KR20130002972A - 탄성이 있는 프리즘 시트 - Google Patents

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KR20130002972A
KR20130002972A KR1020120132921A KR20120132921A KR20130002972A KR 20130002972 A KR20130002972 A KR 20130002972A KR 1020120132921 A KR1020120132921 A KR 1020120132921A KR 20120132921 A KR20120132921 A KR 20120132921A KR 20130002972 A KR20130002972 A KR 20130002972A
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김경화
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코오롱인더스트리 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display)에 사용되는 탄성이 있는 프리즘 시트에 관한 것으로, 굴절률이 우수한 구조층을 포함하여 휘도가 우수하면서, 외부 충격에 쉽게 손상되지 않으므로 취급이 용이하고, 불량 발생률이 줄어들어 생산 원가 절감 및 생산 효율을 증대시킬 수 있으며, 손상으로 인한 휘도 저하를 방지할 수 있는 발명이다.

Description

탄성이 있는 프리즘 시트{Prism sheet with elasticity}
본 발명은 액정 디스플레이(이하 LCD; Liquid Crystal Display)에 사용되는 탄성이 있는 프리즘 시트에 관한 것이다.
광학용 디스플레이 소자로 사용되는 LCD는 외부 광원의 투과율을 조절하여 화상을 나타내는 간접 발광 방식으로 광원장치인 백라이트 유닛이 LCD의 특성을 결정하는 중요한 부품으로 사용되고 있다.
특히 LCD 패널 제조기술이 발전함에 따라 얇고 휘도가 높은 LCD 디스플레이에 대한 요구가 높아졌고, 이에 따라 백라이트 유닛의 휘도를 높이려는 다양한 시도가 있어왔는데, 모니터, PDA(Personal Digital Assistant), 노트북 등의 용도로 사용되는 액정 디스플레이는 적은 에너지원으로부터 밝은 광선을 발휘하는 것이 그 우수성의 척도라고 할 수 있다. 따라서 LCD의 경우 전면(前面)휘도가 매우 중요하다.
LCD는 구조상 광확산층을 통과한 빛이 모든 방향으로 확산되므로 전면으로 발휘되는 빛은 매우 부족하게 되며, 따라서 적은 소비전력으로 보다 높은 휘도를 발휘하고자 하는 노력이 계속되고 있다. 또한 디스플레이가 대면적화하여 보다 많은 사용자가 바라볼 수 있도록 시야각을 넓히고자 하는 노력이 수행되고 있다.
정면 방향의 휘도를 높이기 위하여 백라이트의 파워를 높이게 되면 소비전력이 커지고 열에 의한 전력 손실도 커진다. 따라서 휴대용 디스플레이의 경우는 배터리 용량이 커지고 배터리 수명도 단축된다.
한편 휘도 증가를 위하여 빛에 방향성을 주는 방법이 제안되었고, 이를 위하여 다양한 렌즈 시트들이 개발되었다. 그 대표적인 시트가 프리즘 배열을 가진 것이며, 즉, 여러 개의 산과 골을 직선으로 나란히 배열한 구조이다.
여기서 상기 프리즘 구조는 정면 방향의 휘도 향상을 위하여 45°의 경사면을 가지고 있는 삼각 어레이(array) 형태의 구조를 하고 있다. 따라서 프리즘 구조의 상부가 산 모양으로 되어 있어 작은 외부의 긁힘에 의해서 산의 상부가 쉽게 부서지거나 마모되어 프리즘 구조물이 손상되는 문제가 있었다. 동일한 형태의 프리즘 구조에서 출사되는 각이 어레이마다 동일하므로, 삼각형의 모서리 부위의 작은 뭉개짐이 발생하거나 경사면에 발생하는 미세한 스크래치 등에 의해서도 손상된 부위와 정상 부위간의 출사되는 광경로의 차이로 인하여 휘도가 저하되고 불량이 발생하게 된다. 그러므로 프리즘 시트의 생산시 미세한 불량에 의해서도 위치에 따라서는 생산된 프리즘 시트 전면을 사용하지 못하게 되는 경우가 발생하기도 한다. 이는 생산성 저하를 불러오고 곧 원가 상승의 부담으로 작용하게 된다. 실제 백라이트 모듈을 조립하는 업체들에서도 프리즘 시트의 취급시 스크래치에 의한 프리즘 구조물 손상으로 인한 불량이 상당한 문제가 되고 있다.
