KR20110049378A - 휘도 강화 시트, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

휘도 강화 시트, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20110049378A
KR20110049378A KR1020090106368A KR20090106368A KR20110049378A KR 20110049378 A KR20110049378 A KR 20110049378A KR 1020090106368 A KR1020090106368 A KR 1020090106368A KR 20090106368 A KR20090106368 A KR 20090106368A KR 20110049378 A KR20110049378 A KR 20110049378A
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Abstract

본 발명은 휘도 강화 시트, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치에 대한 것으로, 구체적으로 본 발명의 휘도 강화 시트는 투명 기재필름; 상기 투명 기재필름의 하면에 형성된 저굴절층; 및 상기 투명 기재필름의 상면에 형성되고, 상면에 복수개의 프리즘 형상의 요철이 형성된 프리즘층을 포함한다.
본 발명의 휘도 강화 시트는 휘도가 우수하고, 산갈림 현상 등이 개선되며, 층간 밀착성이 우수하다. 따라서, 액정 디스플레이 장치의 제조에 유용하게 이용될 수 있다.
저굴절율, 휘도 강화 시트

Description

휘도 강화 시트, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치 {Brightness Enhancement Sheet, Back Light Unit and Liquid Crystal Display Device Including the Same}
본 발명은 휘도 강화 시트, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 반사방지 효과가 극대화되어 휘도가 상승되며 산갈림 현상 등의 물성이 개선되는 휘도 강화 시트, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 패널과 같은 액정 디스플레이 장치 후면에는 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 목적으로 프리즘 시트(prism sheet)가 사용된다.
상기 프리즘 시트를 제조하는 방법으로 특정범위의 굴절률을 갖는 투명유리를 사용하여 일체로 성형하는 방법 및 광경화 수지 조성물로부터 프리즘 형상으로 성형하는 방법이 알려져 있다.
근래에는 곡면(曲面) 디스플레이 표면을 갖는 박형화 및 대형화 액정 셀을 용이하게 제조할 수 있다는 관점에서 유리기판 대신에 광경화 수지 조성물을 사용하여 제조된 플라스틱 필름을 기판으로 사용한 액정 디스플레이 장치가 주목 받고 있다. 그러나 플라스틱 필름이 기판으로 사용될 때, 기판의 외표면은 쉽게 손상되고, 불규칙한 반사를 일으켜 액정 디스플레이 장치의 광학적 특징에 악영향을 미친다. 상기 이유로, 기판의 표면상에 광경화 조성물로 코팅층을 형성하여 기판 표면의 경도를 증가시켜, 표면이 손상되기 어려운 액정 디스플레이 장치를 얻고 있다.
또한, 근래에 각광받고 있는 LED 광원의 경우 CCFL광원보다 램프의 밝기가 우수하여 적은 양의 램프수로부터 고휘도를 요구하고 있으며, 그에 상응하는 고휘도 프리즘 시트 개발이 활발히 진행되고 있다. 종래의 휘도 강화 시트는 고휘도를 구현하기 위해 금속산화물을 사용하거나 굴절율이 높은 유기물, 즉 벤젠 고리를 다수 가지고 있는 분자 구조의 화합물을 사용하였으나 금속산화물의 경우 투과성이 저하되거나 분산을 위한 표면처리 공정이 복잡하고 고가로 인해 경제성이 떨어지는 문제점이 있으며, 유기물의 경우 충분한 휘도 향상 효과를 기대하기 어렵고 특히 산갈림 현상이 저하되는 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해결하고자 본 발명의 목적은 반사방지 효과가 극대화되어 휘도가 상승되며 산갈림 현상 등의 물성이 개선되는 휘도 강화 시트, 이를 포함하 는 백라이트 유닛 및 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
투명 기재필름;
상기 투명 기재필름의 하면에 형성된 저굴절층; 및
상기 투명 기재필름의 상면에 형성되고, 상면에 복수개의 프리즘 형상의 요철이 형성된 프리즘층을 포함하는 휘도 강화 시트를 제공한다.
상기 저굴절층의 굴절율은 1.20 내지 1.49 일 수 있다.
상기 프리즘층의 굴절율은 1.5 내지 2.1 일 수 있다.
상기 저굴절층은 자외선 경화형 (메타)아크릴레이트, 실리카 입자, 광개시제, 및 용제를 포함하는 저굴절층 형성용 조성물로부터 형성될 수 있다.
상기 실리카 입자는 중공 실리카 입자일 수 있다.
상기 저굴절층 형성용 조성물은 불소 (메타)아크릴레이트 또는 불소함유 중합체를 더 포함할 수 있다.
