.0 × 10-5이상인 것일 수 있다. 이로써 광확산 부재(100)의 광원(50)에 접하는 면이 열에 의하여 팽창되는 정도가 더 커지게 된다. 따라서 도 5와 같이 중앙 부분이 전면 방향으로 휘는 현상은 발생되지 않게 된다.
상기의 열팽창계수를 만족하는 저면층(30)은 열팽창계수가 5.0 × 10-5이상인 성분을 포함하는 것일 수 있으며, 예컨대 불소수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 왁스 및 고무 중 선택된 수지로 형성된 것일 수 있으며, 또는 스티렌-부타디엔 공중합체수지에 불소수지입자, 스티렌-부타디엔 공중합체 입자, 왁스 입자 및 고무 입자 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
이와 같은 저면층(30)을 형성하기 위해서는 기재층(10)을 먼저 형성한 후에 상기의 저면층(30)을 형성하는 수지를 도포하여 제조할 수도 있고, 기재층(10) 또 는 기재층(10)과 후술하는 구조층(20)을 압출 형성할 때 저면층(30)을 형성하는 수지를 함께 공압출함으로써 제조할 수도 있다.
이렇게 제조될 수 있는 저면층(30)은 반복적인 확산판의 팽창 및 수축 또는 신뢰성 평가 중 휨평가 및 온습도 테스트 후에도 중앙부가 전면 방향으로 휘는 현상이 발생하는 점을 고려하여 두께가 1~300㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 광확산 부재는 기재층(10)의 저면층(30)이 형성되지 않은 다른 일면에 구조층(20)을 포함할 수도 있다. 보다 상세하게는 본 발명의 광확산 부재는, 구조층(20)이 다수의 입체 구조를 포함할 수 있는데, 본 발명의 광확산 부재에서 상기 입체 구조를 특별히 한정하지는 않으며, 종단면으로 보았을 때 피크를 중심으로 좌우 양방향으로 곡률을 갖는 제1구간(2)과, 상기 제1구간(2)의 양측으로 기재층과 경사각을 갖는 제2구간(1)을 포함하는 구조일 수도 있다.
이 때 제2구간(1)은 상기 입체 구조를 종단면으로 보았을 때 기재층(10)을 기준으로 하여 일정 경사각(α)을 갖는 직선으로 이루어지며, 상기 경사각(α)은 30ㅀ~50ㅀ 또는 130ㅀ~150ㅀ 인 것일 수 있다.
한편 상기 제1구간(2)의 곡률은 상기 입체 구조를 종단면으로 보아서 피크를 영점으로 하는 x축과 y축을 갖는 좌표로 나타내었을 때, 하기 식 1을 만족하는 것일 수 있다.
<식 1>
(상기 식에서, x, y는 0이 아닌 정수이고, k는 유리수임.)
상기 식 1에 따른 곡률 형태를 나타내는 그래프를 도 3에 나타내었다.
본 발명의 광확산 부재는 상기 제1구간(2)의 곡률인 상기 식 1의 k값이 0.05~0.30인 것일 수 있다.
본 발명의 광확산 부재는 상기와 같은 곡률을 갖는 제1구간(2)과 제2구간(1)을 포함함으로써, 입사광이 광확산 부재를 통과하면서 실상(R) 및 적어도 1이상의 허상(V)이 발생될 수 있다. 즉, 허상(V)은 빛이 5~15% 정도만 투과되어 작은 피크(peak)를 구현함으로써 생성된 사이드로브(sidelobe)를 말하며, 투과된 빛들이 중첩 현상을 일으켜서 나타나게 된다. 실상(R)과 허상(V)이 발생되는 원리를 도 6에 도시하였다. 이는 종래의 광확산 부재에서 광확산 입자를 통하여 빛이 확산되는 것(도 7) 보다 효율적이고 확실하게 빛이 세분화될 수 있다.
또한 본 발명의 광확산 부재는 두께 1.5㎜ 기준으로 전광선투과율이 90% 이상이면서, 헤이즈가 90% 이상일 수 있다.
이러한 본 발명의 광확산 부재는 하기 식 2의 웨버분율(Weber Fraction)이 1.0 이하인 것이 차후 화상평가시 안정적인 화상을 제공할 수 있으므로 바람직하다.
<식 2>
(상기 식에서, Lumi.는 루미네센스(Luminescence)임.)