또한 백라이트 유닛에 장착시 여러 장의 시트 및 필름의 적층작업이 이루어지게 되는데, 휘도를 증가시키기 위하여 프리즘 필름을 복수 장으로 장착할 수 있으며, 이 때 아래쪽의 프리즘 필름 상부와 위쪽의 프리즘 필름 하부가 접하게 되면서 이로 인하여 프리즘 구조물이 용이하게 손상되는 문제점이 있었다.
따라서 이러한 프리즘 구조물의 손상을 방지하기 위하여 종래 보호 필름을 적층하는 경우가 있었다. 그러나 LCD 패널이 점차 얇아지고 있어, 필름을 생략하거나 복합 기능을 가진 시트를 사용하는 추세이며, 또한 보호 필름을 적층하는 공정의 추가로 인한 생산 원가의 증가, 시간적, 물리적 효율성 감소되는 문제가 있다.
이와 같은 제조시 취급에 의한 프리즘 구조물 손상 이외에도 노트북, PDA와 같은 휴대용 디스플레이의 사용이 증가하면서 디스플레이를 가방 등에 넣고 이동하는 경우가 급속하게 증가하고 있다. 이 때, 이동 중 뛰거나 차량 급정차 등에 의하여 디스플레이에 충격이 가해지는 경우 보호 필름이 있더라도 디스플레이 내에 장착된 프리즘 구조물이 손상되어 화면에 영향을 미치는 심각한 문제가 발생되고 있다.
아울러 프리즘 구조물의 굴절률이 낮으면 최종적으로 정면 방향의 휘도 향상에는 한계가 있다.
따라서 외부 충격에 유연하게 대처할 수 있으면서도 굴절률이 높은 프리즘 구조물이 절실하게 필요한 상황이다.
따라서 본 발명은 디스플레이에 적용되었을 때 외부 충격에 영향 받지 않도록 구조층의 손상을 방지할 수 있는 탄성이 있는 프리즘 시트를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 구조층의 손상을 방지하여 취급이 용이하고 휘도가 저하되지 않는 탄성이 있는 프리즘 시트를 제공하고자 한다.
그리고 본 발명은 굴절률이 높은 구조층을 포함하여 휘도가 우수한 탄성이 있는 프리즘 시트를 제공하고자 한다.
한편 본 발명은 보호 필름이 필요 없는 탄성이 있는 프리즘 시트를 제공하고자 한다.
아울러 본 발명은 불량률을 감소시키면서 생산 원가를 절감시키고 생산 효율을 높일 수 있는 탄성이 있는 프리즘 시트를 제공하고자 한다.
이에 본 발명은 바람직한 일 구현예로서 표면이 구조화된 수지 경화층이며, 굴절률이 1.5이상인 구조층을 포함하고; 구조화된 표면의 상면에서 평면압자를 이용하여 0.2031mN/sec의 가압속도로 최대압축력 1gf 또는 2gf 될 때까지 가압하고, 최대압축력에 도달했을 때 5초 동안 멈추어 압축한 후 압축력을 해제하였을 경우, 하기 수학식 1로 표현되는 탄성회복률이 85% 이상인 프리즘 시트를 제공할 수 있다.
수학식 1
Figure pat00001
상기 식에서, D1은 외부압력이 가해져 압축되어 들어간 깊이를 의미하며, D2는 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이와 외부압력이 제거되어 회복시의 프리즘 시트의 높이와의 차이를 의미한다.
상기 구현예에서 바람직하게는 상기 D1 이 하기 수학식 2를 만족하는 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 하기 수학식 3을 만족하는 것일 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 하기 수학식 4를 만족하는 것일 수 있다.
수학식 2
Figure pat00002
수학식 3
Figure pat00003
수학식 4
Figure pat00004
상기 수학식 2~4에서 D는 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이를 의미한다.