상기 프리즘층은 하기 화학식 1 로 표현되는 다관능 (메타)아크릴레이트; 하기 화학식 2 로 표현되는 단관능 (메타)아크릴레이트; 및 광개시제를 포함하는 프리즘층 형성용 조성물로 형성될 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112009068040034-PAT00001
(상기 화학식 1 에서,
R1 은 CH2, C(CH3)2, CH(CH3), CH(C2H5), C(C6H5)2, 황, 설폭시 또는 산소이고;
R2 및 R5 는 각각 독립적으로 CH2CH2, CH2CH(CH3) 또는 CH2CH(OH)CH2 이고;
R3 는 수소; 할로겐 원자; 수소, 할로겐 원자로 치환된 헤테로시클로알킬; 또는 탄소수 3 내지 10 의 단일 또는 적어도 이중의 축합고리이고;
R4 는 수소 또는 메틸기이고;
X 는 산소 원자 또는 황 원자이고;
n 및 m 은 독립적으로 0 내지 20 의 정수이나, 적어도 하나는 0 이 아니다)
[화학식 2]
Figure 112009068040034-PAT00002
(상기 화학식 2 에서,
X 는 산소 원자 또는 황 원자이고;
R1 은 수소; 할로겐 원자; 수소, 할로겐 원자로 치환된 헤테로시클로알킬; 또는 탄소수 3 내지 10 의 단일 또는 적어도 이중의 축합고리이고;
R2 는 CH2CH2, CH2CH(CH3) 또는 CH2CH(OH)CH2이고;
R3 는 수소 또는 메틸기이고;
n 은 0 내지 10 의 정수이다)
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
상기 휘도 강화 시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
상기 백라이트 유닛을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 휘도 강화 시트는 휘도 및 투과도가 우수하고, 산갈림 현상 등이 개선된다. 또한, 본 발명의 휘도 강화 시트는 층간 밀착성이 우수하며, 공정시간이 짧고, 몰드와의 이형성도 우수하여 작업성 및 생산성도 향상된다.
본 발명의 휘도 강화 시트는 고휘도를 구현할 수 있어 액정디스플레이 장치 의 LED광원 백라이트 유닛용 휘도강화 시트의 제조에 유용하게 적용할 수 있다.
이하 본 발명을 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 하기의 설명은 일 실시예에 대한 구체적 설명이므로, 비록 단정적, 한정적 표현이 있더라도 특허청구범위로부터 정해지는 권리범위가 제한되지 않는다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 강화 시트(100)를 나타낸다. 도 1 을 참조하면, 본 발명의 휘도 강화 시트는 투명 기재필름(120); 저굴절층(110); 및 프리즘층(130)을 포함한다. 본 발명의 휘도 강화 시트는 휘도 및 투과도가 우수하다.
상기 저굴절층(110)은 상기 투명 기재필름(120)의 하면에 형성된다.
상기 저굴절층(110)은 투명 기재필름(120)과의 굴절율 차이를 최대화하여 광원으로부터 빛의 반사방지 효과를 극대화 할 수 있으며, 반사방지 효과로 인해 휘도를 향상 시킬 수 있다.
상기 저굴절층(110)은 굴절율이 1.20 내지 1.49, 바람직하게는 1.30 내지 1.44 일 수 있다. 상기 저굴절층(110)이 상기 범위 내의 굴절율을 가지는 경우 우수한 반사방지 효과를 얻을 수 있어 휘도가 상승된다.
상기 저굴절층(110)은 자외선 경화형 (메타)아크릴레이트, 실리카 입자, 광개시제 및 용제를 포함하는 저굴절층 형성용 조성물로 형성될 수 있다.
상기 자외선 경화형 (메타)아크릴레이트는 광경화후 저굴절층의 경도를 향상시키기 위해 첨가된다. 상기 자외선 경화형 (메타)아크릴레이트는 구체적으로, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴릭에스테르, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌클리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌클리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 및 이소보네올(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 자외선 경화형 (메타)아크릴레이트는 저굴절층 형성용 조성물에 대하여 0.1 내지 30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 자외선 경화형 (메타)아크릴레이트가 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우 저굴절층의 표면 경화에 문제가 있을 수 있으며, 30 중량부를 초과하여 포함되는 경우 저굴절층의 굴절률 상승으로 반사 방지 효과가 저감될 수 있다.
상기 실리카 입자는 바람직하게는 중공 실리카 입자를 사용할 수 있다. 상기 중공 실리카 입자는 굴절률을 낮추어 반사 방지 특성을 높이고, 내스크래치성을 향상시킬 수 있다.
