KR20130070414A

KR20130070414A - 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR20130070414A
Application number: KR1020110137734A
Authority: KR
Inventors: 조진희; 임창규; 최종규; 박선홍; 정오용
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-27

Abstract

본 발명은 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 표면 경도가 우수하고 대전 방지 성능을 갖는 표면층을 포함하는 광학 시트에 관한 것이다. 본 발명은 표면층에 표면 경도가 우수한 수지를 활용함으로써 보호 필름 제거가 가능하여 비용 절감 효과가 있고, 대전 방지 성능을 부여하여 보호 필름에 대전 방지제가 이동하여 보호 필름 박리시 발생하는 표면 저항값의 상승 문제를 해결하였다.

Description

광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛{Optical sheet and back light unit comprising the same}

본 발명은 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 표면 경도가 우수하고 대전 방지 성능을 갖는 표면층을 포함하는 광학 시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다. 본 발명은 보호 필름을 포함할 필요가 없고 비용 절감 및 공정 단순화 효과가 있으며, 종래 보호 필름 박리 시 발생했던 표면 저항값의 상승 문제를 해결하였다.

액정표시장치는 저소비 전력 장치로서 전지로도 수시간 동안 구동이 가능하다. 또한, 부피가 적어서 공간을 적게 차지하고 가벼워 휴대가 용이한 장점이 있다. 그 결과 텔레비젼, 노트북 컴퓨터 모니터, 데스크탑 컴퓨터 모니터 등에서 널리 사용되고 있다.

이러한 액정표시장치를 포함하는 디스플레이 장치는 휘도 상승 필름을 포함하는 광학 시트를 포함할 수 있다. 휘도 상승 필름은 광원으로부터 디스플레이 유닛에 입사되는 광 중에서 반사되어 소실되는 광을 디스플레이 유닛 쪽으로 되 반사시킴으로써 광의 효율을 높일 수 있다. 휘도 상승 필름으로는 현재 휘도 상승 필름(BEF, brightness enhancement film) 또는 이중 휘도 상승 필름(DBEF, double brightness enhancement film)이 사용되고 있다.

휘도 상승 필름은 적어도 일면에 기재층과 보호 필름이 적층되어 있는 광학 시트 형태에 포함된다. 일 예로, 종래 광학 시트의 형태를 도 1에 나타내었다. 도 1에 따르면, 광학 시트는 휘도 상승 필름(110)의 양면에 기재층( 10a, 10b)이 적층되어 있고, 기재층 위에 보호 필름(20a, 20b)이 적층된 구조를 가진다.

종래 휘도 상승 필름을 포함하는 광학 시트에 대전 방지 성능을 제공하기 위해 보호 필름 자체에 대전방지제를 포함시켰다. 그러나, 보호 필름 제거시 대전방지제가 보호 필름으로 이동함으로써 남아있는 광학 시트는 표면 저항값이 상승한다는 문제점이 있었다.

또한, 종래 휘도 상승 필름의 표면 경도를 높이거나 대전 방지 성능을 제공하기 위해 광학 시트에 추가로 하드 코팅을 하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법은 공정이 복잡하고 비용을 높이는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 보호 필름이 없이도 표면 경도가 우수하고 대전 방지 효과가 있는 광학 시트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 보호 필름 박리로 인한 표면 저항값 상승 문제를 해결할 수 있는 광학 시트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 표면 경도가 향상되고 대전 방지 성능을 갖는 광학 시트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공정이 간단하고 저 비용으로 제조할 수 있는 광학 시트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 광학 시트는 기재층과 상기 기재층의 적어도 일면에 적층되어 있고 열가소성 수지와 대전방지제를 포함하는 표면층을 포함하는 광확산 필름; 및 휘도 상승 필름을 포함할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 광확산 필름은 상기 휘도 상승 필름의 일면 또는 양면에 적층되어 있을 수 있다.

일 구체예에서, 상기 기재층 : 표면층의 두께의 비율은 1:1 내지 20:1이 될 수 있다.

일 구체예에서, 상기 광확산 필름의 표면층은 ASTM D3363으로 측정된 표면 경도 B-2H를 가질 수 있다.

일 구체예에서, 상기 열가소성 수지는 ASTM D3363으로 측정된 표면 경도 H-4H를 가질 수 있다.

일 구체예에서, 상기 기재층은 상기 표면층에 사용되는 열가소성 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.

일 구체예에서, 상기 광확산 필름은 공압출하여 제조될 수 있다.

본 발명의 백라이트 유닛은 상기 광학 시트를 포함할 수 있다.