상기 구현예에서 상기 프리즘 시트는 구조층용 재료로써 우레탄 아크릴레이트, 스티렌 단량체, 부타디엔 단량체, 이소프렌 단량체, 실리콘 아크릴레이트 등에서 선택된 어느 하나 이상의 경화성 물질을 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에서 상기 프리즘 시트는 단면이 다각형, 반원형 또는 반타원형인 다면체 형상; 또는 단면이 다각형, 반원형 또는 반타원형인 기둥 형상; 또는 단면이 다각형, 반원형 또는 반타원형인 곡선 기둥 형상 중 선택된 한 가지 이상의 패턴이 다수로 형성된 구조층을 포함하는 것일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 프리즘 시트는 디스플레이에 적용되었을 때에 외부에서 충격이 가해지더라도 구조층의 손상을 방지할 수 있다. 따라서 노트북, PDA와 같은 휴대용 디스플레이의 경우에도 가방에 넣고 뛰거나 차량 이동에 의한 급정거 등과 같은 외부 충격에 쉽게 손상되지 않는 효과가 있다.
또한 본 발명은 구조층의 손상을 방지하여 취급이 용이하고 휘도가 저하되지 않는 효과가 있다.
그리고 본 발명은 굴절률이 높은 구조층을 포함하여 휘도가 우수한 탄성이 있는 프리즘 시트를 제공하고자 한다.
한편 본 발명은 보호 필름이 필요 없어 제조 공정이 간편하고 생산 원가 절감 및 생산 효율을 증대시킬 수 있다.
아울러 본 발명은 제조 공정시 필름 적층이나 외부 충격에 쉽게 손상되지 않으므로 불량 발생률이 줄어들어 생산 원가 절감 및 생산 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 프리즘 시트의 탄성회복률을 시험하는 모식도,
도 2는 탄성회복률이 높은 고분자 재료에 적용되는 힘과 D1 및 D2와의 관계를 나타내는 그래프,
도 3은 탄성회복률이 낮은 고분자 재료에 적용되는 힘과 D1 및 D2와의 관계를 나타내는 그래프,
도 4는 본 발명의 프리즘 시트에 스크래치용 프로브(probe, 탐침)를 사용하여 스크래치를 주는 모습을 나타내는 모식도,
도 5는 종래 프리즘 시트에 스크래치용 프로브(probe, 탐침)를 사용하여 스크래치를 주는 모습을 나타내는 모식도이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 프리즘 시트는 특별히 한정되는 것은 아니나, 기재층 및 그 일면 또는 양면에 형성되는 구조층을 포함하며, 상기 구조층은 표면이 구조화된 수지 경화층으로서 복수개의 입체구조물을 포함하는 것일 수 있다.
상기 복수개의 입체구조물 중에서도 단면이 다각형인 구조물을 포함하는 경우, 프리즘 시트에서 상부가 산 모양으로 뾰족한 형태이므로, 외부 충격에 쉽게 손상될 수 있는데, 본 발명의 프리즘 시트는 외부에서 힘이 가해지더라도 쉽게 변형되었다가 쉽게 복원되므로 외부 충격에 쉽게 손상되지 않는다.
이를 위한 본 발명의 프리즘 시트는 구조층의 구조화된 표면의 상면에서 평면압자를 이용하여 0.2031mN/sec의 가압속도로 최대압축력 1gf 또는 2gf 될 때까지 가압하고, 최대압축력에 도달했을 때 5초 동안 멈추어 압축한 후 압축력을 해제하였을 경우, 하기 수학식 1로 표현되는 탄성회복률이 85% 이상인 것이 바람직하다.
수학식 1
Figure pat00005
상기 식에서, D1은 외부압력이 가해져 압축되어 들어간 깊이를 의미하며, D2는 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이와 외부압력이 제거되어 회복시의 프리즘 시트의 높이와의 차이를 의미한다.
본 발명의 프리즘 시트에 있어서 상기와 같이 가압하였다가 가압하였던 힘을 제거하였을 때 상기 수학식 1로 표현되는 탄성회복률이 85% 이상인 경우, 외부에서 충격이 가해지더라도 충격에 유연하게 대처할 수 있을 정도의 탄성력을 갖게 되어 구조층의 손상을 방지할 수 있다.
