KR20110133678A - 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트 - Google Patents

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KR20110133678A
KR20110133678A KR1020100053190A KR20100053190A KR20110133678A KR 20110133678 A KR20110133678 A KR 20110133678A KR 1020100053190 A KR1020100053190 A KR 1020100053190A KR 20100053190 A KR20100053190 A KR 20100053190A KR 20110133678 A KR20110133678 A KR 20110133678A
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diffusion sheet
low refractive
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김광수
김상필
황창익
이문복
정인식
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Abstract

본 발명은 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코팅층의 굴절율 차이를 통해 휘도가 향상된 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트는 상기 기재필름의 적어도 일면에 형성된 굴절율 1.38~1.48의 저굴절 코팅층으로서, 0.05~10.0㎛의 두께로 도포된 저굴절 코팅층과, 상기 저굴절 코팅층 상에 도포되되, 바인더 수지와 광확산 입자를 함유하고, 굴절율 1.49~1.52의 광확산층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트{LIGHT-DIFFUSING SHEET FOR LCD BACK LIGHT UNIT}
본 발명은 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코팅층의 굴절율 차이를 통해 휘도가 향상된 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트에 관한 것이다.
일반적으로, 엘시디 백라이트 유니트용 시트는 카네비게이션, 휴대폰, PDA, 디지털 카메라, 휴대용 TV, 캠코더등의 소형용 또는 노트북 PC, 데스크탑용 모니터 등의 중, 대형용으로 사용되고 있다.
이러한 엘시디 백라이트 유니트는 도광판 한쪽 단면에 선형 램프가 설치된 엣지형 백라이트 유니트 또는 한 개 이상의 램프가 설치된 사이드형 백라이트 유니트로 분류된다. 최근에는 기존의 냉음극선광(CCFL)을 이용하지 않고 LED를 광원으로 사용하는 엘시디 백라이트 유니트도 사용되고 있다. LED를 광원으로 사용하는 엘시디 백라이트 유니트는 기존의 CCFL을 사용하는 엘시디 백라이트 유니트에 비해서 소비전력, 색 재현율, 휘도 등에서 장점을 가지고 있으나 아직 가격이 비싸고, 색 조절이 힘들다는 단점을 가지고 있다. 또한 최근 LED를 엘시디 광원으로 이용하는데 있어서 많은 수의 LED 사용 및 LED 자체의 수급과 수율 문제로 인한 높은 가격이 문제시 되고 있다.
따라서, LED의 사용량을 줄이기 위해 많은 연구들이 진행되고 있으며, LED 사용량 감소로 인해 발생하는 BLU에서의 휘도 감소가 문제되고 있으며, 이에 따른 광학시트의 휘도를 향상시킬 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 코팅층의 굴절율 차이를 통해 휘도가 향상되는 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 기재필름과, 상기 기재필름의 적어도 일면에 형성된 굴절율 1.38~1.48의 저굴절 코팅층으로서, 0.05~10.0㎛의 두께로 도포된 저굴절 코팅층과, 상기 저굴절 코팅층 상에 도포되되, 바인더 수지와 광확산 입자를 함유하고, 굴절율 1.49~1.52의 광확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트에 의해 달성된다.
여기서, 상기 저굴절 코팅층은 (메타)아크릴레이트 화합물, 주쇄 중에 비닐에테르 구조를 갖는 함불소계 공중합체와 금속산화물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 금속산화물은 실리카/중공 실리카 미립자인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 실리카/중공 실리카 미립자는 입경이 0.001 ~ 0.2㎛이고 2성분 이상의 입경분포를 가진 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 광확산층의 상기 바인더 수지는 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오스 아세테이트 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지 및 멜라민계 수지 중 선택된 적어도 하나의 수지인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 광확산층의 상기 광확산 입자는 1~20㎛인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 저굴절 코팅층은 서로 다른 굴절율을 가진 복수의 코팅층인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트에서 기재필름과 광확산층 사이에 저굴절 코팅층을 형성시킴으로써 광확산층과 저굴절 코팅층의 굴절율 차이에 의해 휘도를 향상시킬 수 있는 등의 효과를 가진다.
