KR20130077669A - 광확산용 발포수지 필름 및 그를 이용한 광확산 필름 - Google Patents

광확산용 발포수지 필름 및 그를 이용한 광확산 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 열가소성 고분자 수지 필름의 내부에 발포층이 형성되되, 상기 발포층은 필름의 표면을 따라 양면에 형성된 광확산용 발포수지 필름 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 광확산용 발포수지 필름은 차폐성이 우수하면서도 휘도값의 저하가 없는 특성을 갖는다.

Description

광확산용 발포수지 필름 및 그를 이용한 광확산 필름{FOAMED PLASTIC FILM FOR LIGHT DIFFUSING AND LIGHT DIFFUSING FILM USING THE SAME}
본 발명은 광확산용 발포수지 필름 및 이용한 광확산 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 열가소성 고분자 수지 필름의 표면에 발포층이 형성되어 차폐성이 우수하면서도 휘도값의 저하가 적은 광확산용 발포수지 필름 및 그를 이용한 광확산 필름에 관한 것이다.
액정디스플레이(Liquid Crystal Display, 이하, "LDD"라 함)용 광확산 장치가 날로 늘어가는 추세에 따라, 각종 휴대용 화상표시장치 또는 고정식 화상표시장치 용도의 디스플레이로 각광받고 있다.
이러한 LCD 분야의 최근 기술은 소형화 및 초박형화 구현을 위한 방향으로 진행되고 있으며, 더 나아가, 소비전력이 적으면서도 고선명의 화질을 구현할 수 있는 기술개발이 활발하다.
그러나, LCD분야의 초박형화 요구를 충족하기 위해서는 초박형화 제작과정에서 불가피하게 발생되는 백라이트 유닛의 휘선 및 도광판의 도트(Dot)가 보이는 문제점이 해소되어야 한다. 즉, 보다 간단한 방법으로 차폐효과는 올리면서 동시에 휘도 저하가 적은 광학필름 개발을 위해 노력하고 있다.
일반적으로, LCD 백라이트 유닛용 광학필름은 카네비게이션, 휴대폰, PDA, 디지털 카메라, 휴대용 TV, 캠코더 등의 소형용 또는 노트북 PC, 데스크탑 모니터, 대형 TV 등의 중ㆍ대형용에 광범위하게 사용되고 있다.
일반적으로, LCD 백라이트 유닛은 광확산판 아래에 선형 램프가 설치된 직하형 (Direct Type) 백라이트 유닛과 도광판 단면에 한 개 이상의 램프가 설치된 엣지형(Edge Type) 백라이트 유닛으로 분류된다.
LCD 백라이트 유닛용 광학필름은 하확산 시트 및 상확산 시트로 이루어진 광확산 시트 및 수직광을 증가시키는 프리즘 시트로 구성된다.
이때, 하확산 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 광확산판 및 도광판에서 나오는 불균일한 광원을 백라이트 유닛 전면 방향으로 균일한 광으로 전환시키는 기능 및 수직광을 증가시켜 휘도를 밝게 하는 기능을 수행한다.
또한, 상확산 시트는 프리즘 시트를 보호하고 프리즘 시트의 형상을 은폐하는 기능을 수행한다.
이러한 LCD 백라이트 유닛용 광학필름은 상기 기능을 수행하면서 특히, 차폐효과는 올리면서 동시에 휘도 저하가 적은 광학필름 개발을 위하여, 현재 사용되고 있는 광확산 방식은 기재필름의 표면상에 요철을 부여하는 표면 확산 방식과 기재필름의 내부에 확산제를 확산시키는 내부 확산 방식으로 크게 나눌 수 있다.
이에, 표면 확산 방식으로는 기재필름의 표면상에 폴리메틸메타아크릴레이트 입자(PMMA) 등의 광확산 입자를 이용하여 요철을 부여하는 광학필름이 대표적이다.
또한, 내부 확산 방식으로는 내부 발포 방식으로서, 가스를 초임계 상태에서 발포시켜 기재필름의 필름내부에 기포를 형성하는 방법이 있다.
일반적으로, 발포기술이란 플라스틱과 고무(Rubber)의 구조물에 발포제를 배합하여 일정한 온도, 압력, 시간 하에 가스(gas)를 발생시켜 셀(Cell)이 형성된 발포체를 제조하는 것을 의미한다.
이때, 발포가 가능하도록 첨가되는 발포제는 크게 물리 발포제(Physical blowing agents)와 화학 발포제(Chemical blowing agents)로 분류되며, 화학 발포제는 무기화학 발포제와 유기화학 발포제로 다시 구분된다.
물리 발포제는 액체 휘발이나 고분자에 용융된 가스의 분해 등과 같은 상 변화에 의해 셀을 형성시킨다. 이러한 물리발포제의 장점은 무독성, 무취, 열 안정성, 저가 그리고 고형 잔사가 남지 않는 장점이 있다. 그러나 장치 설비가 고가라는 단점이 있다.
반면에, 화학 발포제는 열에 의한 발포제로서, 일정온도 이상에서 캡슐이 팽창하여 발포하는 열팽창 타입과 일정온도 이상에서 분말이 분해되어 나온 가스에 의해 발포하는 열분해 타입이 사용될 수 있다. 이러한 화학 발포제 중에서 가장 최근에 개발된 발포제 형태는 마이크로 캡슐(MICROCAPSULE 또는 MICROSPHERE)의 열팽창 타입의 발포제가 있다.
대한민국특허 공개공보 제2007-0108971호, 제2008-0025057호 등에는 플라스틱 수지 내에 기포를 함유하는 발포체로 이루어진 광반사 또는 광확산용 발포수지 필름이 개시되어 있다. 그러나, 상기 발포체를 이용한 광확산판의 경우에는 광의 반사/산란에 의한 차폐효과는 우수하나 휘도저하가 심각하여 BLU의 광확산 필름으로 사용하기에는 문제점이 있다.
이에 따라, 우수한 차폐효과를 유지하면서도 휘도저하가 없는 광확산용 필름를 개발할 필요성이 계속되고 있다.
본 발명의 목적은 차폐성이 우수하면서도 휘도값의 저하가 적은 광확산용 발포수지 필름를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광확산용 발포수지 필름을 이용한 광확산 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광확산용 발포수지 필름을 이용한 백라이트 유닛용 광확산 시트를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광확산용 발포수지 필름은 열가소성 고분자 수지 필름의 내부에 발포층이 형성되되, 상기 발포층은 필름의 표면을 따라 양면에 형성된 것임을 특징으로 한다.
상기 발포층의 깊이는 표면으로부터 필름 전체 두께의 40% 이하인 것이 바람직하다.
상기 발포층을 형성하는 기포의 평균직경은 50~130㎛인 것이 바람직하다.
상기 필름의 두께는 0.1~10mm인 것이 바람직하다.
상기 필름의 휘도저하율이 기포층을 포함하지 않는 동일 두께의 시트에 비하여 5% 이하인 것이 바람직하다.
상기 고분자 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 아로마틱폴리아마이드, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 폴리스타이렌, 폴리페닐렌설파이드, 열방성액정고분자, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아릴레이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아크릴로니트릴부타디엔스타이렌 공중합체, 폴리테트라메틸렌옥사이드-1,4-부탄디올 공중합체, 스타이렌을 포함하는 공중합체, 예를 들어 SBR, SBS, 또는 ASA, 불소계수지, 예를 들어 PVDF, PTFE, 또는 FEP, 폴리비닐클로라이드, 및 폴리아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 필름은 하기 수학식 1에 의해 산출된 차폐력이 10% 이하인 것이 바람직하다:
[수학식 1]
Figure pat00001
본 발명의 광확산 필름은 상기 광확산용 발포수지 필름; 및 상기 필름의 일면 또는 양면에 적층된 것으로서, 광확산 코팅층 및 대전방지 코팅층으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 코팅층을 포함한다.
본 발명의 유닛용 광확산 시트는 상기 광확산 필름 상에 프리즘 시트, 보호시트 및 반사형 편광필름으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 광학 요소가 추가로 적층된 것이다.
본 발명의 광확산용 발포수지 필름는 차폐성이 우수하면서도 휘도값의 저하가 거의 없는 특성을 갖는다.
또한, 본 발명은 발포시트 표면에 기공층의 밀도를 조절하여 내부 보이드(Void)나 크기를 원하는 사이즈로 형성하여 차폐성확보와 동시에 휘도 개선효과를 줄 수 있다. .
또한, 발포필름 일면 또는 양면에 광확산 코팅을 함으로써 휘도 개선을 극대화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 광원에서 발산되는 빛의 활용도를 증가시킴으로써 동일한 광원을 사용하여도 향상된 휘도값을 구현하므로, 에너지 소비를 절감하여 소비전력을 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 광확산용 발포수지 필름의 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 발포수지 필름이 광확산필름의 일부로 채용된 백라이트 유닛에 대한 모식적 단면도이다.
도3 내지 도6은 순서대로 본 발명의 실시예 1, 비교예 3, 4 및 5에서 제조된 발포수지 필름의 단면 SEM 사진이다.
이하 도면을 참조하여 광확산용 발포수지 필름을 설명한다. 도 1은 본 발명의 광확산용 발포수지 필름(10)의 모식적 단면도이다. 도1을 참조하면, 본 발명의 광확산용 발포수지 필름(10)은 열가소성 고분자 수지 필름(11)의 내부에 발포층(13)이 형성되되, 상기 발포층(13)은 필름의 표면을 따라 양면에 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 발포층(13)은 광선, 그 중에서도 특히 가시광선에 대한 광선 반사율 및/또는 투과에 의한 광확산을 목적으로 형성된 것이다. 도 1에서, 상기 단면도는 본 발명의 발포수지 필름(10)를 모식적으로 설명하기 위한 것으로, 실제 발포수지 필름의 폭과 두께, 그 비율은 도시된 바와 다를 수 있다. 본 발명에서 표면을 따라 발포층이 형성되었다 함은 발포수지 필름의 두께 방향으로 필름 표면으로부터 전체두께의 40% 이내의 두께 내에 발포층이 형성된 것을 말한다.
본 발명의 광확산용 발포수지에 사용되는 열가소성 고분자 수지 필름은 무연신된 것일 수도 있고, 1축 또는 2축 연신된 것일 수 있다. 연신되는 경우 그 연신비에 관하여는 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 통상적으로 MD 방향으로, 또는 MD 및 TD 방향으로 2~10배의 연신비를 갖는 필름을 사용한다.
상기 필름의 재료가 되는 열가소성 고분자 수지는 확산필름으로서 필요한 정도의 광투과성, 즉, 0.1~10mm의 두께의 필름상태에서 80%이상의 가시광선 투과율을 갖는 고분자 수지이면 제한 없이 사용될 수 있다. 바람직하게는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 또는 이들의 공중합체를 포함하는 폴리에스테르; 폴리아마이드-6, 폴리아마이드-66, 아로마틱폴리아마이드 또는 이들의 공중합체를 포함하는 폴리아마이드; 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 등을 포함하는 폴리카보네이트류; 폴리스타이렌, 부타디엔스타이렌 공중합체, 를 포함하는 폴리스타이렌류; 폴리(메타)아크릴레이트, 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴 및 이들의 공중합체를 포함하는 아크릴수지; 폴리비닐클로라이드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 이들의 공중합체를 포함하는 폴리올레핀 등을 사용한다
상기 열가소성 고분자 수지에는 산화방지제, 열안정제, 대전방지제, 핵제, 난연제, 내후안정제, 및 활제 등과 같은 각종 첨가제가 본 발명의 목적과 어긋나지 않는 범위 내에서 추가로 첨가될 수 있다.
본 발명의 광확산용 발포수지 필름(10)의 두께는 통상적으로 확산필름으로 사용되는 고분자 필름의 두께인 통상 0.1~10mm의 것을 사용한다.
상기 발포층을 형성하는 기포(12)는 평균직경이 50~130㎛인 것이 바람직하다. 상기 기포(12)의 평균직경이 56㎛ 미만인 경우는 기포의 크기가 지나치게 작아 기포밀도가 조밀해지므로 고차폐력 구현은 가능하나 휘도개선에 문제가 있으며, 기포(12)의 평균직경이 130㎛를 초과하는 경우는 차폐력이 구현에 문제가 있다.
상기 발포층(13)의 두께는 양면에 형성된 발포층이 발포수지 필름 전체 두께의 10~80%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10~70%이다. 상기 발포층(13)의 두께가 발포수지 필름 전체 두께의 10%에 이르지 못하면, 고차력에 문제가 있으며, 80% 초과하는 경우에는 휘도저하의 문제점이 있어 바람직하지 못하다. 한편, 본 발명의 발포수지 필름의 휘도저하율은 기포층을 포함하지 않는 동일 두께의 필름에 비하여 5% 이하이어야 한다. 휘도감소율이 5%를 초과하는 경우에는 발포시트 및 광확산 필름의 대체로 사용할 수 없다.
본 발명은 플라스틱 기재필름의 단면 또는 양면에 기포층이 형성되며, 하기 수학식 1에 의해 산출된 차폐력이 10% 이하를 충족하는 광확산용 발포수지 필름을 제공한다.
[수학식 1 ]
Figure pat00002
상기 식으로 계산된 차폐력이 10%를 초과하는 경우에는 휘도가 저하되는 문제점이 있다.
상기 발포층은 화학적 발포제, 물리적 발포제 또는 이들의 혼합물을 이용하여 적절한 방법으로 형성될 수 있다. 상기 발포층의 형성은 열가소성 고분자 수지 조성물에 화학적 발포제 또는 물리적 발포제 단독 또는 이들의 혼합물을 수지 내에 침투시킨 후, 냉각이나 감압 등의 탈가스 공정을 거치는 방법이면 특별히 제한되지 않는다.
상기 목적으로 사용되는 상기 화학적 발포제로서는, 예를 들어, 아조다이카본아미드, 아조다이아이소부티로-나이트릴, 벤젠설포닐하이드라자이드, 4,4-옥시벤젠설포닐 세미카바자이드, p-톨루엔설포닐 세미카바자이드, 바륨아조다이카복실레이트, N,N'-다이메틸-N,N'-다이나이트로소테레프탈아미드, 또는 트리하이드라지노 트리아진 등이 있다. 이들은 특정온도 이상에서 분해되어 가스를 생성하는 화합물로서, 단독으로 또는 2종 이상의 혼합형태로 발포제로서 사용될 수 있다.
한편, 물리적 발포제로서는 이산화탄소, 질소, 아르곤, 물, 공기, 및 헬륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기발포제; 또는 1 내지 9개의 탄소원자를 포함하는 지방족 탄화수소 화합물, 1 내지 3개의 탄소원자를 포함하는 지방족 알코올, 및 1 내지 4개의 탄소원자를 포함하는 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기발포제일 수 있다.
상기와 같은 화합물들의 구체적인 예를 들면, 지방족 탄화수소 화합물로서 메탄, 에탄 프로판, 노말부탄, 아이소부탄, 노말펜탄, 아이소펜탄, 또는 네오펜탄 등이 있고, 지방족 알코올로서 메탄올, 에탄올, 노말프로판올,또는 아이소프로판올 등이 있으며, 할로겐화 지방족 탄화수소 화합물로서 메틸 플루오라이드, 퍼플루오로메탄, 에틸 플루오라이드, 1,1-다이플루오로에탄, 1,1,1-트리플루오로에탄, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 1,1,2,2-테트라플루오로에탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판, 펜타플루오로에탄, 다이플루오로메탄, 퍼플루오로에탄, 2,2-다이플루오로프로판, 1,1,1-트리플루오로프로판, 퍼플루오로프로판, 다이클로로프로판, 다이플루오로프로판, 퍼플루오로부탄, 퍼플루오로사이클로부탄, 메틸 클로라이드, 메틸렌 클로라이드, 에틸 클로라이드, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1-다이클로로-1-플루오로에탄, 1-클로로-1,1-다이플루오로에탄, 클로로다이플루오로메탄, 1,1-다이클로로-2,2,2-트리플루오로에탄, 1-클로로-1,2,2,2-테트라플루오로에탄, 트리클로로모노플루오로메탄, 다이클로로다이플루오로메탄, 트리클로로트리플루오로에탄, 1,1,1-트리플루오로에탄, 펜타플루오로에탄, 다이클로로테트라플루오로에탄, 또는 클로로헵타플루오로프로판, 또는 다이클로로헥사플루오로프로판 등이 있다.
상기와 같은 발포제의 함침량은 열가소성 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10중량부인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.01~5중량부, 더욱 바람직하게는 0.01~3중량부를 사용한다. 발포제의 함량이 0.01중량부 미만에서는 기포의 형성이 미미하여 발포층을 형성할 수 없다. 한편, 10중량부를 초과하는 경우에는 균일한 발포가 어려울 뿐만 아니라, 수지에 발포제를 균일하게 분산시키는 것 자체가 어려워 발포제가 시트 표면에 잔존하여 외관불량의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 광확산용 발포수지 필름은 필름제조시 화학발포제를 첨가하고, 발포온도와 발포시간을 조절하여 불완전발포를 유도함으로써 필름 내부에 기포층을 형성하는 방법으로 제조될 수 있다.
예를 들어, 발포제로서 화학적 발포제인 마이크로 캐슐(MS)타입의 발포제가 첨가된 두께 100~300㎛의 열가소성 PET필름의 경우, 발포가 130~170℃에서 수행되는 경우 발포시간이 5~50초인 때에는 양 표면만 발포층이 형성된다. 반면, 발포시간을 충분히 길게하면(예를 들어, 60초 이상) 필름 내부 전체를 기포층으로 구성하는 완전발포가 가능하나, 이 경우는 광확산 용도보다는 반사필름용에 적합한 필름이 된다.
본 발명의 광확산용 발포수지 필름는 종래의 기술인 광확산용 코팅방법과 병용하여 사용될 수도 있다. 예를 들어, 상술한 광확산용 발포수지 필름의 일면 또는 양면에 광확산 효과의 상승을 목적으로 광확산 코팅층이 형성될 수 있다. 상기 광확산 코팅은 고형분 1-~40중량%의 유계 아크릴계, 천연고무계, 실리콘계 에멀젼 중에서 선택된 하나 이상의 경화형 수지를 사용하는 것이 보통이다. 이에 관하여는 특허공개공보 제1993-0008494호 등에 개시된 바와 동일한 기술이 채용될 수 있다.
한편, 상기 광확산용 발포수지 필름의 일면 또는 양면에는 대전방지 코팅층이 추가로 적층될 수 있다. 이에 관하여는 특허공개공보 제2006-0081283호 등에 개시된 바와 동일한 기술이 채용될 수 있다.
본 발명의 광확산용 발포수지 필름는 백라이트 유닛을 구성하는 광확산 필름의 일부 구성으로 사용될 수 있다. 도 2는 본 발명의 발포수지 필름(10)가 광확산필름(110) 의 일부로 채용된 백라이트 유닛(100)에 대한 모식적 단면도이다. 도 3에서, 본 발명의 광확산용 발포수지 필름(10)는 그 위에 프리즘 시트(50), 보호시트(60), 반사형 편광필름(70) 등의 다른 광학 요소가 적층되어 광확산 필름(110)의 일부로 사용될 수 있다. 상기 광확산 필름(110)은 본 발명의 발포수지 필름(10)가 광확산 필름(110)의 구성 중 일부로 사용되는 예를 보여주기 위한 것으로, 상기 발포수지 필름(10)을 제외한 광확산 필름(110)의 구체적인 구성은 본 발명이 예시하는 바와 다소 다를 수 있다.
상기 광확산 필름(110)은 그 하면에 광원(80)과 반사필름(90)을 추가로 구비하여 백라이트 유닛을 구성한다.
한편, 상기 백라이트 유닛(100)은 직하형 백라이트 유닛을 예시적으로 도시한 것이나, 본 발명의 발포수지 필름(10)을 포함하는 광확산 필름(110)이 상술한 직하형 뿐만이 아니라 에지라이트형 백라이트 유닛에 적용될 수 있음은 물론이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예1 >
열가소성 고분자 수지로서 PET 수지(도래이첨단소재(주), XG7HU7)에 화학발포제 (마이크로캡슐 MS) 15%를 첨가하여 드라이 블렌딩 방식으로 혼련한 다음 압출하여 두께 180㎛의 필름을 제작하였다. 상기 제작된 필름을 IR히팅 방식으로 필름 양면의 온도를 150℃로 유지하면서 10초 동안 발포처리함으로써 표면 양면에 기포층을 형성하여 광확산용 발포수지 필름을 제조하였다.
< 실시예2 >
발포온도를 200℃로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광확산용 발포수지 필름을 제조하였다.
< 실시예3 >
발포온도를 100℃로 하는 것을 실시예 1과 동일한 방법으로 광확산용 발포수지 필름을 제조하였다.
< 비교예 1>
열가소성 고분자 수지필름에 화학발포제를 사용하지 않아 발포층이 없는 기재필름 일면에, 다음의 조성을 가진 도포액을 도포하여 광확산 필름을 제조하였다.
도포액의 조성
- 바인더 수지(아크릴계: 애경화학, A811: 35.0중량%
- 경화제 수지(이소시아네이트계: 애경화학, DN980S, 3.5중량%)
- 입자 (Soken사, MX-1500,15㎛): 15중량%
- 메틸에틸케톤: 23.25중량%
- 톨루엔: 23.25중량%
< 비교예2 >
아크릴 입자(PMMA)가 첨가되어 기재필름의 단면에 입자 확산층이 형성된 상용 확산시트(도레이첨단소재㈜ TDF187)제품을 대조군으로 평가하였다.
< 비교예3 >
발포를 250℃에서 10초 동안 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 발포수지 필름을 제조하였다.
< 비교예4 >
발포를 50℃에서 10초 동안 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 방법으로 발포수지 필름을 제조하였다.
< 비교예5 >
발포를 150℃에서 60초 동안 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 발포수지 필름을 제조하였다.
< 실험예 1>
1. 평균기공 사이즈
실시예 및 비교예에서 제조된 필름들의 OP(Operating Panel, 작업자가 위치하는 패널), CE(Center), 및 DR(Door, 작업자로부터 먼 쪽의 패널) 부분의 단면 SEM 사진각각으로부터 최소 10개 포인트를 대상으로 무작위로 측정한 다음, 전체를 산술평균하였다. SEM 사진은 하타찌社 S-4800 모델의 기기를 이용하여 측정하였다
2. 휘도측정
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 발포성 광학필름에 대하여, 탑콘(TOPCON)사의 BM-7A 장비를 사용하여 백라이트 유닛 조립 상의 수직휘도 9 포인트 평균값으로 측정하여, 종래 상용제품(비교예 2)을 기준으로, ± 1%이면, "우수"; 평균 -5%이면, "보통"; 평균 -10% 이상이면, "미달"; 로 분류하여 판단하였다.
3. 차폐력 측정
상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼5에서 제조된 발포성 광학필름에 대하여, 육안검사 및 탑콘사의 BM-7A 측정기기를 이용하여, 백라이트 조립상의 정면 휘도를 등 간격 100 포인트로 측정하고, 하기 수학식 1에 의해 차폐력을 산출하였다.
[수학식 1]
차페력(%) = {(휘도 Max 값 평균 - 휘도 Min 값 평균) /전체휘도 평균값}X100
상기 수학식 1은 차폐력을 수치화 하기 위해 만들어진 수식으로서, 등 간격으로 측정하여 암부와 명부의 휘도 편차를 비교하였다..
이때, 휘도 편차가 작을수록 차폐력(%)이 우수하며, 산출된 차폐력(%)이 10% 이하이면, "우수"; 10∼15%이면, "보통"; 15% 이상이면, "미달";로 평가하였다.
4. 육안 차폐 검사
육안 차폐 검사는 상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼5에서 제조된 발포성 광확산필름을 백라이트 위에 올려두었을 때, 백라이트의 휘선이 보이는지 여부에 따라 판정하였다.
이에, 정면에서 보이면, "미달"; 정면에서 안보이고 측면에서 보이면, "보통"; 정면과 측면에서 휘선이 안보이면, "우수";로 분류하였다.
이상의 물성평가 결과는 하기 표 1에 기재하였다. 휘도나 차폐에서 미달수준이 하나라도 존재하면, 최종평가는 "미달" 수준이며; 휘도에서 보통 이상에 차폐 우수 수준이면, 최종평가는 "보텅" 수준이고; 휘도 및 차폐에서 우수 수준이면, 최종평가는 "우수";로 판정하였다.
이상의 평가결과를 아래의 표1에 정리하였다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5
평균기공
사이즈(㎛)		 80 60 120 X X 30 150 80
발포온도
(℃)		 150 200 100 X X 250 50 150
발포시간
(초)		 10 10 10 X X 10 10 60
휘도
(cd/m2)		 3763 3769 3857 3780 3802 3382 3312 3027
휘도평가 우수 우수 우수 우수 우수 미달 미달 미달
육안차폐 우수 우수 우수 보통 보통 우수 미달 우수
측정차폐력 우수 우수 우수 미달 미달 우수 미달 우수
최종평가 우수 우수 우수 미달 미달 미달 미달 미달
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이,
플라스틱 기재필름에 기포층을 형성할 때, 열처리하여 수행되는 발포조건을 발포온도 100∼200℃ 범위에서 10초 조건하에서 수행함으로써, 기포층의 평균 기포크기를 제어할 수 있고, 기포층을 양면에 형성시킬 수 있었다 [실시예 1 및 실시예 2, 실시예 3]. 더욱 구체적으로는 발포시간은 고정하고 발포온도를 조절하여 기포층의 크기를 제어할 수 있다.
반면에, 본원발명의 열처리하여 수행되는 발포조건에서 발포온도를 벗어나면, 원하는 기포크기의 기포층 형성이 어렵다 [비교예 3, 비교예 4, 및 비교예 5]. 또한 발포층이 없으며 원하는 차폐력을 구현하기가 힘들다 [비교예 1 및 비교예 2].
상기 열처리조건이라도 기포층의 평균기포크기가 크고 발포층이 충분하게 형성되지 않을 경우 휘도저하문제와 차폐력에 문제가 있다 [비교예 4].
또한 양면에 발포층이 밀도가 높게 형성될 경우는 차폐력은 충분하나 ,휘도측면에 개선이 전혀되지 경우도 있다 [비교예 5].
이러한 발포성 광확산필름의 경우, 휘도 및 차폐력 평가를 종합평가한 결과, "미달"수준으로 평가되었다. 즉, 차폐력과 휘도저하를 개선할 수 없다.
반면에, 실시예 1 내지 3에서 제조된 발포성 광학필름은 우수한 휘도를 구현할 뿐 아니라, 차폐력이 우수하고 휘도저하 문제를 해소하였다.
도3 내지 도6은 순서대로 본 발명의 실시예 1, 비교예 3, 4 및 5에서 제조된 발포수지 필름의 단면 SEM 사진이다. SEM 분석결과 두께층의 기포사이즈와 분포를 확인할 수 있으며, 그 결과는 표에 정리된 바와 같다. 이를 통해 최적의 기포사이즈와 분포를 확인하여 휘도와 차폐력을 동시에 구현하는 조건을 확립하였다.
본 발명의 광확산용 발포수지 시 필름 는 LCD나 LED용 백라이트 유닛을 구성하는 확산 필름 로 사용될 수 있다.
10.. 발포수지 필름 12.. 기포
13.. 발포층 100.. 백라이트 유닛
110.. 광확산필름

Claims (9)

  1. 열가소성 고분자 수지 필름의 내부에 발포층이 형성되되, 상기 발포층은 필름의 표면을 따라 양면에 형성된 것임을 특징으로 하는 광확산용 발포수지 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발포층의 깊이는 표면으로부터 필름 전체 두께의 40% 이하인 것을 특징으로 하는 상기 광확산용 발포수지 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 발포층을 형성하는 기포의 평균직경은 50~130㎛인 것을 특징으로 하는 상기기 광확산용 발포수지 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필름의 두께는 0.1~10mm인 것을 특징으로 하는 상기 광확산용 발포수지 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 필름의 휘도저하율이 기포층을 포함하지 않는 동일 두께의 시트에 비하여 5% 이하인 것을 특징으로 하는 상기 광확산용 발포수지 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 고분자 수지는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 아로마틱폴리아마이드, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 폴리스타이렌, 폴리페닐렌설파이드, 열방성액정고분자, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아릴레이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아크릴로니트릴부타디엔스타이렌 공중합체, 폴리테트라메틸렌옥사이드-1,4-부탄디올 공중합체, 스타이렌을 포함하는 공중합체, 예를 들어 SBR, SBS, 또는 ASA, 불소계수지, 예를 들어 PVDF, PTFE, 또는 FEP, 폴리비닐클로라이드, 및 폴리아크릴로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 상기 광확산용 발포수지 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 필름이 하기 수학식 1에 의해 산출된 차폐력이 10% 이하를 충족하는 광확산용 발포수지 필름:
    [수학식 1]
    Figure pat00003
  8. 제1항의 광확산용 발포수지 필름;
    상기 필름상에 적층된 광확산 코팅층을 포함하는 광확산 필름.
  9. 제1항 또는 제8항의 필름 상에 프리즘 시트, 보호시트 및 반사형 편광필름으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 광학 요소가 추가로 적층된 것을 특징으로 하는 광확산 시트.
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