반면, 상기 프리즘 시트가 상기와 같이 가압하였다가 가압했던 힘을 제거하였을 때 상기 수학식 1로 표현되는 탄성회복률이 85% 미만인 경우에는 다른 필름과 접하거나 하중을 받는 경우 구조층의 상부가 눌린 채로 유지되어 프리즘 시트로서의 제기능을 수행하지 못할 우려가 있다.
또한 본 발명의 프리즘 시트는 외부압력이 가해져 압축되어 들어간 깊이를 의미하는 상기 D1 이 하기 수학식 2를 만족하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 다음의 수학식 3을 만족하는 것이 좋고, 보다 더 바람직하게는 하기 수학식 4를 만족하는 것이 좋다.
수학식 2
Figure pat00006
수학식 3
Figure pat00007
수학식 4
Figure pat00008
상기 수학식 2~4에서 D는 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이를 의미한다.
즉, 본 발명의 프리즘 시트는 외부압력이 가해져 압축되어 들어간 깊이가 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이에 대하여 1/25 이상이 되도록 유연성을 갖는 것이 다른 필름과 접하거나 하중을 받는 경우 구조층의 상부가 정상적인 모양을 유지하는 데 있어서 더 유리할 수 있다.
결과적으로 본 발명의 프리즘 시트는 하중을 많이 받게 되면 입체적인 구조를 갖는 구조층이 쉽게 들어가지만, 압축 상태가 해제되면 최대한 원상태에 가깝게 회복되므로, 외부의 충격에도 구조층이 손상되지 않는다.
이와 같이 탄성력을 갖는 구조층은 굴절률이 1.5 이상인 것이 바람직하다. 이는 하기 설명하는 기재층의 굴절률을 고려하였을 때 집광 효율이 높이기 위함이며, 최종적으로 정면 방향의 휘도가 우수하도록 하기 위함이다.
상기 탄성회복율과 굴절률을 만족하는 프리즘 시트를 제공하기 위한 수단으로는 다양한 방법을 들 수 있는데, 그 하나로는 프리즘 시트의 구조층을 형성하는 조성에 있어서 고무의 성향에 비하여 엘라스토머의 성향을 많이 나타내면서도 광학적 특성을 저해하지 않는 재료를 사용하는 방법을 들 수 있다.
이와 같은 측면에서 우레탄 아크릴레이트, 스티렌 단량체, 부타디엔 단량체, 이소프렌 단량체, 실리콘 아크릴레이트 등을 구조층 형성용 재료로 고려할 수 있으나, 상기한 탄성회복률 특성치를 만족하는 경우라면 구조층 형성용 재료 중 포함되는 경화형 단량체 또는 올리고머가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 이러한 구조층 형성용 재료의 제조시 사용되는 성분의 특성을 변화시킴으로써 상기 탄성회복율과 굴절률을 만족하는 프리즘 시트를 제공할 수 있다.
예컨대, 우레탄 아크릴레이트에 제조에 사용하는 우레탄 프리폴리머의 모노머를 고굴절 모노머를 사용하여 제조할 수 있다. 우레탄 프리폴리머는 폴리올(polyol) 또는 디올(diol)과 디이소시아네이트(diisocyanate)를 반응하여 제조하는데, 이 반응에 사용하는 디올(diol)에 고굴절의 모노머를 사용하여 우레탄 프리폴리머의 굴절률을 조절할 수 있다. 이러한 고굴절의 모노머의 예로서 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌(9,9-Bis(4-hydoxyphenyl)fluroene), 비스페놀 A(Bisphenol A), 비스(4-하이드록시페닐)메탄(Bis(4-hydroxyphenyl)methane), 4,4′-티오디페놀(4,4′-Thiodiphenol), 4,4′-디하이드록시디페닐에테르(4,4′-dihydroxydiphenyl ether), 4,4′-디하이드록시디페닐(4,4′-dihydroxydiphenyl) 등을 들 수 있다.
한편, 본 발명의 프리즘 시트는 표면이 구조화된 수지 경화층으로서 복수개의 입체구조물을 갖는 구조층을 포함하고, 구조층 단면이 다각형, 반원형 또는 반타원형인 다면체 형상일 수 있으며, 또는 단면이 다각형, 반원형 또는 반타원형인 기둥 형상일 수 있으며, 또는 단면이 다각형, 반원형 또는 반타원형인 곡선 기둥 형상일 수 있다. 또한 이들 중 한 가지 이상의 패턴이 혼합된 형상일 수도 있다.
또한 평면에서 보았을 때 적어도 하나 이상의 동심원 형상으로 배열된 구조를 가지면서, 동심원을 따라 산과 골이 형성된 구조를 갖는 경우도 포함한다.
이러한 패턴은 선형 배열될 수 있고, 비선형으로 배열될 수도 있다.
구조층의 단면이 다각형인 경우, 꼭지점의 각도에 따라 휘도와 광시야각의 특성 변화가 심한바, 집광에 의한 휘도와 광시야각을 고려하여 꼭지점의 각도가 80~100°인 것이 유리할 수 있고, 85~95°인 것이 더 유리할 수 있다.
상기 프리즘 시트의 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 폴리아미드로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 형성되고, 광확산 입자를 더 포함하여 요철이 형성된 구조를 형성할 수도 있다. 상기 기재층의 두께는 10~1000㎛인 것이 기계적 강도, 열안정성, 필름의 유연성 및 투과광의 손실 방지 측면에서 유리하다. 이러한 기재층의 굴절률은 1.4 이상인 것으로 구조층의 굴절률 보다 낮은 것이 바람직하다.
본 발명의 프리즘 시트를 제조하는 방법은 특별히 한정된 것은 아니며, 예컨대 상기 구조층용 재료에 자외선 경화제 등의 첨가제를 첨가하여 자외선 경화형 액상 조성물을 제조한 후, 이것을 기재층에 코팅한 후 경화시킴으로써 프리즘 시트를 제조할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 프리즘 시트의 탄성회복률을 시험하는 모식도이다.
평면압자(11)를 이용하여 프리즘 시트의 구조층(10)에 힘을 가하면 (B)와 같이 구조층(10)의 상부면이 압축된다. 이때 압축되어 들어간 깊이가 D1이다. 본 발명의 프리즘 시트는 상기 D1이 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이(D)에 대하여 1/25 이상, 더욱 바람직하게는 1/19 이상, 보다 더 바람직하게는 1/14 이상이 되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 프리즘 시트는 외부충격에 대하여 손상 없이 많이 들어갈 수 있도록 유연성을 갖는다.
이후 다시 평면압자(11)를 제거하면 (C)와 같이 구조층(10)의 상부면이 손상 없이 최대한 원상태로 회복된다. 이 때 회복된 광학시트의 높이와 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이(D)와의 차이가 D2이다.
따라서 외부압력이 가해져 압축되어 들어간 깊이와 압축되었다가 회복된 구조물의 높이 차이인 (D1-D2)가 클수록 탄성력이 우수한 것이며, 본 발명의 프리즘 시트는 상기 수학식 1로 표현되는 탄성회복률이 85% 이상을 만족하여, D1이 크면서도 (D1-D2)가 커서 탄성력이 우수한 것으로, 외부충격에 대하여 많이 들어가면서 다시 최대한 원상태로 회복된다.
도 2는 탄성회복률이 우수한 고분자 재료에 적용되는 힘과 D1 및 D2와의 관계를 나타내는 그래프이며, 도 3은 탄성회복률이 낮은 고분자 재료에 적용되는 힘과 D1 및 D2와의 관계를 나타내는 그래프이다. 탄성회복률이 높은 재료일수록 D2의 값이 0에 가까워지며, 이상적인 탄성을 가지는 재료일 경우 D2=0이 되어 탄성회복률은 100%가 된다. 반대로 탄성이 낮은 재료일수록 D2의 값이 D1에 근접하게 되어 (D1-D2)가 0에 근접하게 된다.
본 발명의 프리즘 시트는 도 2의 그래프에 근접하는 것이며, 본 발명의 고분자 재료가 도 2의 그래프의 곡선 형태에 제한되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 프리즘 시트(50)에 스크래치용 프로브(probe, 탐침)(15)를 사용하여 스크래치를 주는 모습을 나타내는 모식도이고, 도 5는 종래 프리즘 시트(30)에 스크래치용 프로브(probe, 탐침)(15)를 사용하여 스크래치를 주는 모습을 나타내는 모식도이다.
종래 프리즘 시트(30)가 스크래치용 프로브(15)로 인하여 구조층(35) 상부가 변형되거나 깨져나가 손상이 많이 간 것을 볼 수 있으며, 이와는 달리 본 발명의 프리즘 시트(50)는 스크래치를 주더라도 구조층(55)의 상부에 손상이 발생되지 않는 것을 볼 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예로 더욱 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
우레탄 아크릴레이트 올리고머의 제조
합성예 1
오일배스, 온도계, 환류냉각기, 적가펀넬이 설치된 1000ml 4구 플라스크에 에테르 계열의 폴리올(PPG, BASF사 Lupranol 1100) 0.164몰, 1,6-헥산디올을 0.135몰, 9,9-Bis(4-hydorxyphenyl)fluorene을 0.14몰, 반응 촉매인 디부틸틴디라우레이트 0.03g을 투입하여 약 70~80℃에서 30분 교반하여 혼합시킨 후 디페닐메탄디이소시아네이트 0.730몰을 약 1시간 간격으로 2내지 3단계로 나누어 첨가하여 총 약 5시간 가량 반응을 진행하여 말단이 이소시아네이트로 되어있는 우레탄 프리폴리머를 제조하였다. 이때 말단이 이소시아네이트로 되어있는 프리폴리머의 R(N=C=O/OH, 이소시아네이트기와 하이드록시기와의 비율)값은 약 1.65였다.
이후 비닐그룹의 열중합을 막기 위해 반응기의 온도를 약 50℃로 떨어뜨린 후 여기에 히드록시에틸 아크릴레이트 0.657몰을 첨가하여 이소시아네이트기들이 완전히 소모될 때까지 4~6시간동안 교반하였다. FT-IR 스펙트럼을 이용하여 2270 cm-1 부근의 N=C=O의 특성피크로 잔여 이소시아네이트가 없는 것을 확인하여 반응을 종결하여 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 얻었다.
합성예 2
상기 합성예 1에서 9,9-Bis(4-hydorxyphenyl)fluorene대신에 Bisphenol A 0.14몰을 사용하여 얻어진 우레탄 프리폴리머를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조하였다.
합성예 3
상기 합성예 1에서 9,9-Bis(4-hydorxyphenyl)fluorene대신에 Bis(4-hydroxyphenyl)methane 0.14몰을 사용하여 얻어진 우레탄 프리폴리머를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조하였다.
합성예 4
상기 합성예 1에서 9,9-Bis(4-hydorxyphenyl)fluorene대신에 4,4'-Thiodiphenol 0.14몰을 사용하여 얻어진 우레탄 프리폴리머를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조하였다.
합성예 5
상기 합성예 1에서 9,9-Bis(4-hydorxyphenyl)fluorene대신에 4,4'-dihydoxydiphenyl ether 0.14몰을 사용하여 얻어진 우레탄 프리폴리머를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조하였다.
합성예 6
상기 합성예 1에서 9,9-Bis(4-hydorxyphenyl)fluorene대신에 4,4'-dihydoxybiphenyl 0.14몰을 사용하여 얻어진 우레탄 프리폴리머를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조하였다.
