KR20130134065A - 휘도가 개선된 프리즘 보호 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정디스플레이(Liquid Crystal Display) 또는 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 등의 평판 디스플레이에 사용되는 휘도를 향상시킨 프리즘 보호시트에 관한 것으로, 상기한 본 발명의 휘도가 개선된 프리즘 보호 시트는, 프리즘 상부에 위치하는 프리즘 보호 시트에 있어서, 상기 프리즘 보호 시트는 보호 시트의 기재 필름 양면에 입자와 바인더를 포함하는 조성으로부터 얻어진 보호층이 형성된 것으로, 상기 표면 보호층의 바인더량은 입자량 대비 100 내지 130중량%로 되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 휘도가 개선된 프리즘 보호 시트는 프리즘의 일 보호층을 특정한 비율로 입자량과 바인더량을 제어하므로 표면의 보호기능과 가공성을 최적의 상태로 유지하면서도 휘도를 향상시키고, 또한 입자량보다 많은 바인더를 사용하여 입자 분산성을 향상시켜 응집 및 적층되는 입자를 최소화하여 프리즘 시트를 수직으로 투과하는 빛의 밝기를 향상시킨다.

Description

휘도가 개선된 프리즘 보호 시트{Prism protecting sheet having an improved brightness}

본 발명은 휘도가 개선된 프리즘 보호 시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액정디스플레이(Liquid Crystal Display) 또는 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 등의 평판 디스플레이에 사용되는 휘도를 향상시킨 프리즘 보호시트에 관한 것이다.

최근 몇 년간 평판형 디스플레이(Flat Panel Display) 분야에서 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: 이하, "LCD"라 한다)의 약진이 두드러져 왔다. LCD는 전통적으로 사용되어 왔던 중소형 디스플레이 분야뿐 아니라 대형 TV와 야외용 정보디스플레이 소자로도 각광을 받고 있다. 그렇지만 CRT(Cathode Ray Tube), PDP(Plasma Display Panel) 등의 자발광 디스플레이와는 다르게, LCD는 스스로 빛을 낼 수 없는 비자발광 디스플레이라는 특성을 가지고 있기 때문에 외부에서 백색광을 공급해 주는 광원을 필요로 한다. 이처럼 LCD 후면에서 빛을 공급해 주는 장치를 BLU(Back Light Unit)이라고 부르며, 도 2에 그 구조가 상세히 도시되어 있다. BLU는 매우 다양한 부품들로 구성되는데, 가시광선을 만들어 내는 광원(1), 도광판(3) 밑에 위치해서 빛을 반사시키는 반사 시트(2) 그리고 확산 시트(4), 한 장 혹은 두 장의 프리즘 시트(5), 프리즘 보호시트(6)나 그리고 이들을 고정시켜 주는 몰드 프레임(7) 등이 대표적이 부품들이라고 할 수 있다.

이중 도광판(3)은 도 3에 나타내었듯이 광원에서 방출된 광선이 도광판 평면 전체에 도달하도록 인도하여 균일한 휘도 분포를 가지게 하고, 동시에 전면으로 반사하게 하여 광원의 선형광원을 면 형태의 면 광원으로 바꾸어주는 역할을 한다. 이때 하부로 반사되는 빛은 반사필름에 반사되어 다시 전면으로 향하게 된다. 도광판은 그 자체만으로는 광원에서 방출된 광선이 도광판 전체 면에서 균일한 분포를 이룰 수 없다. 따라서, 도광판 표면을 백색잉크로 인쇄하거나 홈을 파면, 인쇄된 잉크나 홈에 의해 광선이 산란되어 도광판 표면 전반에 걸쳐 비슷한 양의 광선이 출사된다.

