KR20120057469A - 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트 - Google Patents

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KR20120057469A
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lcd backlight
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김재걸
김직수
이정우
엄태수
전해상
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Abstract

본 발명은 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트에 관한 것이다.
본 발명의 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트는 투명 폴리에스테르 기재필름; 및 상기 기재필름의 일면 또는 양면에 바인더 수지 및 입경이 다른 입자를 혼합함유한 도포액을 코팅하여 형성된 광확산층을 구비한 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트에 있어서, 상기 도포액에 슬립성 부여물질을 최적함량으로 추가 혼합함유하여 제조됨으로써, 엘시디 백라이트 조립 후 이동 시 시트 간 유동, 마찰에 의한 갈림 및 스크래치 발생을 방지할 수 있다.

Description

엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트{LIGHT-DIFFUSING SHEET FOR BACK LIGHT UNIT OF LCD}
본 발명은 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투명 폴리에스테르 기재필름; 및 상기 기재필름의 일면 또는 양면에 바인더 수지 및 입경이 다른 입자를 혼합함유한 도포액에 슬립성 부여물질을 최적함량으로 추가 혼합함유함으로써, 엘시디 백라이트 조립 후 이동 시 시트 간 유동, 마찰에 의한 갈림 및 스크래치 발생을 방지할 수 있는 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트에 관한 것이다.
일반적으로 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트는 휴대폰, 디지털카메라, 네비게이션 등의 소형용 디스플레이부터 노트북, 데스크탑용 모니터 및 텔레비전 등의 중, 대형용으로 사용되고 있다.
이러한 엘시디 백라이트 유니트는 도광판 한쪽 단면에 선형 램프가 설치된 엣지(edge)형 백라이트 유니트 또는 한 개 이상의 램프가 설치된 사이드(side)형 백라이트 유니트로 분류된다.
엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트는 빛을 도광판 상부로 보낼 수 있는 각도를 얻기 위해 도광판 하부에 설치된 확산 도트(dot) 및 브이(V)형 단면의 형상을 지울 수 있는 은폐기능과 도광판에서 나오는 불균일한 광원을 백라이트 유니트 전면 방향을 중심으로 균일한 면광원으로 전환 시키는 기능 및 수직광을 증가시켜 휘도를 밝게 하는 기능을 하는 하확산 시트와 수직광을 증가시키기 위한 프리즘 시트 및 프리즘 시트를 보호하고 프리즘 시트의 형상을 은폐하는 상확산 시트 등으로 크게 나눌 수 있으며, 상기 하확산 시트와 상확산 시트를 통틀어서 광확산 시트라고 부른다.
최근 디스플레이 분야에서는 슬림(Slim)화에 대한 시장요구에 따라 슬림화 기술에 대한 경쟁이 집중되고 있는바, 그 일례로 종래 광원인 냉음극선관(CCFL)에서 엘이디(LED) 광원으로 대체되고 있으며, 엘시디 백라이트 유니트에 사용하는 시트수를 줄이면서 기능성을 부가하는 박막화된 제품이 출시되고 있다.
도 1은 종래의 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트의 단면을 도시한 것으로서, 일반적으로 광확산 시트는 투명한 기재필름(3)상에 투명 입자(2)와 바인더 수지(1)로 이루어진 광확산층을 구비한다. 그러나 최근 엘시디 백라이트 유니트 분야는 슬림화에 대한 시장 요구를 충족하기 위하여, 엘시디 백라이트 유니트에 들어가는 시트수를 줄여 두께를 줄이고자 시도하고 있다. 그러나, 광확산층을 구성하는 투명 입자에 의해, 일부 시트를 빼내면서 그 동안 보이지 않았던 시트간 마찰에 의한 갈림 및 스크래치가 발생하게 되고, 최종 제품의 결점을 야기한다.