상기 중공 실리카 입자의 굴절률은 1.17 내지 1.40 일 수 있으며, 바람직하게는 1.17 내지 1.35, 보다 바람직하게는 1.17 내지 1.30 일 수 있다. 중공 실리카 입자는 저 굴절률 및 고 공극률을 달성하려고 하는 경우 외곽의 두께는 감소되고 입자의 강도는 약해진다. 따라서, 상기 중공 실리카 입자의 굴절율이 1.17 미만인 경우 내스크래치성이 감소할 수 있으며, 상기 중공 실리카 입자의 굴절률이 1.40 을 초과하는 경우 굴절률이 높아 반사방지 특성이 감소할 수 있다. 여기서 굴절률은 실리카의 굴절률, 즉 중공 입자를 형성하는 외곽의 굴절률을 의미하는 것이 아니라, 입자 전체의 굴절률을 의미한다. 상기 중공 실리카 입자의 굴절률은 Abbe 굴절률계(ATAGO)를 사용하여 측정한다.
상기 중공 실리카 입자 내의 공극률은 바람직하게는 10∼60%의 범위이고, 더 바람직하게는 20∼60%의 범위이며, 가장 바람직하게는 30∼60%의 범위일 수 있다. 상기 범위의 공극율에서 반사방지 효과가 극대화될 수 있다. 10% 미만인 경우 중공실리카의 굴절율 저하 효과를 보기 어렵고 60%를 초과 할 경우 실리카 입자가 충격에 파괴가 일어 날 수 있다.
상기 중공 실리카 입자의 입경은 상기 저굴절층(110) 두께의 30 내지 150 %일 수 있으며, 바람직하게는 35 내지 80 %, 보다 바람직하게는 40 내지 60 %일 수 있다. 즉, 예를 들어 상기 저굴절층(110)의 두께가 100 nm인 경우, 중공 실리카 입자의 평균 입자 직경은 바람직하게는 30∼150 nm이고, 더 바람직하게는 35∼80 nm이며, 특히 바람직하게는 40∼60 nm이다. 중공 실리카 입자의 평균 직경이 상기 범위 내에 있는 경우, 공동부의 비율이 높아져 저굴절률이 달성될 수 있으며, 저굴절층의 표면 상에 미세한 요철을 형성시켜 반사율을 낮추는 문제점을 야기하지 않는다. 상기 중공 실리카 입자의 평균 입자 직경은 전자 현미경을 이용하여 측정될 수 있다.
상기 중공 실리카 입자는 실란 커플링제로 표면 처리한 것을 사용할 수 있다. 중공 실리카 입자를 실란 커플링제로 표면처리하는 경우 용매와의 분산성이 향상되고 경화 공정시 경화에 참여하여 바인더와의 네트워크 형성을 통해 코팅층의 내구성을 향상시키게 된다.
상기 실란 커플링제는 구체적으로 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 비닐트리 메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 메틸-3,3,3-트리플루오로프로필디메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시메틸트리메톡시실란, γ-글리시독시메틸트리에톡시실란, γ-글리시독시에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시에틸트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-(β-글리시독시메톡시)프로필트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시메틸트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시메틸트리에톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시에틸트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시에틸트리에톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시프로필트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로옥시프로필트리에톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실라옥틸트리에톡시실란, 데실트리에톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 3-우레이도이소프로필프로필트리에톡시실란, 퍼플루오로옥틸에틸트리메톡시실란, 퍼플루오로옥틸에틸트리에톡시실란, 퍼플루오로옥틸에틸트리이소프로폭시실란, 트리플우로오프로필트리메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, 트리메틸실란올 및 메틸트리클로로실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 중공 실리카 입자는 바람직하게는 저굴절층 형성용 조성물에 대하여, 0.1 내지 50 중량부로 포함될 수 있다. 상기 중공 실리카 입자의 함량이 0.1 중량 부 미만일 경우 충분한 굴절률 감소효과를 얻을 수가 없고, 50 중량부를 초과 할 경우 내스크래치성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 중공 실리카 입자는 공지의 제조방법에 의해 용이하게 제조할 수 있다. 예를 들어, 중공 실리카 입자는 JP-A-2001-233611 및 JP-A-2002-79616에 기재된 방법에 의해 제조된 것을 사용할 수 있다.
상기 광개시제는 당업계에 공지된 것을 제한없이 사용할 수 있으며, 구체적으로, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 디메톡시-2-페닐아테토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 및 벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광개시제는 저굴절층 형성용 조성물에 대하여 0.05 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 광개시제의 함량이 0.05 중량부 미만으로 포함되는 경우 저굴절층 형성용 조성물의 경화 속도가 늦고, 5 중량부를 초과하여 포함되는 경우 과경화로 저굴절층에 크랙이 발생할 수 있다.
상기 용제는 당업계에 공지된 것을 제한없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 및 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등)로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합무을 사용할 수 있다.
상기 용제는 저굴절층 형성용 조성물에 대하여 50 내지 98 중량부 포함될 수 있다. 상기 용제가 50 중량부 미만으로 포함되는 경우 점도가 높아 박막코팅이 어려울 수 있으며, 98 중량부를 초과하는 경우 경화 과정에서 시간이 많이 소요되고 경제성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
상기 저굴절층 형성용 조성물은 불소 (메타)아크릴레이트 또는 불소 함유 중합체를 더 포함할 수 있다. 상기 불소 (메타)아크릴레이트 또는 불소함유 중합체는 굴절율 저하 효과를 위해 첨가 한다.
상기 불소 (메타)아크릴레이트는 바람직하게는, 2-(퍼플루오로헥실)에틸 (메타)아크릴레이트, 1H,1H,3H-테트라플루오로프로필(메타)아크릴레이트, 1H-1-(트리플루오로메틸)트리플루오로에틸(메타)아크릴레이트, 1H,1H,7H-도데카플루오로헵틸(메타)아크릴레이트, 1H,1H,2H,2H-헵타데카플루오로데실아크릴레이트, 1H,1H-펜타데카플루오로옥틸(메타)아크릴레이트, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필(메타)아크릴레이트 및 1H,1H,5H-옥타플루오로펜틸(메타)아크릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 불소 (메타)아크릴레이트는 저굴절층 형성용 조성물에 대하여 0.1 내지 20 중량부 포함될 수 있다. 상기 불소 (메타)아크릴레이트가 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우 굴절율을 저하 효과가 미미할 수 있으며, 20 중량부를 초과 할 경우 층간 부착이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 불소함유 중합체는 당업계에 공지된 것이 제한없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 불소함유 중합체에 대하여 불소가 0.1 내지 20 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 15 중량부, 특히 바람직하게는 1 내지 10 중량부로 포함된 것을 사용할 수 있다. 상기 범위 내의 불소함유 비율을 갖는 불소함유 중합체를 포함할 경우 용제에 대한 용해성이 양호하며, 다양한 기재에 대해서 뛰어난 밀착성을 가질 뿐만 아니라 높은 투명성과 낮은 굴절률을 나타내면서도 기계적 강도가 우수한 박막을 형성할 수 있으며, 박막 표면의 내스크래치성 등의 기계적 특성도 향상시킬 수 있다.
상기 불소함유 중합체는 저굴절층 형성용 조성물에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 불소함유 공중합체가 상기 범위로 포함될 경우 우수한 방현성을 나타낸다.
상기 저굴절층 형성용 조성물은 필요에 따라서 당업계에서 통상적으로 사용한는 항산화제, UV 흡수제, 광안정제, 열적 고분자화 금지제, 레벨링제, 계면활성제, 윤활제, 방오제 등의 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 저굴절층(110)은 투명 기재필름(120)의 하면에 상기 저굴절층 형성용 조성물을 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 코팅은 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아 또는 스핀코팅 등의 적당한 방식으로 도공(Coating Process)이 가능하다.
구체적으로, 상기 저굴절층 형성용 조성물을 투명 기재필름(120) 상에 도포한 후 30 내지 150 ℃의 온도에서 10초 내지 2시간 동안, 보다 바람직하게는 30초 내지 1시간 동안 휘발물을 증발시켜 건조시키고, UV광을 조사하여 경화시켜 저굴절층을 형성한다. 상기 UV광의 조사량은 약 0.01 내지 10 J/㎠인 것이 바람직하고, 0.1 내지 2 J/㎠인 것이 보다 바람직하다.
상기 저굴절층(110)의 두께는 바람직하게는 0.01 내지 5 ㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 1 ㎛일 수 있다. 상기 저굴절층(110)의 두께가 상기 범위 내인 경우 우사한 반사방지 효과를 얻을 수 있다.
상기 프리즘층(130)은 상기 투명 기재필름(120)의 상면에 형성되고, 상면에 복수개의 프리즘 형상의 요철이 형성되어 있다.
상기 프리즘층(130)의 굴절율은 1.5 내지 2.1 일 수 있다. 바람직 하게는 1.53 내지 1.75 이며, 보다 바람직 하게는 1.55 내지 1.65 이다. 상기 프리즘층의 굴절율이 1.5 미만이며 충분한 휘도 향상 효과를 기대하기 어렵고, 굴절율이 2.1를 초과할 경우 재료와의 상용성이 문제가 있다.
상기 프리즘층(130)은 다관능 (메타)아크릴레이트; 단관능 (메타)아크릴레이트; 및 광개시제를 포함하는 프리즘층 형성용 조성물로 형성될 수 있다.
상기 다관능 (메타)아크릴레이트는 상기 프리즘층(130)에 고굴절율을 부여한다. 상기 다관능 (메타)아크릴레이트는 하기 화학식 1 로 표현되는 것을 사용할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112009068040034-PAT00003
상기 화학식 1 에서, R1 은 CH2, C(CH3)2, CH(CH3), CH(C2H5), C(C6H5)2, S, SO2, O 로부터 선택되며, R2 및 R5 는 각각 독립적으로 CH2CH2, CH2CH(CH3) 또는 CH2CH(OH)CH2이며, R3 는 수소, 할로겐 원자, 할로겐 원자로 치환된 헤테로시클로알킬 또는 탄소수 3 내지 10 의 단일 또는 적어도 이중의 축합고리이며, R4 는 수소 또는 메틸기이고, X 는 산소 원자 또는 황 원자이며, n 및 m 은 독립적으로 0 내지 20 의 정수이나, 적어도 하나는 0 이 아니다.
상기 화학식 1 로 표현되는 다관능 (메타)아크릴레이트가 에폭시 (메타)아크릴레이트계인 경우 경화 후 저굴절층의 표면 경도를 향상시킬 수 있으며, 에틸렌/ 프로필렌 (메타)아크릴레이트계인 경우 부가 정도에 따라 표면 경도 또는 탄성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 화학식 1 에서, n+m이 6 이하인 다관능 (메타)아크릴레이트는 저굴절층의 경도를 향상시킬 수 있으며, n+m이 6 이상인 다관능 (메타)아크릴레이트는 표면 탄성을 향상시킬 수 있다.
상기 다관능 (메타)아크릴레이트는 구체적으로, 테트라브로모비스페놀 A 에폭시(메타)아크릴레이트, 테트라브로모비스페놀 A 에틸렌/프로필렌옥사이드 (메타)아크릴레이트, 비스페놀 A 에폭시(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A 에틸렌프로필렌옥사이드(메타)아크릴레이트, 티오비스페놀에폭시(메타)아크릴레이트, 티오비스페놀에틸렌/프로필렌옥사이드(메타)아크릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 다관능 (메타)아크릴레이트는 프리즘층 형성용 조성물에 대해 0.01 내지 90 중량부로 포함될 수 있다. 상기 다관능 (메타)아크릴레이트가 90 중량부를 초과하여 포함되는 경우 점도 상승으로 작업성에 문제가 있을 수 있으며, 0.01 중량부 미만으로 포함되는 경우 프리즘층 형성용 조성물에 고굴절율을 부여할 수 없다는 문제점이 있다.
상기 단관능 (메타)아크릴레이트는 하기 화학식 2 로 표현될 수 있다:
[화학식 2]
Figure 112009068040034-PAT00004
상기 화학식 2 에서, X 는 산소 원자 또는 황 원자이고, R1 은 수소, 할로겐 원자, 할로겐 원자로 치환된 헤테로시클로알킬 또는 탄소수 3 내지 10의 단일 또는 적어도 이중의 축합고리이며, R2 는 CH2CH2, CH2CH(CH3) 또는 CH2CH(OH)CH2이며, R3 는 수소 또는 메틸기이며, n은 0 내지 10의 정수이다.
상기 단관능 (메타)아크릴레이트는 바람직하게는, 페놀계 물질에 에틸렌옥사이드가 부가된 형태나 에폭시 반응 후 (메타)아크릴레이트를 도입한 물질 또는 벤질 알코올계에 아크릴 관능기를 부여한 물질 등을 사용할 수 있다.
상기 단관능 (메타)아크릴레이트는 구체적으로, 페녹시에틸(메타)아크릴레이
트, 티올페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 메타-페닐페놀에틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 메타-페녹시벤질(메타)아크릴레이트, 오르소-페닐페녹시
에틸(메타)아크릴레이트, 큐밀(메타)아크릴레이트, 나프톨에틸(메타)아크릴레이트, 바이페닐메탄올(메타)아크릴레이트, 페놀에폭시(메타)아크릴레이트 및 오르소-페닐페놀에폭시(메타)아크릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 단관능 (메타)아크릴레이트는 25 ℃에서 점도가 1 내지 3000 cps인 저 점도 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 상기 범위에서 조성물의 점도 조절이 가능하며 작업성을 향상 시킨다.
상기 단관능 (메타)아크릴레이트의 굴절률은 1.510 내지 1.590 일 수 있다. 상기 굴절률 범위 내에서 프리즘층 형성용 조성물의 굴절율이 향상된다.
상기 단관능 (메타)아크릴레이트는 프리즘층 형성용 조성물에 대하여 1 내지 80 중량부로 포함될 수 있다. 상기 단관능 (메타)아크릴레이트가 1 중량부 미만으로 포함되는 경우 점도 저하의 효과를 보기 어렵고, 80 중량부를 초과하여 포함되는 경우 점도가 낮아 작업성에 문제가 있을 수 있다.