상기 제1구간(2)은 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a2)가 피치(a)의 1/3~3/5 인 것일 수 있는데, 즉, 제1구간(2)의 양측면에 형성되는 제2구간(1) 각각은 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a1)가 피치(a)의 1/5~1/3인 것이 바람직하다. 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a2)가 피치(a)의 3/5 을 초과하면 종단면이 반원 형상에 가깝도록 제1구간(2)이 넓어져서 상당부분의 계면이 곡선이므로 빛의 굴절에 의한 광분리 효과는 증가하고, 제2구간(1)의 빗변에 의하여 허상이 명확히 이분화되는 광분리 효과는 감소하여 전체적으로 광분리 효과는 감소하게 된다. 또, 기재층과 접하는 밑변의 길이(a2)가 피치(a)의 1/3의 미만이면 제2구간(1)의 빗변에 의하여 허상이 명확히 이분화되는 광분리 효과는 증가하고, 빛의 굴절에 의한 광분리 효과는 감소하여 전체적으로 광분리 효과는 감소하게 된다.
이 때 구조층(20)의 입체 구조의 피치(a)는 특별히 한정되는 것은 아니나, 100㎛ ~ 500㎛인 것이 바람직하며, 구조층(20)을 구성하는 입체 구조의 높이(b)는 특별히 한정되는 것은 아니나, 25㎛ ~ 300㎛인 것일 수 있는데, 이는 패턴의 형상을 고려하여 최대한의 램프 은폐 효과를 내고 상면에 올라가는 패턴 시트와의 모아 레 현상을 없애기 위함이다.
이러한 구조층(20)을 구성하는 입체 구조의 형상은 피크점을 통과하는 수직방향의 중심선을 기준으로 대칭되는 구조인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 본 발명의 광확산 부재(100)는 공압출되어 제조된 것일 수 있다. 즉, 기재층(10) 및 구조층(20)을 구성하는 용융된 베이스 수지가 패턴롤러를 통과하면서 공압출되어 형성된 것일 수 있다. 즉, 각 도면에 도시된 바와 같이 기재층(10) 및 구조층(20)이 층의 구분이 없이 한 종류의 수지로 간단하게 제조될 수 있다. 압출된 광확산 부재의 기재층과 구조층을 포함하는 두께는 0.5~2.0㎜인 것일 수 있다. 압출시 온도는 베이스 수지에 따라 다르나, 200 ~ 300℃에서 압출되는 것이 바람직하다. 이 때 상기 베이스 수지는 폴리카보네이트 수지와 폴리스티렌 수지가 1 : 9 ~ 9 : 1의 중량비율로 혼합된 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 올레핀계 수지, 메틸메타크릴레이트 수지 등을 사용할 수 있다. 이 때 폴리스티렌 수지는 내열성을 갖는 폴리스티렌 수지로서 시차주사열량계, DSC로 측정된 유리전이온도가 110℃ 이상인 것을 사용할 수 있으며, 예컨대 제조사 PS Japan사, 상품명 G9001 등을 사용할 수 있다. 상기 올레핀계 수지로는 사이클로올레핀폴리머(COP) 또는 사이클로올레핀코폴리머(COC)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 광확산 부재는 기재층(10) 일면에 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 조액을 도포 및 경화하여 구조층(20)을 형성한 것일 수도 있다.
이 때에는 상기 기재층으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 또는 스티렌-아크릴계 공중합 수지 등을 사용할 수 있으며, 구조층으로는 경화성 수지로서 광투과성 재료이면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 자외선 경화성 수지 혹은 열경화성 수지를 포함하는 고분자 수지이면 제한되지 않고 사용 가능한데, 예를 들면, 불포화 지방산 에스테르, 방향족 비닐 화합물, 불포화 지방산과 그 유도체, 불포화 이가산(unsaturated dibasic acid)과 그 유도체, 메타크릴로나이트릴과 같은 비닐 시아나이드(cyanide) 화합물 등이 사용될 수 있다. 이 때 기재층과의 굴절률을 고려하여 사용하는 고분자 수지를 조절할 수 있다.
상기 기재층(10)은 기계적 강도 및 열안정성, 그리고 유연성에 있어서 유리하도록 하고 투과광의 손실을 방지하는 측면에서 두께가 10~1000㎛일 수 있으며, 보다 바람직하게는 15~400㎛이 좋다.