이에, 본 발명자들은 종래 문제점을 해소하기 위하여 노력한 결과, 종래의 투명 입자와 바인더 수지로 이루어진 광확산층 형성시, 슬립성 부여물질을 추가 함유하되, 광확산 시트의 슬립성 및 부착력을 동시에 충족할 수 있도록 슬립성 부여물질의 최적의 함량을 안출해냄으로써, 엘시디 백라이트 조립 후 이동 시 시트 간 유동, 마찰에 의한 갈림 및 스크래치 발생을 방지할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 시트간 마찰을 최소화한 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 투명 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 코팅되는 도포액에 바인더 수지와 입경이 다른 다분산 입자를 사용하고 슬립성 부여물질을 최적함량으로 혼합함유하여 시트간 마찰을 최소화한 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트를 제공하는 것이다.
본 발명은 바람직한 구현을 위한 실시형태로서, 투명 기재필름; 및 상기 기재필름의 일면에 바인더 수지 및 입경이 다른 입자가 혼합함유된 도포액에, 슬립성 부여물질 0.5 내지 1.0 중량%가 더 함유된 도포액이 코팅되어 형성된 광확산층;으로 이루어진 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트를 제공한다.
상기 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트에서, 광확산층이 구비된 폴리에스테르 기재필름 이면에 대전방지 처리될 수 있다.
또한, 본 발명은 바람직한 구현을 위한 다른 실시형태로서, 투명 기재필름; 및 상기 기재필름의 양면에 바인더 수지 및 입경이 다른 입자가 혼합함유된 도포액에, 슬립성 부여물질 0.5 내지 1.0 중량%가 더 함유된 도포액이 코팅되어 형성된 광확산층;으로 이루어진 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트를 제공한다.
본 발명의 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트는 슬립각도 11 내지 20°를 충족하고, 동시에 기재필름과 광확산층간 박리가 관찰되지 않는 우수한 부착력을 충족함으로써, 엘시디 백라이트 조립 및 이동시 시트간 유동, 마찰에 의한 갈림 또는 스크래치 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트를 구성하는 도포액에 함유되는 입경이 다른 입자라 함은 평균 입경 5 내지 50㎛의 다분산 입자를 사용하는 것이고, 이때, 상기 입경이 다른 입자의 재질은 아크릴, 스티렌, 나일론, 우레탄 및 실리콘 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어진 것을 사용하는 것이다.
본 발명에 따르면, 투명 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 바인더 수지 및 입경이 다른 입자를 혼합함유한 도포액에 슬립성 부여물질을 최적함량으로 추가 혼합함유한 도포액을 코팅함으로써, 제조된 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트 표면에 슬립성을 제공할 수 있다.
이에, 본 발명의 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트는 시트간 마찰이 최소화되어, 디스플레이 업계의 슬림화 요구에 따라 엘시디 백라이트 유니트의 구조가 4매 적층구조에서 2매 또는 3매로 시트수가 줄이들면서 그 동안 시인되지 않았던 시트간 마찰에 의한 갈림이나 스크래치로 인한 결점문제가 해소될 수 있다. 또한, 광확산 시트 표면에 슬립성이 부여됨으로써, 외부에서 들어온 이물에 의한 불량을 예방할 수 있다.
도 1은 종래의 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트의 단면 모식도이고,
도 2는 본 발명의 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트의 단면 모식도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트의 단면 모식도를 나타낸 것이다.
이에, 본 발명은 바람직한 구현을 위한 실시형태로서,
투명 폴리에스테르 기재필름(3); 및
상기 기재필름의 일면에 바인더 수지(1) 및 입경이 다른 입자(2)가 혼합함유된 도포액에, 슬립성 부여물질(4) 0.5 내지 1.0 중량%가 더 함유된 도포액이 코팅되어 형성된 광확산층;으로 이루어진 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트를 제공한다.
이때, 상기 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트에서, 광확산층이 구비된 폴리에스테르 기재필름 이면을 대전방지 처리할 수 있다.
또한 본 발명은 바람직한 구현을 위한 다른 실시형태로서,
투명 폴리에스테르 기재필름(3); 및
상기 기재필름의 양면에 바인더 수지(1) 및 입경이 다른 입자(2)가 혼합함유된 도포액에 슬립성 부여물질(4) 0.5 내지 1.0 중량%가 더 함유된 도포액이 코팅되어 형성된 광확산층;으로 이루어진 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트를 제공한다.
본 발명의 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트는 광확산층을 형성하는 도포액에 입경이 다른 입자(2)를 사용하고, 슬립성 부여물질(4)을 더 함유함으로써, 광확산 시트 표면에 슬립성을 부여하는 것이다.
상기에서, 슬립성을 부여한다는 것은 마찰력을 낮춤으로써 동일 하중에 대해 잘 미끄러짐으로써 궁극적으로는 손상을 줄일 수 있다는 것으로 이해될 것이다.
이에, 광확산 시트 표면에 슬립성을 부여함에 따라, 엘시디 백라이트 조립 후 이동 시 시트 간 유동, 마찰에 의한 갈림 및 스크래치 발생을 방지할 수 있고, 외부에서 들어온 이물에 의한 불량을 예방할 수 있다.
본 발명의 광확산 시트 표면에 슬립성을 부여하기 위하여 사용되는 슬립성 부여물질(4)은 광확산 시트 본연의 목적인 집광 및 휘도에 영향을 주지 않으며, 그 외 제품 신뢰성에 영향을 미치지 않는 것이 바람직하며, 이러한 요건을 충족하는 것이라면 공지된 슬립제 또는 슬립성 부여물질을 특별한 제한없이 사용할 수 있다.
일례로 본 발명의 실시예에서는 실리콘 첨가제를 사용하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 실리콘 화합물 또는 불소 화합물에서 선택된 적어도 하나 또는 혼합형태를 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 슬립성 부여물질로서, 자외선 조사에 노출되어 가교반응이 일어날수 있는 실리콘 화합물, 예를 들어, 실리콘 디아크릴레이트 또는 실리콘 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산 등의 화합물을 제조하여 사용하거나 상용제품을 사용할 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.
다만, 본 발명의 광확산 시트의 특징은 표면에 슬립성을 부여하기 위해 사용되는 슬립성 부여물질의 함량을 최적화하는 것이다. 이에, 본 발명의 슬립성 부여물질은 도포액에 최소 0.5중량%에서 최대 1.5중량% 미만으로 함유될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.0중량%로 함유되는 것이다. 이때, 슬립성 부여물질의 함량이 0.5중량% 미만이면, 슬립성 부여물질 함유로부터 얻고자 하는 슬립성에 대한 기능성발현이 미흡하고, 1.5중량%를 초과하여 함유하면, 슬립성 부여 물질이 1.5중량%를 초과하는 과량이 투입될 경우 코팅 설비의 각 롤에 슬립성 부여물질이 전이가 되어 시트의 다른 면에 부착력이나 결점 발생의 문제를 발생할 수 있다.
즉, 본 발명의 슬립성 부여물질의 함량은 얻고자 하는 광확산 시트의 슬립성 및 시트간 부착력을 동시에 충족할 수 있는 범위로 결정하는 것이다.
이때, 본 발명의 실시예에서의 표 2를 근거하면, 본 발명의 광확산 시트의 슬립성은 슬립각도 11 내지 20°이고, 기재필름과 광확산층간 박리가 전혀 관찰되지 않는 우수한 부착력을 충족하도록 설계한다.
본 발명에서, 광확산 시트 표면에 슬립성을 부여하기 위한 또 다른 특징으로는, 도포액에 함유되는 투명입자가 입경이 다른 입자(2)를 사용하는 것이며, 더욱 바람직하게는 상기 입경이 다른 입자라 함은 평균 입경 5 내지 50㎛로 분포된 다분산 입자를 사용하는 것이다.
이때, 평균 입자입경이 5㎛ 미만이면, 조도가 낮아지고 시트간 닿는 표면적이 넓어져 마찰력을 높여주기 때문에 바람직하지 않고, 평균 입자입경이 50㎛를 초과한 경우, 조도가 너무 높아져서 입자와 맞닿는 시트의 표면에 상처를 주거나, 마찰에 의해 입자가 탈락되는 문제가 있다.
또한 본 발명의 광확산층을 형성하기 위한 도포액에 함유된 투명 입자는 광확산제로 사용되는 공지의 유기입자 또는 무기입자를 사용할 수 있다. 그 바람직한 일례로는 아크릴, 스티렌, 나일론, 우레탄 및 실리콘 중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어진 입자를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 단독 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 도포액에 사용되는 바인더 수지는 투명한 요건을 만족하면 종래 동일기술분야에서 동일목적으로 사용되는 군에서 선택 사용할 수 있다. 그 바인더 수지의 일례로는 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 비닐계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 등의 수지 중에서 선택되는 단독 또는 이들의 혼합 형태를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 투명 폴리에스테르 기재필름과 광확산층으로 이루어진 광확산 시트에 한정하여 설명하지만, 기재필름과 집광층으로 이루어진 프리즘 시트 또는 렌즈 타입의 시트에도 동일하게 적용할 수 있을 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1?2> 광확산 시트 제조
투명 폴리에스테르 필름(도레이첨단소재 XG-6DF2P, 125㎛)의 각각의 일면에 하기 표 1에 제시된 도포액의 조성 1 및 도포액의 조성 2를 함유한 도포액을 바코터로 코팅하여 도포층을 형성한 후 시트를 제조하였다.
또한, 도포액의 조성 1 및 도포액의 조성 2에서 실리콘 첨가제의 함량을 달리하여 조제한 도포액을 코팅하여 시트를 제조하고(비교예 1?2), 실리콘 첨가제를 함유하지 않은 도포액을 이용하여 시트를 제조하였다(비교예 3?4).
Figure pat00001
<실험예 1> 물성측정
1. 코팅층의 두께 측정
상기 실시예 1?2 및 비교예 1?4에서 제조된 시트의 도포층 두께 측정은 마이크로메터를 이용한 측압식 측정기(미쯔토요사, 모델명: ID-FF125)를 사용하였다.
2. 헤이즈 및 투과율 측정
상기 실시예 1?2 및 비교예 1?4에서 제조된 시트의 헤이즈 측정은 ASTM D-1003에 의거하여, 일본 니폰덴소쿠사의 헤이즈 측정기(NIPPON DENSHOKU KOGYO Co. Ltd. 모델 1000)를 사용하였다.
3. 휘도 측정
상기 실시예 1?2 및 비교예 1?4에서 제조된 시트에 대하여, BM-7 장비를 사용하여 백라이트 유니트 조립상의 수직휘도를 측정하였다.
4. 부착력 측정
상기 실시예 1?2 및 비교예 1?4에서 제조된 시트에 대하여, 크로스 컷터를 이용하여 코팅층 커팅 후 3M의 매직테이프를 이용하여 코팅층 부착력 정도를 측정하였다. 가로, 세로 3회씩 크로스컷터로 긁고 3M 매직테이프를 붙여서 떼었을 때, 코팅층이 떨어져 나가는 부분이 한곳도 없으면 부착력 OK로 판정하고, 한 지점이라도 떨어져 나간 경우는 부착력 NG로 판정하였다.
5. 슬립성 확인
상기 실시예 1?2 및 비교예 1?4에서 제조된 시트에 대하여, 슬립 앵글테스터기기(큐머시스 모델 QM110A)를 이용하여 ASTM D 202, ASTM D 4918에 의거 슬립 각도를 측정하였다.
상기 물성평가에 대한 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
Figure pat00002
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1?2에서 제조된 시트의 경우, 슬립성 부여물질이 함유된 도포액을 이용하여 형성된 광확산층을 구비함으로써, 슬립성 부여물질이 함유되지 않은 도포액을 이용하여 제조된 비교예 3?4의 시트보다 슬립각도(°)가 낮고, 동시에 기재필름과 광확산층간 박리가 전혀 관찰되지 않는 부착력을 확인하였다.
반면에, 슬립성 부여물질이 과량 함유된 도포액을 이용하여 제조된 비교예 1?2의 시트는 슬립각도는 더욱 낮아져 슬립성이 향상되었으나, 부착력 측정결과, 기재필름과 광확산층간 박리가 관찰되므로 부착력이 저하되었다. 이에, 슬립성 부여물질의 과량으로 함유되면, 슬립성 부여물질이 부착력 물성에 영향을 미치는 것으로 확인되었다.
또한, 슬립성 부여물질이 미함유된 도포액을 이용하여 제조된 비교예 3?4의 시트는 부착력은 만족할만하나, 슬립각도가 높아져 시트 간 마찰에 의한 갈림 및 스크래치 발생문제가 존재한다.