상기 광개시제는 당업계에 공지된 것을 제한없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 벤젠 에테르계, 벤질 케탈계, 알파히드록시 알킬페논계, 아미노알킬 페논계, 및 포스핀 옥사이드계로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴린프로판온-1, 2-벤질-2-디메틸아미노-1(모르폴리노페닐)-부탄온-1, 디페닐케톤벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 디메톡시-2-페닐아테토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드, 비스(2,9-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 광개시제는 포스핀 옥사이드계에서 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 포스핀 옥사이드계에서 선택된 적어도 1종; 및 벤젠 에테르계, 벤질 케탈계, 알파히드록시알킬 페논계 및 아미노알킬 페논계로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 프리즘층 형성용 조성물에 대해 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 광개시제가 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우 경화 속도가 늦고, 10 중량부를 초과하여 포함되는 경우 황변현상이 심해지는 문제점이 있을 수 있다.
상기 프리즘층 형성용 조성물은 필요에 따라 상술한 성분들 이외에 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 고분자형 몰드와의 이형성을 부여하기 위하여 실리콘 변형 또는 불소 변형 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제들은 상업적으로 시판되고 있는 제품들로 예를 들면 비와이케이 케미사의 BYK-323, BYK-331, BYK-333, BYK-337, BYK-373, BYK-375, BYK-377, BYK-378, 대구사의 TEGO Glide 410, TEGO Glide 411, TEGO Glide 415, TEGO Glide 420, TEGO Glide 432, TEGO Glide 435, TEGO Glide 440, TEGO Glide 450, TEGO Glide 455, TEGO Rad 2100, TEGO Rad 2200N, TEGO Rad 2250, TEGO Rad 2300, TEGO Rad 2500, 3M사의 FC-4430, FC-4432 등을 사용할 수 있다.
상기 프리즘층(130)은 상기 투명 기재필름(120)의 상면에 상기 프리즘층 형 성용 조성물을 코팅한 후 경화시켜 제조한다. 상기 코팅은 예를 들어 그라비아 코팅, 롤 코팅, 나이프 코팅 등의 방식이 적용될 수 있다. 상기 프리즘층 형성용 조성물의 코팅두께는 1∼200 ㎛이며, 바람직하게는 10∼100 ㎛, 더욱 바람직하게는 20∼50 ㎛일 수 있다. 상기 경화를 위한 UV 광의 조사량은 약 0.1∼2 J/㎠이고, 바람직하게는 0.4∼0.8 J/㎠이다. 상기 경화는 365 nm의 파장을 주 파장으로 하는 메탈 할라이드 계열의 램프를 사용하여 실시하는 것이 바람직하다.
상기 투명 기재 필름(120)은 광학적 특성이 양호한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 등의 투명 광학용 고분자로 형성될 수 있다.
상기 투명 기재 필름(120)은 저굴절층(110) 및 프리즘층(130)과의 접착력 등을 향상시키기 위해 상기 투명 광학용 고분자 위에 수분산 폴리우레탄 또는 수성 아크릴 수지층이 1~2 ㎛ 두께로 프라이머 형식으로 코팅된 것을 사용할 수 있다.
상기 투명 기재 필름(120)은 10 내지 1000 ㎛ 두께로 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 50 내지 300 ㎛ 두께로 형성될 수 있다. 상기 투명 기재 필름(110)의 두께가 50 ㎛ 미만인 경우 내열성이 저하되고, 300 ㎛를 초과하는 경우 투과도가 감소할 수 있다.
상기에서 설명된 바와 같이 투명 기재필름(120); 저굴절층(110); 및 프리즘층(130)을 포함하는 본 발명의 휘도 강화 시트는 휘도 및 산갈림 현상 등의 물성이 우수하다. 또한, 제조시 경화속도가 빨라 생산성이 우수하며, 고분자 몰드와의 이형성도 양호하다.
상기 휘도 강화 시트의 구성은 제한되지 않으며 당업계에 알려진 구조를 채용할 수 있다.
본 발명은 상기 휘도 강화 시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
상기 백라이트 유닛의 구조는 제한되지 않으며 당업계에 알려진 구조를 채용할 수 있다. 일례로, CCFL, LED 등의 광원, 광원의 광을 도광시키는 도광판, 도광판의 상면에 확산시트, 휘도 강화 시트 등을 구비할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 백라이트 유닛을 구비한 액정 디스플레이 장치를 제공한다. 상기 액정 디스플레이 장치 역시 그 구조에 제한이 없으며, 당업계에 알려진 구조를 채용할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며, 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
< 제조예 1 내지 8> 저굴절층 형성용 조성물 제조
하기 표 1 의 조성으로 당업계에 공지된 방법에 의해 저굴절층 형성용 조성 물을 제조하였다. 하기 표 1 의 단위는 중량부이다.
Figure 112009068040034-PAT00005
1) 고형분 20% in MIBK(굴절율 1.30, 평균입경 60 nm, 촉매화성사)
2) CC-04(굴절율 1.41, 고형분 50% in 부틸아세테이트, 센트럴글라스)
3) 1H, 1H, 2H, 2H-헵타데카플루오로데실아크릴레이트(굴절율 1.42)
4) 1H, 1H-펜타데카플루오로옥틸(메타)아크릴레이트(굴절율 1.43)
5) 굴절율 1.476, 일본합성사, DPHA
6) 굴절율 1.47, 미원상사, M340
7) MIBK: 메틸이소부틸케톤(대정화금)
8) MEK: 메틸에틸케톤(대정화금)
9) I-184: 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(시바사)
10) BYK-378: 실리콘변성오일(BYK사)
< 제조예 9 내지 12> 프리즘층 형성용 조성물의 제조
하기 표 2 의 조성으로 당업계에 공지된 통상의 방법으로 프리즘층 형성용 조성물을 제조하였다.
Figure 112009068040034-PAT00006
1) ESPT-01, 신아티엔씨
2) EB600, SK 사이텍
< 실시예 1 내지 16 및 비교예 1 내지 2> 휘도 강화 시트의 제조
상기 제조예에서 제조된 저굴절층 형성용 조성물 및 프리즘층 형성용 조성물로 저굴절층 및 프리즘층을 하기 표 3 과 같이 조합하여 다음의 방법으로 휘도 강화 시트를 제작하였다.
상기 제조예에서 제조된 저굴절층 형성용 조성물을 PET필름(필름 두께 180 ㎛) 상에 그라비어 코팅하고 80 ℃에서 2분간 건조 한 후, 0.5 J/㎠으로 자외선 경화 조사하여 0.1 ㎛의 저굴절층을 형성하였다. 또한 저굴절층이 형성된 투명 기재필름의 상면에 도 2 에 도시된 바와 같이 수지 투입구(40)에 프리즘층 형성용 조성물을 투입하고, 이를 기재필름롤(10)로부터 공급되는 저굴절층을 갖는 PET 필름의 일측면에 25 ㎛의 두께로 도포하면서, 프리즘 패턴 형상의 마스터 몰드(30)를 이용하여 수지층에 프리즘 패턴을 전사하였다. 동시에 1 J/㎠의 광량의 메탈 할라이드 램프(UV 조사기:20)를 조사하여 상기 수지층을 경화시켜 휘도 강화 시트를 제조하였다.
저굴절층 형성용 조성물 프리즘층 형성용 조성물
실시예 1 제조예 1 제조예 9
실시예 2 제조예 2 제조예 9
실시예 3 제조예 3 제조예 9
실시예 4 제조예 4 제조예 9
실시예 5 제조예 5 제조예 9
실시예 6 제조예 6 제조예 9
실시예 7 제조예 7 제조예 9
실시예 8 제조예 8 제조예 9
실시예 9 제조예 1 제조예 10
실시예 10 제조예 2 제조예 10
실시예 11 제조예 3 제조예 10
실시예 12 제조예 4 제조예 10
실시예 13 제조예 5 제조예 10
실시예 14 제조예 6 제조예 10
실시예 15 제조예 7 제조예 10
실시예 16 제조예 8 제조예 10
비교예 1 - 제조예 11
비교예 2 - 제조예 12
< 실험예 1> 휘도 평가
17인치 패널용 백라이트 유닛(LM170E01, 희성전자)에 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 휘도 강화 시트를 크기에 맞게 자른 후 장착하고 휘도계(BM7, 탑콘사)를 이용하여 13개의 지점의 휘도를 측정하여 평균값을 구하였다. 그 결과는 하기 표 4 와 같다.
< 실험예 2> 산갈림 현상 평가
17인치 패널용 백라이트 유닛(LM170E01, 희성전자)에 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 휘도 강화 시트를 크기에 맞게 자른 후 장착하고, 상기 백라이트 유닛을 분 당 60회의 왕복운동을 하는 장치에 장착하고 10시간 동안 왕복운동을 하여 산갈림 현상이 1 cm 이상인 부분이 10곳 이상이면 매우 불량, 7∼9곳이면 불량, 4∼6곳이면 보통, 1∼3곳이면 양호, 없으면 매우 양호로 구분하여 표기하였다. 그 결과는 하기 표 4 와 같다.
< 실험예 3> 밀착성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 휘도 강화 시트의 일 면에 1 mm 간격으로 가로, 세로 각각 11개의 직선을 그어 100개의 정사각형을 만든 후, 테이프(CT-24, 일본 니치방 사제)을 이용하여 3회 박리 테스트를 진행하였다. 100개의 사각형 3개를 테스트하여 평균치를 다음과 같이 밀착성으로 기록하였으며 그 결과는 하기 표 4 에 나타내었다.