본 발명은 보호 필름이 없이도 표면 경도가 우수하고 대전 방지 효과가 있는 광학 시트를 제공하였다. 본 발명은 보호 필름 박리로 인한 표면 저항값 상승 문제를 해결할 수 있는 광학 시트를 제공하였다. 본 발명은 표면 경도가 향상되고 대전 방지 성능을 갖는 광학 시트를 제공하였다. 본 발명은 공정이 간단하고 저 비용으로 제조할 수 있는 광학 시트를 제공하였다. 본 발명은 상기 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하였다.

도 1은 종래 광학 시트의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 광학 시트의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛의 일 구체예를 나타낸 것이다.
100:광학 시트, 110:휘도 상승 필름, 120a, 120b:기재층, 130a, 130b:표면층

본 발명의 일 관점인 광학 시트는 기재층과 상기 기재층의 적어도 일면에 적층되어 있고 열가소성 수지와 대전방지제를 포함하는 표면층을 포함하는 광확산 필름; 및 휘도 상승 필름을 포함할 수 있다.

본 발명의 광학 시트에서 광확산 필름은 휘도 상승 필름의 일면 또는 양면에 적층되어 있을 수 있다. 휘도 상승 필름에 광확산 필름을 적층하는 방법은 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있으며, 접착층을 매개로 하여 적층시킬 수 있다.

본 발명의 광학 시트에서 광확산 필름의 기재층은 휘도 상승 필름과 접하도록 적층될 수 있다. 휘도 상승 필름에 광확산 필름의 기재층을 적층하는 방법은 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있으며, 접착층을 매개로 하여 적층시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 광학 시트의 일 구체예를 나타낸 것이다. 도 2에 따르면, 광학 시트(100)는 휘도 상승 필름(110)의 양면에 기재층(120a, 120b)이 적층되어 있고, 기재층 위에 표면층(130a, 130b)이 적층된 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 광학 시트에서 광확산 필름의 표면층은 표면 경도 B-2H를 가질 수 있다. 표면 경도를 측정하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 ASTM D3363에 의해 연필 경도계를 활용하여 측정할 수 있다. 상기 범위 내에서 보호 필름을 사용할 필요가 없이 우수한 표면 경도를 제공하여 백라이트 유닛에 사용할 수 있다.

본 발명의 광학 시트는 상대 습도 40% 및 25℃ 조건에서 1시간 방치 후 측정된 표면 저항이 10¹⁴Ω 이하, 바람직하게는 10¹¹-10¹²Ω이 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 충분한 대전 방지 성능을 확보할 수 있다.

본 발명의 광학 시트에서 기재층:표면층의 두께의 비율은 1:1 내지 20:1이 될 수 있다. 상기 범위 내에서 충분한 연필경도와 기계적 강도를 만족시킬 수 있다. 바람직하게는 1:1 내지 15:1이 될 수 있다.

본 발명의 광학 시트에서 광확산 필름의 두께는 50㎛-200㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 충분한 광 확산 효과를 나타내며, BLU 조립시 유리하고, 필름 제조시 생산성이 향상되는 효과가 있을 수 있다. 바람직하게는 100㎛-150㎛의 두께를 가질 수 있다.

휘도 상승 필름으로는 휘도 상승 필름 BEF 또는 이중 휘도 상승 필름 DBEF가 사용될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 광학 시트는 백라이트 유닛에 포함될 수 있다. 구체적으로 본 발명의 광학 시트는 백라이트 유닛에 있어서 확산 시트와 디스플레이 유닛 사이에 포함될 수 있다. 본 발명의 광학 시트는 휘도 상승 필름을 포함하여, 광원으로부터 디스플레이 유닛에 입사되는 광 중에서 반사되어 소실되는 광으로 디스플레이 유닛으로 되반사시킬 수 있다. 즉, 광이 손실되지 않도록 방지함으로써 광효율을 향상시킬 수 있다. 상기 휘도 상승 필름으로는 특별히 제한되지 않지만, DBEF를 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 광학 시트가 장착된 백라이트 유닛의 일 예를 나타낸 것이다. 상기 백라이트 유닛은 광원(1), 상기 광원으로부터의 빛을 디스플레이 유닛(6) 쪽으로 가이드하기 위한 도광판(3), 상기 도광판의 하부에 설치되어 있고 상기 도광판으로부터 누설된 광을 다시 상기 도광판 측으로 반사하기 위한 반사판(2)을 포함할 수 있다. 상기 도광판의 상부에는 상기 도광판으로부터 출사된 광의 효율을 향상시키기 위한 다수의 광학 시트가 구비되는데, 상기 광학 시트는 확산 시트(4) 외에 프리즘 시트(도시되지 않음), 보호 시트(도시되지 않음)가 더 포함될 수 있다. 상기 확산 시트와 디스플레이 유닛 사이에 본 발명의 광학 시트(5)가 장착될 수 있다.