<실험예 2> 강제 마찰 테스트 평가
엘시디 백라이트 유니트에 들어가는 시트 광확산 시트로서, 상기 실시예 1?2 및 비교예 1?4에서 제조된 각 시트로 대체하고, 상기 광확산 시트와 직접 접촉하는 도광판과 겹쳐서 500g의 추를 올리고, 강제 마찰을 진행한 후 스크래치 발생 결과를 표 3에 기재하였다.
이때, 도광판은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 또는 폴리카보네이트(PC) 재질로 이루어진 것을 채택하여 실시하였으며, 하기 수치는 시트간 마찰시켰을 때 갈림(스크레치)가 발생되는 지점(마찰 회수)를 의미한다. 폴리메틸메타크릴레이트 도광판은 주로 중, 대형 엘시디 백라이트에 사용되고 있으며, 폴리카보네이트 도광판은 소형(모바일용) 엘시디 백라이트에 사용되는 재질로서, 시트간 갈림은 도광판 재질에 상관없이 모두 발생되기 때문에 각각의 도광판 재질에 강제 마찰 테스트를 진행하여 비교하였다.
Figure pat00003
상기 표 3에서 보이는 바와 같이, 바인더 수지 및 입경이 다른 입자를 혼합함유된 도포액에 슬립성 부여물질을 더 함유한 경우, 슬립성 부여물질이 많이 함유할수록, 마찰에 의한 갈림 및 스크래치 개선효과가 우수하였다. 그러나, 상기 표 2에서 확인된 바와 같이, 슬립성 부여물질이 1.5중량% 이상의 과량의 경우(비교예 1?2) 부착력이 저하되었다. 이에, 본 발명의 실시예 1?2에서 사용된 최적함량으로 제조된 광확산 시트의 경우, 마찰에 의한 갈림 및 스크래치 개선효과와 동시에 부착력을 충족함을 확인하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 투명 폴리에스테르 기재필름의 일면 또는 양면에 바인더 수지 및 입경이 다른 입자를 혼합함유하고, 슬립성 부여물질을 최적함량으로 추가 혼합함유한 도포액을 코팅함으로써, 시트간의 마찰을 최소화한 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트를 제공하였다.
이에, 본 발명의 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트는 시트 표면에 슬립성이 부여되어 시트간 마찰이 최소화됨으로써, 엘시디 백라이트 조립 후 이동 시 유동 또는 마찰에 의한 갈림 및 스크래치 발생을 방지할 수 있다. 또한, 광확산 시트 표면에 슬립성이 부여됨으로써, 외부에서 들어온 이물에 의한 불량을 예방할 수 있다.
나아가, 본 발명은 광확산 시트에만 국한되지 않고, 프리즘시트 및 렌즈 타입의 시트에도 동일한 방식으로 적용하여 시트간 마찰을 최소화함으로써, 시트간 갈림 및 스크래치 발생을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 당연한 것이다.
1: 바인더 수지 2: 입자
3: 기재필름 4: 슬립성 부여물질

Claims (6)

  1. 투명 기재필름; 및
    상기 기재필름의 일면에 바인더 수지 및 입경이 다른 입자가 혼합함유된 도포액에, 슬립성 부여물질 0.5 내지 1.0 중량%가 더 함유된 도포액이 코팅되어 형성된 광확산층으로 이루어진 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트.
  2. 투명 기재필름; 및
    상기 기재필름의 양면에 바인더 수지 및 입경이 다른 입자가 혼합함유된 도포액에, 슬립성 부여물질 0.5 내지 1.0 중량%가 더 함유된 도포액이 코팅되어 형성된 광확산층;으로 이루어진 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트가 슬립각도 11 내지 20°를 충족하고, 기재필름과 광확산층간 무박리 부착력을 충족하는 것을 특징으로 하는 상기 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입경이 다른 입자가 평균 입경 5 내지 50㎛의 다분산 입자인 것을 특징으로 하는 상기 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입경이 다른 입자가 아크릴, 스티렌, 나일론, 우레탄 및 실리콘 중에서 선택되는 어느 하나의 재질로 이루어진 입자인 것을 특징으로 하는 상기 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광확산층이 구비된 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트 이면에 대전방지 처리된 것을 특징으로 하는 상기 엘시디 백라이트 유니트용 광확산 시트.
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