도광판에 의하여 면 광원 형태로 전환된 빛은 전면에 걸쳐서 그 휘도가 균일하지 못한 특성이 있다. 즉, 램프의 선광원이 도광판에 의하여 면광원 형태로 전환되기는 하였으나, 부분적으로 빛의 균일도가 떨어지므로 우리가 원하는 균일한 백라이트 광원을 얻을 수 없다. 따라서, 우리가 원하는 균일한 면광원을 얻기 위하여 도광판 위에 상기에서 언급한 확산시트를 사용한다. 확산시트는 도광판에서 나오는 빛을 확산시키는 역할을 한다. 빛을 확산시킴으로써 백라이트 전체 면에 대하여 부분적인 휘도 불균일을 완화시키는 역할을 하는 것이다. 확산시트에 의하여 빛이 확산되면, 균일도가 향상되는 장점 이외에 빛의 진행방향을 정면으로 확산시키는 역할도 하기 때문에 정면 휘도를 증가시키는 역할을 동시에 수행한다. 즉 확산시트를 사용하지 않았을 때 도광판으로부터 출사되는 빛의 진행 방향은 대부분 정면 방향이 아니라 정면으로부터 60도 정도 꺾여진 방향으로 출사된다. 따라서, 확산시트는 이러한 빛을 모든 방향으로 확산시키는 역할을 함으로써 정면 방향으로의 휘도도 증가하게 된다. 확산시트를 사용하면 상기와 같은 장점이 있는 반면 도광판으로부터 출사되는 총 광량의 손실이 발생하는 단점이 있다. 따라서, 가능하면 정면 방향으로 많은 양의 빛을 출사시켜야 우리가 원하는 백라이트의 기능을 충실히 수행할 수 있기 때문에 확산시트 위에 추가로 프리즘시트를 사용하고 있다.

프리즘 시트의 역할은 확산시트로부터 출사된 빛(모든 방향으로 확산된 빛)을 정면 방향으로 모아주는 역할을 한다. 따라서, 확산시트 위에 프리즘 시트를 사용하면 정면방향의 휘도가 약 1.5배 이상 증가하는 효과가 있다. 따라서, 대부분의 LCD 백라이트는 프리즘 시트를 사용하고 있다. 프리즘 시트는 그 구조상 외부 터치에 의하여 손상이 가기 쉽기 때문에 프리즘 시트 상부에 보호시트를 한층 더 적층하여 백라이트를 완성하게 한다.

프리즘 보호 시트는 프리즘 시트 상부에 설치 후 휘도가 높고 프리즘 피크에 대한 차폐성이 우수해야 할 뿐만 아니라 인쇄, 절단, 가공 등 여러 가지 공정을 거쳐야 하므로 가공성이 우수해야 하고, 또한 프리즘 시트 상에 설치 후 그 자체가 프리즘의 표면을 손상시키지 않아야 하는 등의 여러 가지 특성들이 요구된다. 이러한 점을 고려하여 프리즘 보호시트는 통상적으로, 도 1에 나타낸 것과 같이 기재 필름의 양면에 보호층이 구비된 구조를 갖는바, 편의상 프리즘면과 인접하는 면을 제1보호층이라 하고 표면을 제2보호층이라 한다.

이처럼 프리즘 보호 시트는 프리즘 표면의 보호 및 가공성뿐만 아니라 프리즘시트에서 방출되는 빛의 휘도를 최대화하는 것이 그 특성상 매우 중요하다. 또한, 최근 들어 저전력, 밝기향상을 위해 휘도가 향상된 프리즘 보호시트의 수요가 늘어나고 있으나, 지금까지 제시된 방법으로는 만족할 만한 휘도를 갖는 프리즘 보호 시트를 제공할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 기술수준에 있어서의 문제점을 인식하고 이를 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 주목적은 프리즘 보호 시트 표면의 보호기능과 가공성을 최적의 상태로 유지하면서 프리즘 시트에서 방출되는 빛의 휘도를 최대화할 수 있는 프리즘 보호 시트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 우수한 특성을 가지는 프리즘 보호 시트를 보다 용이하게 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적은 프리즘의 일 보호층에 입자량과 바인더량을 조절하여 휘도를 향상시킬 수 있음을 밝혀내고, 또한 입자량보다 많은 바인더를 사용하여 입자 분산성을 향상시켜 응집 및 적층되는 입자를 최소화하여 프리즘 시트를 수직으로 투과하는 빛의 밝기를 향상시킬 수 있음을 밝혀내어 달성될 수 있었다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휘도가 개선된 프리즘 보호 시트는;