이하, 본 발명의 광학 시트의 구성에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 광학 시트의 광확산 필름에서 표면층은 열가소성 수지와 대전방지제를 포함할 수 있다.

표면층은 ASTM D3363으로 측정된 표면 경도 B-2H를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서, 내스크래치성을 달성하여 보호필름을 제거할 수 있다. 바람직하게는 표면 경도 B-H를 가질 수 있다.

상기 열가소성 수지는 ASTM D3363으로 측정된 표면 경도 H-4H를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서, 표면층에 충분한 연필경도를 부여할 수 있다. 바람직하게는 표면 경도 3H-4H를 가질 수 있다.

예를 들면, 상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트계 수지, 폴리알킬(메타)아크릴레이트계 수지, 폴리올레핀계 수지, 스티렌계 수지, 폴리우레탄계 수지, (메타)아크릴레이트계 수지, 아크릴 수지, 에틸렌 아크릴산 공중합체 수지, 방향족 비닐계 수지, 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리술폰계 수지, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는 폴리알킬(메타)아크릴레이트계 수지, 보다 바람직하게는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지를 사용할 수 있다.

상기 대전방지제는 정전기 방지 성능을 부여할 수 있는 첨가제로 알려진 것이라면 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 대전방지제는 비이온 아민계 대전방지제, 다가알코올의 지방산 에스테르 대전방지제, 비이온 아미노계 대전방지제, 지방족 아미드계 대전방지제, 이온계 대전방지제, 이온폴리머계 대전방지제, 4급 암모늄계 대전방지제, 이온 컴플렉스계 대전방지제, 리튬 아미드계 대전방지제, 광경화형 대전방지제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.

표면층에서 열가소성 수지:대전방지제는 1:0.01 내지 1:1의 중량 비로 포함될 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 1:0.01 내지 1:0.1의 , 더 바람직하게는 1:0.01 내지 1:0.05의 중량비로 포함될 수 있다.

표면층의 두께는 5㎛-50㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 얇은 표면층의 두께를 가지면서도 충분한 연필경도를 달성할 수 있다. 바람직하게는 10㎛-30㎛의 두께를 가질 수 있다.

본 발명의 광학 시트에서 기재층은 상기 표면층에 사용되는 열가소성 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. 바람직하게는 폴리카보네이트계 수지를 사용할 수 있다.

기재층의 두께는 45㎛-150㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 충분한 광 확산 효과와 표면층의 연필 경도를 감소시키지 않는 효과를 나타낼 수 있다. 바람직하게는 90㎛-120㎛의 두께를 가질 수 있다.

광확산 필름은 공압출하여 제조될 수 있다. 공압출 방법은 당업자에게 알려진 통상의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 기재층을 위한 수지 조성물과 표면층을 위한 수지 조성물을 공압출기의 메인 압출부(main extruder) 및 서브 압출부(sub extruder)에 각각 투입하고, 각각 압출 혼련한 다음, 피드 블록 다이를 통해 공압출하여 기재층과 표면층이 합지된 상태로 광확산 필름을 성형한다. 기재층을 위한 수지 조성물과 표면층을 위한 수지 조성물은 200℃-300℃에서 압출 성형될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 광학 시트에서 휘도 상승 필름은 백라이트 유닛에서 광원으로부터 디스플레이 유닛에 입사되는 광 중 반사되어 손실되는 광을 디스플레이 유닛 쪽으로 되반사시킴으로써 광효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 휘도 상승 필름 BEF 또는 이중 휘도 상승 필름 DBEF를 사용할 수 있다.

본 발명의 광학 시트는 휘도 상승 필름에 광확산 필름을 적층시켜 제조될 수 있다. 적층 방법은 특별히 제한되지 않으며, 접착층을 매개로 하여 적층시킬 수 있다.

본 발명의 다른 관점인 백라이트 유닛은 상기 광학 시트를 포함할 수 있다. 상기 광학 시트는 통상의 방법으로 백라이트 유닛에 포함시킬 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 광학 시트는 백라이트 유닛에서 확산 시트와 디스플레이 유닛 사이에 형성될 수 있다. 도 3 및 상기 도 3에 대한 상세 설명을 참조한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

하기 실시예와 비교예에서 사용된 구체적인 성분의 사양은 다음과 같다.

1. 기재층으로 폴리카보네이트 수지(SC1080, 제일모직)를 사용하였다.

2.표면층으로 폴리메틸메타아크릴레이트 수지(Arkema V040)와 대전방지제(Takemoto ELECUT S-418)을 사용하였다.