도 1은 종래의 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트의 단면도.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
본 발명에 따른 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트는, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트의 단면도인 도 2에 확인할 수 있는 바와 같이, 기재필름(1)과 상기 기재필름의 적어도 일면에 형성된 굴절율 1.38~1.48의 저굴절 코팅층(3)으로서, 0.05~10.0㎛의 두께로 도포된 저굴절 코팅층과 상기 저굴절 코팅층 상에 도포되되, 바인더 수지와 광확산 입자(4)를 함유하고, 굴절율 1.49~1.52의 광확산층(2)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트의 상기 기재필름은 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지의 플라스틱 기재필름에 이용되는 수지소재 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 이러한 기재필름용 수지 소재로서, 예를 들면, 에스테르, 에틸렌, 프로필렌, 디아세테이트, 트리아세테이트, 스티렌, 카보네이트, 메틸펜텐, 술폰, 에테르에틸케톤, 이미드, 불소, 나일론, 아크릴레이트 등에서 선택되는 하나를 구성단위로 하는 폴리머 또는 공중합 폴리머를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트의 상기 저굴절 코팅층은 (메타)아크릴레이트 화합물, 주쇄 중에 비닐에테르 구조를 갖는 함불소계 공중합체와 금속산화물을 함유하는 것이 바람직하고, 1.38~1.48의 굴절율을 갖는 것을 특징으로 한다. 이는 1.38 미만의 굴절율을 가지는 수지의 제조가 어려우며, 1.48초과일 경우 일반적으로 사용되어지는 광확산층의 굴절율과 동등해 짐으로 굴절율 차이에 의한 휘도 향상효과가 반감되기 때문이다.
또한, 상기 저굴절 코팅층의 상기 금속산화물은 실리카/중공실리카 미립자인 것을 특징으로 하고, 또한, 상기 실리카/중공 실리카 미립자는 입경은 0.001~0.2㎛인 것을 특징으로 한다. 이는 0.001㎛ 미만의 입경을 가진 미립자는 제조가 어려우며, 0.2㎛ 초과의 입경을 가질 경우 저굴절층을 형성하는 역할이 아닌 광학적으로 입자의 형상이 산란, 확산, 굴절 등의 작용을 하기 때문에 휘도가 저하되기 때문이다. 또한, 상기 실리카/중공 실리카 미립자는 2성분 이상의 입경분포를 가진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 저굴절 코팅층의 두께는 용도에 따라서 적당히 선택되지만 바람직하게는 0.05 ~ 10.0㎛이다. 저굴절 코팅층의 두께가 10㎛를 초과하는 경우에는 투명성이 저하되어 헤이즈값이 높아지기 쉽고, 또 경화막이 약해지며, 필름을 접어 구부렸을 때 크랙이 생기기 쉬워지기 때문에 바람직하지 못하기 때문이다.
또한, 본 발명에 따른 상기 저굴절 코팅층은 불소화합물을 함유하는 것이 필수적이다. 본 발명에 이용되는 불소화합물은 열 또는 전리 방사선에 의해 가교되는 불소화합물이 바람직하다. 가교되는 불소화합물로서는, 불포화기를 갖는 함불소 모노머나 가교성기를 갖는 불소 폴리머 혹은, 함불소 모노머와 가교성기 부여를 위한 모노머를 구성단위로 하는 함불소계 공중합체를 사용해도 좋다. 특히 주쇄 중에 비닐에테르 구조를 갖는 함불소계 공중합체로 구성되는 것이 바람직하다. 함불소계 공중합체는, 불소함량이 30%이상이며, 폴리스티렌환산에 의한 수평균 분자량이 500이상, 바람직하게는 5000 이상인 불소함유 올레핀쇄를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 저굴절 코팅층에는 함불소계 공중합체 외에 가교성 화합물을 배합하는 것이 바람직하고, 소정의 경화성을 부여하여, 경화특성을 개선하기 때문에 효과적이다. 또한 본 발명에서 상기 저굴절 코팅층을 형성할 때에 필요에 따라 중합금지제, 상화방지제, 분산제, 레벨링제 등의 각종 첨가제를 함유해도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트의 상기 광확산층은 고굴절율층으로서 바인더 수지와 광확산 입자를 포함하고 1.49~1.52의 굴절율을 갖는다.
상기 바인더 수지로는 상기 투명기재층과 접착력이 좋으며 포함되는 광확산 입자와의 상용성이 좋은 수지를 사용하는데, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오스 아세테이트 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지 및 멜라민계 수지 중에서 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광확산 입자는 상기 바인더 수지에 분산시켜 빛의 투과율 및 확산율을 높여 준다. 상기 광확산 입자로는 유기 또는 무기 입자가 사용될수 있으며, 무기입자 보다 유기입자의 광확산성이 우수하여 유기입자를 주로 사용한다. 이러한 유기 입자로는 메타크릴레이트, 아크릴레이트 중합체 혹은 이들의 공중합체 혹은 삼원 공중합체등의 아크릴계 중합체 입자, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌등의 올레핀계 입자, 아크렐계와 올레핀계의 공중합체 입자, 폴리스티렌계 중합체 입자, 실록산계 중합체 입자 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 광확산층의 상기 광확산 입자는 1~20㎛인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트의 상기 저굴절 코팅층은 서로 다른 굴절율을 가진 복수의 코팅층이 될 수 있다. 다만 복수의 코팅층을 이루는 각 코팅층의 굴절률이 다르더라도 복수의 코팅층 전체의 굴절율은 1.38~1.48인 것이어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
[실시예 1]
다관능 아크릴계 수지를 함유하는 도료(고형분 50%)(JSR㈜ 제품, KZ7528)와 함불소계 공중합체(플루오르올레핀/비닐에테르 공중합체)와 평균입경 60nm중공실리카를 함유하는 도료(고형분 10%)(도레이㈜ 제품, LR-S3000)를 중량비 10:6로 혼합한 후 기재필름(TSI제품, XU42 100㎛)의 일면에 마이크로그라비아 코터를 이용하여 도포하고, 80도에서 5분간 건조 후, 자외선 1.0J/cm2를 조사해서 도포층을 경화시키고, 두께 약 0.5㎛, 굴절률 1.44의 저굴절 코팅층을 형성하였다. 상기 저굴절 코팅층상에 아크릴수지(애경화학 A-811)30 중량%, PMMA 입자(코오롱 MH-10FD)20 중량%, MEK 21 중량%, 톨루엔 21 중량%, 경화제(애경화학 DN-980S) 8중량%를 혼합하여 마이크로그라비어를 사용하여 건조 두께가 12㎛가 되도록 도포한다. 코팅 후 100도에서 30초간 열풍 건조시켜 확산코팅층이 형성된 광확산 필름을 제조하였다.
[실시예 2]
다관능 아크릴계 수지를 함유하는 도료(고형분 50%)(JSR㈜ 제품, KZ7528)와 함불소계 공중합체(플루오르올레핀/비닐에테르 공중합체)와 평균입경 60nm중공실리카를 함유하는 도료(고형분 10%)(도레이㈜ 제품, LR-S3000)를 중량비 10:4로 혼합한 후 기재필름(TSI제품, XU42 100㎛)의 일면에 마이크로그라비아 코터를 이용하여 도포하고, 80도에서 5분간 건조 후,자외선 1.0J/cm2를 조사해서 도포층을 경화시키고, 두께 약 0.5㎛, 굴절률 1.42의 저굴절 코팅층을 형성하였다. 상기 저굴절 코팅층상에 아크릴수지(애경화학 A-811)30 중량%, PMMA 입자(코오롱 MH-10FD)20 중량%, MEK 21 중량%, 톨루엔 21 중량%, 경화제(애경화학 DN-980S) 8중량%를 혼합하여 마이크로그라비어를 사용하여 건조 두께가 12㎛가 되도록 도포한다. 코팅 후 100도에서 30초간 열풍 건조시켜 확산코팅층이 형성된 광확산 필름을 제조하였다.
[실시예 3]
다관능 아크릴계 수지를 함유하는 도료(고형분 50%)(JSR㈜ 제품, KZ7528)와 함불소계 공중합체(플루오르올레핀/비닐에테르 공중합체)와 평균입경 60nm중공실리카를 함유하는 도료(고형분 10%)(도레이㈜ 제품, LR-S3000)를 중량비 10:2로 혼합한 후 기재필름(TSI제품, XU42 100㎛) 일면에 마이크로그라비아 코터를 이용하여 도포하고, 80도에서 5분간 건조 후,자외선 1.0J/cm2를 조사해서 도포층을 경화시키고, 두께 약 0.5㎛, 굴절률 1.40의 저굴절 코팅층을 형성하였다. 상기 저굴절 코팅층상에 아크릴수지(애경화학 A-811)30 중량%, PMMA 입자(코오롱 MH-10FD)20 중량%, MEK 21 중량%, 톨루엔 21 중량%, 경화제(애경화학 DN-980S) 8중량%를 혼합하여 마이크로그라비어를 사용하여 건조 두께가 12㎛가 되도록 도포한다. 코팅 후 100도에서 30초간 열풍 건조시켜 확산코팅층이 형성된 광확산 필름을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예들에서 형성된 저굴절 코팅층을 제외하고, 기재필름(TSI제품, XU42 100㎛)상에 아크릴수지(애경화학 A-811)30 중량%, PMMA 입자(코오롱 MH-10FD)20 중량%, MEK 21 중량%, 톨루엔 21 중량%, 경화제(애경화학 DN-980S) 8중량%를 혼합하여 마이크로그라비어를 사용하여 건조 두께가 12㎛가 되도록 도포한다. 코팅 후 100도에서 30초간 열풍 건조시켜 확산코팅층이 형성된 광확산 필름을 제조하였다.
[휘도측정법]
상기 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 광확산 필름을 백라이트 유닛에 장착할 수 있도록 커팅한 후, 광학시트 구조 별로 Topcon사의 BM-7A 휘도 측정기를 이용하여 9곳의 휘도를 측정하고 평균을 내어 하기 표 1에 나타내었다. 측정시 사용된 백라이트는 32인치 Edge LED Type을 사용하였다. 또한 측정 시 사용된 프리즘 시트는 3M사 BEF-III 필름을 사용하였다.
휘도(cd/m2) 확산시트 1매 확산시트 2매 확산시트/프리즘시트
비교예 1 5012 5480 6200
실시예 1 5121 5601 6308
실시예 2 5213 5731 6414
실시예 3 5280 5812 6450
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 확산코팅층과 기재필름층 사이에 저굴절 코팅층을 형성시켜 굴절율 차이를 발생시킴으로 인해 저굴절 코팅층이 도입되지 않은 비교예에 비하여 높은 휘도 특성을 가짐을 알 수 있다.
1 : 기재필름 2 : 광확산층
3 : 저굴절 코팅층 4 : 광확산 입자

Claims (7)

  1. 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트에 있어서,
    기재필름과,
    상기 기재필름의 적어도 일면에 형성된 굴절율 1.38~1.48의 저굴절 코팅층으로서, 0.05~10.0㎛의 두께로 도포된 저굴절 코팅층과,
    상기 저굴절 코팅층 상에 도포되되, 광확산 입자를 함유한 굴절율 1.49~1.52의 광확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저굴절 코팅층은 (메타)아크릴레이트 화합물, 주쇄 중에 비닐에테르 구조를 갖는 함불소계 공중합체와 금속산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속산화물은 실리카/중공 실리카 미립자인 것을 특징으로 하는, 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실리카/중공 실리카 미립자는 입경이 0.001 ~ 0.2㎛이고 2성분 이상의 입경분포를 가진 것을 특징으로 하는, 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광확산층의 바인더 수지는 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오스 아세테이트 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지 및 멜라민계 수지 중 선택된 적어도 하나의 수지인 것을 특징으로 하는, 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광확산층의 상기 광확산 입자는 1~20㎛인 것을 특징으로 하는, 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저굴절 코팅층은 서로 다른 굴절율을 가진 복수의 코팅층인 것을 특징으로 하는, 엘시디 백라이트유니트용 광확산 시트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114137643A (zh) * 2021-12-17 2022-03-04 东莞市光志光电有限公司 一种高辉度增光与扩散量子点复合光学膜制备方法

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