프리즘 시트 제조
실시예 1
전체조성 100중량부에 대해서, 상기 합성예 1에서 제조하여 얻은 우레탄아크릴레이트 70중량부, 페녹시에틸메타크릴레이트 (Sartomer, SR340) 10중량부, 페녹시에틸아크릴레이트(Sartomer, SR339) 15중량부, 광개시제 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드 1.5중량부, 광개시제 메틸벤조일포메이트 1.5중량부, 첨가제 bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacate 2.0중량부를 혼합하여 60℃에서 1시간 혼합하여 조성물을 제조하였다. 그 후, 기재층인 폴리에틸렌테레프탈레이트(KOLON社, 두께 188㎛) 일면에 도포하여 35℃의 프리즘 형상롤러의 프레임 위에 놓고 자외선조사장치(Fusion社, 600Watt/inch2)에 type-D bulb를 장착하여 기재층 방향에서 900mJ/cm2을 조사하여 프리즘 꼭지각이 90°, 피치가 50㎛, 높이가 27㎛인 삼각 프리즘을 선형 배열로 형성시켜 프리즘 시트를 제조하였다. (D=215㎛)
실시예 2
상기 실시예 1에서 단면이 반원형이고, 피치가 50㎛, 높이가 27㎛인 렌티큘러 렌즈를 선형 배열로 형성시켜 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 단면이 반원형이고, 피치가 50㎛, 높이가 27㎛인 프리즘을 선형 배열로 형성시켜 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 단면이 오각형이고, 꼭지각이 95°, 피치가 50㎛, 높이가 27㎛인 프리즘을 선형 배열로 형성시켜 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 단면이 반원형이고, 피치가 50㎛, 높이가 27㎛인 프리즘을 비선형 배열로 형성시켜 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에서 합성예 2에서 수득한 우레탄 아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 7
상기 실시예 1에서 합성예 3에서 수득한 우레탄 아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 8
상기 실시예 1에서 합성예 4에서 수득한 우레탄 아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 9
상기 실시예 1에서 합성예 5에서 수득한 우레탄 아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 10
상기 실시예 1에서 합성예 6에서 수득한 우레탄 아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 프리즘 시트를 제조하였다.
실시예 11
상기 실시예 1에서 합성예 1에서 수득한 우레탄 아크릴레이트를 사용하고, 기재층으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(KOLON社, 두께 125㎛)를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 프리즘 시트를 제조하였다.(D=152㎛)
실시예 12
상기 실시예 1에서 합성예 1에서 수득한 우레탄 아크릴레이트를 사용하고, 기재층으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(KOLON社, 두께 250㎛)를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 프리즘 시트를 제조하였다.(D=277㎛)
비교예 1
프리즘 시트로서 3M社의 BEFⅢ 프리즘 필름을 사용하였다.(D=215㎛)
비교예 2
프리즘 시트로서 두산社의 Brtie-200 프리즘 필름을 사용하였다.(D=215㎛)
비교예 3
프리즘 시트로서 LG社의 LES-T2 프리즘 필름을 사용하였다.(D=220㎛)
상기 각 실시예 및 비교예에서 구조층용 조성물로 형성된 구조층의 굴절률을 하기와 같은 방법으로 측정하였으며, 프리즘 시트의 D1, 탄성회복률, 내스크래치성 및 휘도를 다음과 같이 측정하여 표 1에 나타내었다.
(1) 구조층 굴절률
구조층의 굴절률을 평가하기 위하여 PET 필름 상부에 구조층용 조성물을 코팅한 후, 그 위에 표면이 매끈한 금속판을 겹쳐 두께가 20㎛가 되도록 압력을 가하여 미국 표전사의 무전극형 자외선조사장치(600W/inch)에 Type-D bulb를 장착하고 700mJ/㎠의 에너지를 PET 필름 방향에서 조사한 후, 금속판을 분리하였다. 조성물이 경화된 PET 필름을 굴절계(모델명 : IT, 일본 ATAGO ABBE)를 사용하여 측정하였다. 측정을 위한 광원은 589.3㎚의 D 광전 나트륨램프를 이용하였다.
(2) D1 및 탄성회복률
실시예 및 비교예에서 제조된 프리즘 시트를 일본 시마즈사의 미소압축경도계(Shimadzu DUH-W201S)를 사용하여 'Load-Unload test' 항목을 이용하여 D1 및 탄성회복률을 측정하였다. 직경 50㎛인 평면압자의 중앙 부분에 프리즘 시트 구조층에서 산 모양의 뾰족한 부분이 오도록 위치시킨 후, 다음의 조건에서 D1 및 탄성회복률을 5회 반복하여 측정하고 평균값을 구하여 하기 표 1에 나타내었다.