3. 보호 필름으로 PE 재질의 점착 필름(LF-CS 301, 일신화학)을 사용하였다.

4. 이중 휘도 상승 필름으로 DBEF 필름(DBEF, 3M)을 사용하였다.

실시예 1

표면층으로 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 10kg과 대전방지제 0.3kg을 혼합하고 압출기 실린더의 온도를 230℃로 하여 용융함으로써 마스터 배치를 제조하였다. 기재층으로 폴리카보네이트 수지 200kg을 압출기 실린더의 온도 270℃로 하여 용융시켰다. 메인 압출부에 폴리카보네이트 수지를 투입하고 서브 압출부에 마스터 배치를 투입한 후 공압출함으로써 기재층에 표면층이 적층된 광확산 필름을 제조하였다(기재층:표면층의 두께 비율은 4:1). 이중 휘도 상승 필름에 상기 제조한 광확산 필름을 적층시켜 광학 시트를 제조하였다.

비교예 1

폴리카보네이트 수지 200kg과 대전 방지제 6kg을 혼합하고 압출기 실린더의 온도를 270℃로 하여 용융함으로써 마스터 배치를 제조하였다. 메인 압출부에 상기 마스터 배치를 투입하고 압출함으로써 단층 구조의 필름을 제조하였다. 보호 필름을 부착하여 광확산 필름을 제조하였다. 이중 휘도 상승 필름에 제조한 광확산 필름을 적층시켜 광학 시트를 제조하였다.

실험예

상기 실시예와 비교예에서 제조한 광학 시트에 대해 하기의 물성을 평가하고 그 결과를 표 1에 나타내었다,

물성 평가 방법

1.표면 경도: 실시예 1의 광학 시트에서는 표면층, 비교예 1의 광학 시트에서는 보호 필름이 적층된 광학 시트에 대하여 ASTM D3363 규정에 따라 연필 경도계(코아테크 코리아, 전동식 연필경도 시험기)를 사용하여 측정하였다.

2.표면 저항: 광학 시트를 상대 습도 40% 및 25℃ 조건에서 1시간 방치 후 저항 측정기 TREK MODE 152 Resistance meter를 사용하여 측정하였다. 실시예 1의 광학 시트에서는 표면층, 비교예 1의 광학 시트에서는 보호 필름을 제거한 후의 광학 시트에 대하여 측정하였다.

	보호 필름 유무	표면 경도	표면 저항 (Ω)	보호필름 제거 후 표면 저항 (Ω)
실시예	없음	H	2.58 x 10¹¹	-
비교예	있음	2B	1.83 x 10¹¹	6.92 x 10¹³

상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 광학 시트는 보호 필름을 사용하지 않고서도 표면 경도가 향상되고, 보호 필름을 포함하는 광학 시트보다 향상된 표면 경도를 확보함으로써, 보호 필름을 사용할 필요가 없다. 또한, 본 발명의 광학 시트는 보호 필름을 사용할 필요가 없으므로, 보호 필름 박리로 인해 표면 저항이 상승되는 문제점을 해결할 수 있었다.

Claims

기재층과 상기 기재층의 적어도 일면에 적층되어 있고 열가소성 수지와 대전방지제를 포함하는 표면층을 포함하는 광확산 필름; 및
휘도 상승 필름을 포함하는 광학 시트.
제1항에 있어서, 상기 광확산 필름은 상기 휘도 상승 필름의 적어도 일면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제2항에 있어서, 상기 광확산 필름에서 상기 휘도 상승 필름의 양면에 상기 기재층이 적층되어 있고, 상기 기재층의 일면에 상기 표면층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제1항에 있어서, 상기 기재층 : 표면층의 두께의 비율은 1:1 내지 20:1인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제1항에 있어서, 상기 광확산 필름의 표면층은 ASTM D3363으로 측정된 표면 경도가 B-2H인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제1항에 있어서, 상기 표면층에서 열가소성 수지:대전방지제는 1:0.01 내지 1:1의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 ASTM D3363으로 측정된 표면 경도 H-4H를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리카보네이트계 수지, 폴리알킬(메타)아크릴레이트계 수지, 폴리올레핀계 수지, 스티렌계 수지, 폴리우레탄계 수지, (메타)아크릴레이트계 수지, 아크릴 수지, 에틸렌 아크릴산 공중합체 수지, 방향족 비닐계 수지, 올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리술폰계 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제1항에 있어서, 상기 기재층은 상기 표면층에 포함되는 열가소성 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제1항에 있어서, 상기 광확산 필름은 공압출하여 제조되는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛.