KR20130034516A - 확산시트 및 이를 포함하는 휘도증강 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정디스플레이에 사용되는 휘도증강필름에 적용되는 확산시트에 관한 것으로, 1축 연신 필름을 기재층으로 하여 상기 기재층의 적어도 일면에 광확산층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 확산시트에 관한 것이다.

Description

확산시트 및 이를 포함하는 휘도증강 필름{Diffuser Sheet and Brightness Enhancement Film}
본 발명은 액정디스플레이에 사용되는 확산시트에 관한 것이다.
일반적으로 BLU에는 고휘도 및 광의 균일도를 위하여, 반사필름, 확산필름, 프리즘 필름 등이 사용된다. 또한, 휘도증강 및 광확산 기능을 하는 휘도증강필름도 사용되는데, 휘도증강필름의 경우 편광된 광이 보다 넓은 각도로 랜덤한 편광 빛이 출사되기 위해서 다층 필름 위에 확산기능을 가지는 확산층을 도입하는 것이 일반적이다. 휘도증강필름에 확산층을 형성하는 방법으로는 확산제를 사용하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 혹은 폴리카보네이트 필름 위에 코팅한 후, 교호 다층 필름과 접착제로 합지하여 제조하거나, 교호다층 필름 위에 바로 확산제를 코팅하는 방법, 그리고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이나 폴리카보네이트필름 제조시 표면 매트처리를 통해서 제조될 수 있다.
또한, 휘도증강필름에 확산시트를 도입할 수도 있는데, 일반적으로, 확산시트는 기재층으로 사용되는 2축 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 광확산층이 코팅되어 구성된다. 그러나, 이러한 구성을 가지는 확산필름을 편광된 빛을 비편광시키거나 역산란을 야기시켜 전체적인 광학특성을 저하시키는 요인이 된다.
본 발명은 편광된 빛의 비편광화나 역산란을 최소화할 수 있는 확산시트를 제공하고자 한다.
이에 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서, 1축 연신 필름으로 이루어진 기재층; 및 상기 기재층의 적어도 일면에 형성된 광확산층을 포함하는 확산시트를 제공한다.
상기 구현예에 의한 1축 연신 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리에폭시 필름으로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 1축 연신 필름의 면내 굴절율 차(△n = |nx - ny|)는 0.03이상일 수 있으며, 상기 nx는 1축 연신 필름에서 연신 방향의 굴절율이고, 상기 ny는 연신 방향과 수직한 방향의 굴절율이다.
상기 구현예에 의한 1축 연신 필름의 굴절율은 1.0 이상 1.65 이하인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 1축 연신 필름의 연신 방향이 MD 방향인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 1축 연신 필름의 연신 방향이 TD 방향인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 광확산층은 바인더 수지; 및 상기 바인더 수지 100중량부에 대하여 광확산 입자 20~200중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 광확산 입자는 평균입경이 1~10㎛인 제1 광확산 입자와 평균입경이 10~30㎛인 제2 광확산 입자 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 광확산 입자는 평균입경이 1~10㎛이고, 굴절율이 n1인 제1 광확산 입자; 및 평균입경이 10~30㎛이고, 굴절율이 n2인 제2 광확산 입자를 포함하되, |n1-n2| > 0.02 인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 광확산 입자는 제1 광확산 입자와 제2 광확산 입자를 10:90~90:10의 함량으로 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 확산시트는 휘도증강필름용인 것일 수 있다.
본 발명의 확산시트는 그 기재로서 1축 연신 필름을 사용함으로써 편광된 빛의 비편광화나 역산란을 최소화할 수 있어 휘도 향상 효과를 나타내므로, 특히, 휘도증강필름용으로 적합하다.
도 1은 본 발명에 따른 확산시트의 종단면도이다.
<도면 부호의 상세한 설명>
(1) 기재층, (2) 광확산층
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 1축 연신 필름으로 이루어진 기재층; 및 상기 기재층의 적어도 일면에 형성된 광확산층을 포함하는 확산시트에 관한 것이다.