[측정조건 1]
a. 가해주는 최대 압축력 : 1gf(=9.807mN)
b. 시간당 가해지는 압축력 : 0.2031mN/sec
c. 최대 압축력에서의 멈춤시간 : 5sec
[측정조건 2]
a. 가해주는 최대 압축력 : 2gf(=19.614mN)
b. 시간당 가해지는 압축력 : 0.2031mN/sec
c. 최대 압축력에서의 멈춤시간 : 5sec
(3) 내스크래치성
상기 실시예 및 비교예의 프리즘 시트를 IMOTO社의 Big Heart 테스트 장치에 의한 기본 무게를 사용하여 최소한의 압력을 가하였을 때, 구조층의 스크래치 발생 여부를 측정하였으며, 그 결과는 다음 표 1과 같다. 손상의 정도는 육안 판단하였으며, 기준은 다음과 같다.
내스크래치성 나쁨 ← × < △ < ○ < ◎ → 내스크래치성 우수
(4) 휘도
17인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛(모델명:LM170E01, 대한민국 희성전자제조)에 상기 실시예 및 비교예 각각의 광학시트 2장을 직교방향으로 적층하여 고정하고, 휘도계(모델명:BM-7, 일본 TOPCON사)를 사용하여 임의의 13지점의 휘도를 측정하여 그 평균값을 구하였다.
Figure pat00009
상기 표 1에서와 같이 탄성회복률이 85% 이상인 본 발명의 실시예에 의한 프리즘 시트는 구조층의 내스크래치성이 매우 우수한 것을 볼 수 있으며, 이로써 본 발명의 프리즘 시트는 외부충격시 구조물의 손상 없이 많이 들어갔다가 다시 최대한 원상태에 가깝게 회복되므로, 외부 충격에 유연하게 대처할 수 있으며, 쉽게 손상되지 않는다는 것을 알 수 있다. 따라서 구조층 손상으로 인한 휘도의 저하도 발생되지 않을 것임을 예상할 수 있다.
또한 구조층의 굴절률이 1.5 이상인 본 발명에 따른 실시예의 광학시트는 백라이트 유닛에 적용함에 문제 없을 정도의 적정 휘도를 제공할 수 있음을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 단면이 다각형, 반원형 또는 반타원형인 다면체 형상, 또는 단면이 다각형, 반원형 또는 반타원형인 기둥 형상, 또는 단면이 다각형, 반원형 또는 반타원형인 곡선 기둥 형상 중 선택된 한 가지 이상의 패턴이 다수로 형성되어 표면이 구조화된 수지 경화층이며, 굴절률이 1.5 이상인 구조층을 포함하고;
    구조화된 표면의 상면에서 평면압자를 이용하여 0.2031mN/sec의 가압속도로 최대압축력 1gf 또는 2gf 될 때까지 가압하고, 최대압축력에 도달했을 때 5초 동안 멈추어 압축한 후 압축력을 해제하였을 경우, 하기 수학식 1로 표현되는 탄성회복률이 85% 이상인 프리즘 시트.
    수학식 1
    Figure pat00010

    상기 식에서, D1은 외부압력이 가해져 압축되어 들어간 깊이를 의미하며, D2는 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이와 외부압력이 제거되어 회복시의 프리즘 시트의 높이와의 차이를 의미한다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    D1 은 다음의 수학식 2를 만족하는 것임을 특징으로 하는 프리즘 시트.
    수학식 2
    Figure pat00011

    상기 식에서 D는 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이를 의미한다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    D1 은 다음의 수학식 3을 만족하는 것임을 특징으로 하는 프리즘 시트.
    수학식 3
    Figure pat00012

    상기 식에서 D는 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이를 의미한다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    D1 은 다음의 수학식 4를 만족하는 것임을 특징으로 하는 프리즘 시트.
    수학식 4
    Figure pat00013

    상기 식에서 D는 외부압력이 가해지지 않은 상태의 프리즘 시트의 높이를 의미한다.
  5. 제 1 항에 있어서,
    프리즘 시트는 구조층용 재료로 우레탄 아크릴레이트, 스티렌 단량체, 부타디엔 단량체, 이소프렌 단량체, 실리콘 아크릴레이트 등에서 선택된 어느 하나 이상의 경화성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리즘 시트.
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