* 밀착성 = n/100
(n: 전체 사각형 중 박리 되지 않는 사각형 수
하나도 박리 되지 않은 경우: 100/100)
휘도
(cd/㎡)		 밀착성 산갈림
현상
실시예1 4859 100/100 매우양호
실시예2 4832 100/100 매우양호
실시예3 4846 100/100 매우양호
실시예4 4825 100/100 매우양호
실시예5 4834 100/100 매우양호
실시예6 4832 100/100 매우양호
실시예7 4817 100/100 매우양호
실시예8 4817 100/100 매우양호
실시예9 4720 100/100 매우양호
실시예10 4759 100/100 매우양호
실시예11 4732 100/100 매우양호
실시예12 4746 100/100 매우양호
실시예13 4725 100/100 매우양호
실시예14 4734 100/100 매우양호
실시예15 4717 100/100 매우양호
실시예 16 4718 100/100 매우양호
비교예 1 3158 95/100 불량
비교예 2 3010 95/100 불량
상기 표 4 에 나타난 바와 같이 본 발명의 저굴절층과 프리즘층을 포함하는 휘도 강화 시트는 저굴절층을 포함하지 않는 비교예의 휘도 강화 시트에 비해 휘도가 우수하였으며 층간 밀착성도 양호하고, 산갈림 현상도 개선됨을 확인할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 휘도 강화 시트는 프리즘층과 일정한 굴절율을 갖는 저굴절층을 포함하여 휘도가 우수하고, 산갈림현상 등이 개선되는 등 전반적으로 물성이 향상되었다. 따라서, 컬러 필터 및 액정 디스플레이 장치 등의 적용에 유용하다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 휘도 강화 시트를 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 휘도 강화 시트의 제조 공정을 나타낸 것이다.

Claims (9)

  1. 투명 기재필름;
    상기 투명 기재필름의 하면에 형성된 저굴절층; 및
    상기 투명 기재필름의 상면에 형성되고, 상면에 복수개의 프리즘 형상의 요철이 형성된 프리즘층을 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 강화 시트.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 저굴절층이 굴절율이 1.2 내지 1.49 인 것을 특징으로 하는 휘도 강화 시트.
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 프리즘층이 굴절율이 1.5 내지 2.1 인 것을 특징으로 하는 휘도 강화 시트.
  4. 청구항 1 에 있어서,
    상기 저굴절층이 자외선 경화형 (메타)아크릴레이트, 실리카 입자, 광개시제, 및 용제를 포함하는 저굴절층 형성용 조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 휘도강화시트.
  5. 청구항 4 에 있어서,
    상기 실리카 입자가 중공 실리카 입자인 것을 특징으로 하는 휘도 강화 시트.
  6. 청구항 4 에 있어서,
    상기 저굴절층 형성용 조성물이 불소 (메타)아크릴레이트 또는 불소함유 중합체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 강화 시트.
  7. 청구항 1 에 있어서,
    상기 프리즘층이 하기 화학식 1 로 표현되는 다관능 (메타)아크릴레이트; 하기 화학식 2 로 표현되는 단관능 (메타)아크릴레이트; 및 광개시제를 포함하는 프리즘층 형성용 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 휘도 강화 시트:
    [화학식 1]
    Figure 112009068040034-PAT00007
    (상기 화학식 1 에서,
    R1 은 CH2, C(CH3)2, CH(CH3), CH(C2H5), C(C6H5)2, 황, 설폭시 또는 산소이고;
    R2 및 R5 는 각각 독립적으로 CH2CH2, CH2CH(CH3) 또는 CH2CH(OH)CH2 이고;
    R3 는 수소, 할로겐 원자, 할로겐 원자로 치환된 헤테로시클로알킬 또는 탄소수 3 내지 10 의 단일 또는 적어도 이중의 축합고리이고;
    R4 는 수소 또는 메틸기이고;
    X 는 산소 원자 또는 황 원자이고;
    n 및 m 은 독립적으로 0 내지 20 의 정수이나, 적어도 하나는 0 이 아니다)
    [화학식 2]
    Figure 112009068040034-PAT00008
    (상기 화학식 2 에서,
    X 는 산소 원자 또는 황 원자이고;
    R1 은 수소, 할로겐 원자, 할로겐 원자로 치환된 헤테로시클로알킬 또는 탄소수 3 내지 10 의 단일 또는 적어도 이중의 축합고리이고;
    R2 는 CH2CH2, CH2CH(CH3) 또는 CH2CH(OH)CH2이고;
    R3 는 수소 또는 메틸기이고,
    n 은 0 내지 10 의 정수이다)
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 휘도 강화 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 청구항 8 의 백라이트 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
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