상기 1축 연신 필름은 편광된 빛의 비편광화나 역산란을 차단하거나 감소시킬 수 있다. 상기 1축 연신 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리에폭시 필름으로 구성된 군에서 선택되는 필름인 것일 수 있다.
상기 1축 연신 필름은 상기 1축 연신 필름의 면내 굴절률 차(Δn = |nx - ny|)가 0.03 이상, 바람직하게는 0.05 이상, 보다 바람직하게는 0.5이상, 보다 바람직하게는 1.0 이상, 보다 바람직하게는 1.5 이상일 수 있다. 상기 굴절률 차(Δn = |nx - ny|)가 0.03 미만일 경우 빛의 비편광화나 역산란의 문제가 생길 수 있으며, 이로 인해 휘도가 감소된다. 여기서, nx는 1축 연신 필름에서 연신 방향의 굴절율이고, ny는 연신 방향과 수직한 방향의 굴절율이다. 상기 1축 연신 필름의 굴절율은 1.0 이상 1.65 이하일 수 있다.
상기 1축 연신 필름의 연신 방향이 MD(Machine Direction) 방향 또는 TD(Tentor Direction) 방향일 수 있다.
상기 광확산층은 바인더 수지 및 광확산 입자를 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지로는, 특별히 한정되지는 않은나, 예를 들어, 폴리비닐계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 스티렌계 수지, 알키드계 수지, 아미노계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지 등의 열경화형 또는 자외선 경화형 수지 등을 단독으로 또는 2종 이상으로 포함할 수 있다.
상기 광확산층에 포함된 광확산 입자로는 유기계 또는 무기계 입자를 들 수 있다. 무기계 입자의 일예로는 실리카, 지르코니아, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티타늄 등을 들 수 있고, 유기계 입자의 일예로는 스티렌, 멜라민 포름알데하이드, 벤조구아나민 포름알데하이드, 벤조구아나민 벨라민 포름알데하이드, 프로필렌, 에틸렌, 실리콘, 우레탄, 메틸(메타)아크릴레이트 등의 모노머로부터 얻어지는 호모폴리머 또는 코폴리머 등을 들 수 있고, 이들의 단분산 또는 다분산 형태의 것 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광확산 입자의 함량은 바인더 수지 100 중량부에 대하여 20~200 중량부일 수 있다. 광확산 입자의 함량이 20 중량부 미만이면 확산기능이 떨어져서 정면을 0도로 기준하였을 때 상하 시야각 50~60도에서의 휘도가 저하되는 문제가 발생한다. 그리고 200 중량부 초과이면 필름의 탁도가 증가되고 외부 충격에 의한 입자의 탈리가 발생하여 전체적인 휘도가 저감되는 문제점이 있다.
한편, 광확산층이 서로 다른 입경을 갖는 광확산 입자를 포함하면, 적합한 은폐성 및 휘도향상 특성이 있으므로, 상기 광확산층은 평균입경이 1~10㎛인 제1 광확산 입자 및 평균입경이 10~30㎛인 제 2 광확산 입자중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 입경과 더불어 굴절률이 서로 다른 광확산 입자를 포함하면, 은폐성 및 휘도향상은 더욱 향상될 수 있다. 일 예로서, 상기 광확산 입자로 평균입경이 1~10㎛이고, 굴절율이 n1인 제 1 광확산 입자; 및 평균입경이 10~30㎛이고, 굴절율이 n2인 제 2 광확산 입자를 도입하는 경우를 들 수 있다. 상기 n1 및 n2가 다를 경우, |n1-n2| > 0.02 만족할 수 있으며, 상기 굴절률 차이의 범위를 만족하지 않는 경우에는 확산기능이 다소 저감되고, 은폐성이 감소하여 다층압출에서의 모아레의 은폐가 되지 않아서 상대적으로 불량을 야기하는 경우가 발생한다.
바람직하게는 상기 광확산층은 제 1 광확산 입자와 제 2 광확산 입자를 10:90 ~ 90:10 의 함량비로 포함할 수 있으며, 이 범위를 벗어나는 경우에는 큰 입자사이의 공극을 작은 입자들이 메우는 효과로 인하여 전체적인 필름의 탁도가 높아져서 휘도를 저감시키게 된다.
상기 광확산층의 헤이즈는 30~100%, 바람직하게는 35~100%, 보다 바람직하게는 40~100%일 수 있다. 상기 헤이즈가 30% 미만이면, 광확산 효과가 미미할 수 있다.
전술한 바와 같은 확산시트는 특히, 액정 디스플레이에 사용되는 휘도증강필름용으로 적합하다.
휘도증강필름이란 일반적으로, 편광기술을 응용하여 특정 빛은 내보내고 특정 빛은 연속적으로 반사시켜 빛의 효율성을 높여주는 필름을 의미한다. 따라서, 1축 연신 필름을 기재로 사용한 본 발명의 확산시트를 휘도증강필름에 적용할 경우 편광된 빛의 비편광화나 역산란을 최소화할 수 있으므로 휘도증강필름의 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
구체적으로, 다층 박막을 포함하는 휘도증강필름 상에 본 발명의 확산 시트를 형성하되, 상기 휘도증강필름 다층 박막의 반사축과 상기 확산 시트 1축 연신 필름의 광축이 이루는 각도를 조절하여, 빛의 비편광화 또는 역산란을 감소시킬 수 있다. 바람직하게는 상기 다층 박막의 반사축과 확산필름의 광축이 이루는 각도가 40도 이하, 보다 바람직하게는 20도 이하, 보다 바람직하게는 0도 경우 빛의 비편광화 또는 역산란화를 최소화하여 휘도 상승 효과를 증가시킬 수 있다.
휘도증강필름에 1축 연신 필름을 포함하는 확산 시트를 적용할 경우 휘도증강필름 다층 박막의 반사축과 확산 시트 1축 연신 필름의 광축이 이루는 각도를 조절하는 것은 Roll to Roll 공정으로 용이하게 구현할 수 있으나, 2축 연신 필름을 포함하는 확산 시트는 광축이 U자 모양을 가지고 있어 Roll to Roll 공정에 적용 했을 시 오히려 편광된 빛을 상쇄시켜줄 수 있다.
이하에서, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
100중량부의 아크릴 수지 A814 (애경화학사 제품)에 대해 메틸에틸케톤 100중량부, 톨루엔 100중량부를 넣어 희석한 후, 제2 광확산 입자로서 평균 입경 15㎛의 구형 폴리메틸메타크릴레이트 입자 MX1500 (일본 소캔사 제품)(n=1.49)와 제1 광확산 입자로서 평균 입경 8㎛의 폴리에스테르 입자(n=1.54)의 중량비가 90:10으로 첨가하였으며, 구형입자들은 바인더 대비 170 중량부 혼합하여 밀링기로 분산시킨 후 두께 188㎛인 1축 연신 PET (Kolon社 H11F) 기재층의 일면에 그라비아를 이용하여 코팅액을 도포하여 건조 후 두께가 30um가 되도록 도포하여 광확산층을 형성하여, 확산 시트를 제조하였다.
<실시예 2~5>
제1 광확산 입자와 제2 광확산 입자의 중량비를 표 1에 기재된 바와 같이 포함되도록 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 확산 시트를 제조하였다.
<비교예 1>
기재층으로서 2축 연신 PET 필름을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 확산시트를 제조하였다.
실시예 및 비교예에서 제조된 확산시트에 대하여 헤이즈와 휘도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 헤이즈
JIS K 7136 규격에 의하여 측정하는데 Nippon Denshoku사 NDH2000 장비를 이용하여 광원입사부가 배면에 오도록 위치시켜 측정값을 얻어낸다.
(2) 휘도
60분 이상 예열시킨 BLU 위에 측정하고자 하는 확산 시트를 장착하여 Topcon社 BM-7A 장비를 이용하여 휘도를 측정하였다.
(3) 상대휘도
위에서 측정한 휘도를 다음 식에 적용하여 계산한다.
상대휘도 = (확산시트 사용시 휘도 - 확산시트 미사용시 휘도)/(확산시트 미 사용시 휘도)
입자비율
(제1 광확산 입자:제2 광확산 입자)		 헤이즈 상대휘도(%)
실시예 1 90:10 96 94
실시예 2 100:0 97 83
실시예 3 50:50 96 92
실시예 4 10:90 97 92
실시예 5 0:100 97 81
비교예 1 90:10 96 75
물성평가결과, 표 1에 나타난 바와 같이 상기과 같이 확산시트의 특성 확인 결과 한 입자만 첨가했을 때보다(실시예 5) 굴절률이 서로 다른 입자의 비율이 90:10~10:90 일 때(실시예 1 내지 4) 상대휘도가 90% 이상 값을 나타내는 것을 알 수 있다. 특히 입자 1과 입자2의 비율이 90:10 일 때가 가장 우수한 상대휘도를 가지고 있었다(실시예 1).
그러나, 입자 1과 입자2의 비율이 90:10이더라도, 확산 시트의 기재층이 2축 연신 필름일 경우(비교예 1), 헤이즈 값은 다른 필름과 큰 차이는 없지만 상대휘도가 크게 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 실시예1의 확산 시트와 같이 1축 연신된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 굴절률이 서로 다른 입자비율이 90:10 으로 포함된 확산조액을 코팅한 확산시트가, LCD 패널에 사용되는 휘도증강필름에 적용시 우수한 물성을 나타낼 것이라는 것을 알 수 있다.
이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

Claims (12)

1축 연신 필름으로 이루어진 기재층; 및
상기 기재층의 적어도 일면에 형성된 광확산층을 포함하는 확산시트.
제1항에 있어서,
상기 1축 연신 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리에폭시 필름으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 확산시트.
제1항에 있어서,
상기 1축 연신 필름의 면내 굴절율 차(△n = |nx - ny|)는 0.03이상인 확산시트, 여기서, 상기 nx는 1축 연신 필름에서 연신 방향의 굴절율이고, 상기 ny는 연신 방향과 수직한 방향의 굴절율이다.
제1항에 있어서,
상기 1축 연신 필름의 굴절율은 1.0 이상 1.65 이하인 확산시트.
제1항에 있어서,
상기 1축 연신 필름의 연신 방향이 MD 방향인 확산시트.
제1항에 있어서,
상기 1축 연신 필름의 연신 방향이 TD 방향인 확산시트.
제1항에 있어서,
상기 광확산층은 바인더 수지; 및 상기 바인더 수지 100중량부에 대하여 광확산 입자 20~200중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산시트.
제7항에 있어서,
상기 광확산 입자는 평균입경이 1~10㎛인 제1 광확산 입자와 평균입경이 10~30㎛인 제2 광확산 입자 중 적어도 하나를 포함하는 확산시트.
제7항에 있어서,
상기 광확산 입자는 평균입경이 1~10㎛이고, 굴절율이 n1인 제1 광확산 입자; 및 평균입경이 10~30㎛이고, 굴절율이 n2인 제2 광확산 입자를 포함하되, |n1-n2| > 0.02 인 것을 특징으로 하는 확산시트.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 광확산 입자는 제1 광확산 입자와 제2 광확산 입자를 10:90~90:10의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 확산시트.
제1항에 있어서,
휘도증강필름용인 것을 특징으로 하는 확산시트.
제1항 내지 제 11항 중 어느 한 항의 확산시트를 포함하는 휘도증강필름.

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KR20160018977A (ko) * 2014-08-08 2016-02-18 삼성디스플레이 주식회사 광학 필름 및 이를 포함하는 표시장치

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