한편, 본 발명의 광확산 부재는 상기 기재층(10)에 광확산성 입자(미도시됨)가 포함될 수 있으며, 입경이 1~50㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 바인더 수지 100중량부에 대하여 10~500중량부를 포함하는 것이 좋다. 이와 같은 입경의 광확산성 입자를 상기의 함량으로 포함하는 경우 백탁현상 및 입자의 이탈을 방지하면서 적절한 광확산 효과를 제공할 수 있다.
상기 광확산성 입자로는 복수 개의 유기입자 또는 무기입자를 사용할 수 있다. 대표적으로 사용되는 유기입자로는 메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메틸올아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 단독 중합체 또는 공중합체의 아크릴계 입자; 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 입자; 아크릴계와 올레핀계의 공중합체 입자; 및 단독 중합체의 입자를 형성한 후 그 층위에 다른 종류의 단량체로 덮어 씌워 만든 다층 다성분계 입자, 실록산계 중합체 입자, 테트라플루오로에틸렌계 입자 등을 들 수 있으며, 무기 입자로서는 산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화지르코늄 및 불화마그네슘 등을 들 수 있다. 상기 유기 및 무기 입자들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 상기 나열된 유기 또는 무기 재질의 입자에 한정되지 않고 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한 다른 공지된 재료로 얼마든지 대체할 수 있음은 당업자에게는 자명하며, 이러한 재질 변경의 경우도 역시 본 발명의 기술적 사상의 범주 내이다.
한편 본 발명의 광확산 부재는 구조층(20)이 형성된 경우 상기 구조층(20)상에 표면층(40)이 더 형성될 수도 있으며, 상기 표면층(40)은 입자(45)를 포함할 수도 있다. 상기 표면층(40)은 저면층(30)의 형성방법과 같은 방법으로 형성될 수 있으며, 포함 가능한 입자(45)는 상술한 광확산성 입자로서 유기입자 또는 무기입자를 사용할 수 있으며, 상기 기재층(10)에 포함되는 광확산성 입자와 같거나 다른 것일 수 있다. 상기 표면층(40)은 베이스 수지 또는 바인더 수지 100중량부에 대하여 입자를 0.01~30중량부 포함하는 것이 바람직한데, 이는 광확산 및 은폐성에 유리하고, 광 이용 효율을 감소시키지 않도록 하면서 전방 휘도를 고려한 것이다. 이러한 표면층(40)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 10~200㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 광확산 부재는 대전방지처리를 할 수 있는데, 예컨대 대전방지제를 각 층 또는 어느 한 층에 포함하거나 대전방지성분을 스프레이 등의 방법으로 코팅할 수 있다.
한편, 본 발명은 이상 설명한 광확산 부재의 어느 일면에 인접하여 형성된 프리즘 시트를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리를 제공할 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛 어셈블리는 광원과 본 발명의 광확산 부재의 거리(d)가 2~10㎜인 것일 수 있으며, 이는 종래 백라이트 유닛 어셈블리에서의 광원과 광확산 부재의 거리가 13~17㎜인 것에 비하여 월등히 줄어든 것이며, 그럼에도 불구하고 종래의 경우와 동등 이상의 은폐성을 제공하면서, 거리의 단축으로 인하여 종래보다 광확산 부재가 열에 더 많이 노출되어도 변형이 쉽게 일어나지 않고, 휨현상이 발생되지 않으므로 전면판에 얼룩의 발생을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
폴리카보네이트 수지 펠렛을 220℃, 1축 스크류 직경 135㎜, 60㎜에서 공압출하였으며, 광확산 부재 전체 두께가 1.5mm이 되게 하였으며, 피치가 300㎛, 높이(b) 130㎛, 경사각(α) 40ㅀ, 곡률(k) 0.21, 제2구간(1)의 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a1) 75㎛, 제1구간(2)의 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a2) 150㎛이 되도록 패턴롤러를 지나면서 도 2의 도면과 같은 형상의 단위 구조가 일렬로 선형 배열된 구조층이 형성되도록 하였다.
그리고 기재층의 다른 면에는 스티렌-부타디엔 공중합체 수지로 공압출한 저면층을 50㎛ 두께로 형성하도록 하여 광확산 부재를 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서, 저면층을 폴리불화비닐리덴(PVDF) 불소수지로 공압출한 것을 제외하고, 동일한 방법으로 광확산 부재를 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1에서 구조층을 형성하지 않은 것을 제외하고 동일한 방법으로 광확산 부재를 제조하였다.
<실시예 4>
메타크릴레이트 수지를 도 1의 도면과 같은 형상의 단위 구조가 일렬로 선형 배열되도록 몰드에 도포한 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(희성전자, LM170E01)를 라미네이션한 후, 자외선을 120Watt의 세기로 3초간 조사하여 경화시키고, 금속 몰드로부터 이형하여 광확산 부재를 제조하였다. 구조층의 피치가 300㎛, 높이(b) 130㎛, 경사각(α) 40도, 곡률(k) 0.21, 제2구간(1)의 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a1) 75㎛, 제1구간(2)의 기재층(10)과 접하는 밑변의 길이(a2) 150㎛이었다.
그리고 기재층의 다른 면에는 스티렌-부타디엔 공중합체 수지로 공압출한 저면층을 50㎛ 두께로 형성하도록 하여 광확산 부재를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서, 저면층을 형성하지 않은 것을 제외하고 동일한 방법으로 광확산 부재를 제조하였다.
<비교예 2>
광확산판 (제조사: 코오롱, 상품명: DP421, 두께: 1.50mm, 투과율: 57.0%, 헤이즈: 99%)을 준비하였다.
<비교예 3>
광확산 시트 (제조사: 코오롱, 상품명: LD613, 두께: 188㎛, 투과율: 75.5%, 헤이즈: 96.0%)에 프리즘 시트(제조사: 코오롱, 상품명: LC213, 두께: 188㎛, 피치: 50㎛, 높이: 25㎛, 경사각 45ㅀ)를 준비하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 준비된 광확산 부재 등 광학부재에 대하여 다음과 같은 방법으로 물성평가를 실시하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.
(1) 열팽창계수
상기 실시예 및 비교예에서의 광확산 부재를 JIS K 6911 시험방법을 사용하여 열팽창계수를 측정하였다. 열팽창계수의 값이 클수록 온도변화에 따른 단위길이당 열팽창률이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
(2) BLU 점등 후 EggMura 측정
상기 실시예 및 비교예에서의 광확산 부재를 42인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛(LC420WUF)에 장착하여 50℃, 80%RH, 96hr 보관 후, 상온상습 조건에서 2hr 보관한다. 이후 백라이트 유닛을 점등하고 약 7hr 경과한 후에 EggMura발생현상을 발생유무 및 발생정도에 맞게 5단계로 나누어 확인하였다.
0 : EggMura 발생 없음
1 : EggMura 수준 약함
2 : EggMura 수준 중간
3 : EggMura 수준 강함
4 : EggMura 수준 매우 강함
(3) 휘도
상기 실시예 및 비교예에서의 광확산 부재를 42인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛(LC420WUF)에 장착하고 광원과의 거리를 4.0㎜로 고정하여 휘도계(TOPCON사, BM-7)를 사용하여 임의의 13지점의 휘도를 측정하여 그 평균값을 구하였다.
(4) 내열성
상기 실시예 및 비교예에서의 광확산 부재를 42인치 크기로 절단한 후 길이방향으로 세워서 항온항습기 내부에 고정한 후, 50℃, 80%RH, 500hr 보관 방치하였다. 이때 테스트 전, 후에 광확산 부재의 네 모서리 부분의 들뜸 휨량을 정반에 놓고 Gap Gauge로 측정하고, 네 모서리 휨량의 평균값을 사용하였다. 테스트 전, 후의 휨량 및 휨변화량이 적을수록 내열성이 높다고 할 수 있다.
(5) 웨버분율(은폐성)
상기 실시예 및 비교예에서의 광확산 부재를 42인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛(LC420WUF)에 장착하고 광원과의 거리를 4.0㎜로 고정하여 휘도대면 측정기(MINOLTA사, CA-2000) 휘도(루미네센스)를 측정하여, 상기 식 2의 웨버분율을 계산하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 열팽창계수 (1/℃) |
EggMura | 휘도 (cd/㎡) |
내열성(㎜) | 웨버분율(%) |
| 실시예1 | 7.2× 10-5 | 1 | 9543 | 0.10 | 0.80 |
| 실시예2 | 6.8× 10-5 | 1 | 9439 | 0.11 | 0.85 |
| 실시예3 | 7.2× 10-5 | 1 | 6848 | 0.11 | 1.72 |
| 실시예4 | 6.5× 10-5 | 1 | 9345 | 0.15 | 0.82 |
| 비교예1 | 4.8× 10-5 | 3 | 9545 | 0.10 | 0.80 |
| 비교예2 | 4.5× 10-5 | 3 | 6948 | 0.10 | 1.33 |
| 비교예3 | 4.7× 10-5 | 4 | 7541 | - | 1.42 |
도 1은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광확산 부재의 종단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 의한 광확산 부재의 종단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광확산 부재의 구조층 제1구간의 곡률 형태를 나타내는 그래프,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광확산 부재가 광원의 상부에 장착된 상태의 종단면도,
도 5는 종래 광확산 부재가 광원(50)의 상부에 장착되고 고온 다습의 환경에서 휨현상이 발생된 상태의 종단면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 광확산 부재를 통하여 실상(R)과 허상(V)이 발생되는 원리를 나타낸 도면,
도 7은 종래 광확산 부재에서 빛이 확산되는 원리를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명
1 : 제2구간 2 : 제1구간
10 : 기재층 20 : 구조층
30 : 저면층 40 : 표면층
45 : 입자 50 : 광원
60 : 지지핀 100 : 광확산 부재
Claims (18)
- 기재층; 및상기 기재층의 적어도 일면에 열팽창계수가 5.0 × 10-5이상인 저면층을 포함하는 광확산 부재.
- 제 1 항에 있어서,저면층은 두께가 1~300㎛인 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 1 항에 있어서,저면층이 형성되지 않은 기재층의 일면에는 다수의 입체 구조가 배열된 구조층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 3 항에 있어서,구조층은 입체 구조의 종단면이 피크를 중심으로 양방향으로, 피크를 영점으로 하는 x축과 y축의 좌표로 나타내었을 때, 하기 식 1에 따른 곡률(k)을 갖는 제1구간과, 상기 제1구간의 양측으로 기재층과 경사각을 갖는 제2구간을 포함하는 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.<식 1>
(상기 식에서, x, y는 0이 아닌 정수이고, k는 유리수임.) - 제 4 항에 있어서,제2구간은 기재층을 기준으로 30ㅀ~50ㅀ 또는 130ㅀ~150ㅀ 의 경사각을 갖는 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 4 항에 있어서,제1구간은 곡률(k)이 0.05~0.30인 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 4 항에 있어서,구조층의 입체 구조는 피치가 100㎛ ~ 500㎛인 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 4 항에 있어서,구조층의 입체 구조는 높이가 25㎛ ~ 300㎛인 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 4 항에 있어서,제1구간은 기재층과 접하는 종단면의 밑변 길이가 피치에 대하여 1/3~3/5 인 것을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 4 항에 있어서,구조층의 입체구조는 종단면이 피크점을 통과하는 수직방향 중심선을 기준으로 대칭되는 구조인 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 1 항에 있어서,기재층을 형성하는 베이스 수지와 저면층을 형성하는 수지가 공압출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 3 항에 있어서,기재층 및 구조층을 형성하는 베이스 수지와 저면층을 형성하는 수지가 패턴롤러를 통과하면서 공압출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 3 항에 있어서,기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지 및 스티렌-아크릴계 공중합 수지 중 선택된 것이며,구조층은 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 고분자 수지 중 선택된 것이고,저면층을 형성하는 수지가 코팅되어 형성된 것을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,베이스 수지는 폴리카보네이트 수지와 폴리스티렌 수지가 1 : 9 ~ 9 : 1의 중량비율로 혼합된 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 메틸메타크릴레이트 수지, 올레핀계 수지 중 선택된 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,저면층을 형성하는 수지는 불소수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 왁스 및 고무 중 선택된 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,저면층을 형성하는 수지는 스티렌-부타디엔 공중합체이며, 불소수지입자, 스티렌-부타디엔 공중합체 입자, 왁스 입자 및 고무 입자 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것임을 특징으로 하는 광확산 부재.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 선택된 어느 한 항의 광확산 부재; 및상기 광확산 부재의 어느 일면에 형성된 프리즘 시트를 포함하는 백라이트 유닛 어셈블리.
- 제 17 항에 있어서,광원과 광확산 부재의 거리가 2~10㎜인 백라이트 유닛 어셈블리.
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