프리즘 상부에 위치하는 프리즘 보호 시트에 있어서,

상기 프리즘 보호 시트는 보호 시트의 기재 필름 양면에 입자와 바인더를 포함하는 조성으로부터 얻어진 보호층이 형성된 것으로, 상기 표면 보호층의 바인더량은 입자량 대비 100 내지 130중량%로 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 프리즘에 인접하는 보호층은 헤이즈(Haze)가 2% 이하이고, 표면 보호층은 헤이즈가 60 내지 80%인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 표면 보호층의 입자는 구형으로, 사이즈(Size)는 3 내지 7㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 프리즘 보호시트의 헤이즈가 60 내지 80%인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 휘도가 개선된 프리즘 보호 시트는 프리즘의 일 보호층을 특정한 비율로 입자량과 바인더량을 제어하므로 표면의 보호기능과 가공성을 최적의 상태로 유지하면서도 휘도를 향상시키고, 또한 입자량보다 많은 바인더를 사용하여 입자 분산성을 향상시켜 응집 및 적층되는 입자를 최소화하여 프리즘 시트를 수직으로 투과하는 빛의 밝기를 향상시켜 상기한 종래의 문제점을 해결하였다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 양면에 보호층이 형성된 프리즘 보호 시트의 단면도이고,
도 2는 LCD 후면에서 빛을 공급해 주는 장치인 BLU(Back Light Unit)의 구조를 상세히 도시한 상세도이고,
도 3은 도 2의 도광판이 광원에서 방출된 광선을 도광판 평면 전체에 도달하도록 인도하여 균일한 휘도 분포를 가지게 하고, 동시에 전면으로 반사하게 하여 광원의 선형광원을 면 형태의 면 광원으로 바꾸어주는 역할을 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 프리즘 보호 시트의 휘도를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부도면을 참고로 하여 바람직한 실시형태에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 양면에 보호층이 형성된 프리즘 보호 시트의 단면도이다.

도면을 참고로, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프리즘 보호 시트는 보호시트 표면의 보호층에 입자량 대비 많은 수지를 사용하여 높은 휘도 값을 갖는 프리즘 보호시트를 제공한다.

구체적으로, 본 발명은 백라이트를 구성하는 어셈블리에 사용되는 프리즘 보호 시트의 휘도를 개선하는 것에 관한 것으로, 프리즘 보호 시트는 일반적으로 양면에 광확산 입자를 포함하는 조성물로 보호층을 형성시킨다. 이때, 프리즘 면에 인접하는 보호층은 입자를 사용할 경우 프리즘 시트 피크와의 마찰에 의하여 프리즘 시트의 피크를 마모시키는 문제를 야기시키므로 프리즘 면에 인접하는 보호층에는 입자를 사용하지 않았다. 그리고, 표면의 보호층의 헤이즈(Haze)가 너무 낮을 경우 프리즘 시트의 피크를 차폐하지 못하고 헤이즈가 너무 높을 경우 휘도가 낮아지는 문제점이 있으므로 적절한 헤이즈를 가져야 한다. 이때 헤이즈 조절은 입자량을 조절하는데 수지량이 입자량 대비 적을수록 입자의 뭉침이 심해지고 반대로 수지량이 입자량 대비 많을수록 입자의 뭉침이 적어지고 이로 인해 통과되는 빛의 휘도가 증가하게 된다. 적절한 수지량/입자량의 비는 아래 실시예 및 비교예에서의 결과에서 알 수 있는 바와 같이 수지량/입자량의 비가 100 내지 130%일 때 목표하는 휘도 값을 얻을 수 있었다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명은 프리즘 보호 시트에 있어서, 기재필름으로는 투명성이 우수한 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 수지 등을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 투명도가 높고 기계적 강도가 양호하고 가공성이 우수하며 백라이트 유니트에서 출사되는 광 및 열에 대한 내구성이 강한 폴리에스테르 수지, 구체적으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 사용할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 기재필름의 양면에 형성되는 보호층은 광확산성 입자와 바인더를 포함하는 조액으로부터 형성되는바, 이때 광확산성 입자는 유기계 또는 무기계 입자를 들 수 있고, 유기계 입자의 일 예로는 스티렌, 멜라민 포름알데하이드, 벤조구아나민 포름 알데하이드, 벤조구아나민 벨라민 포름알데하이드, 프로필렌 에틸렌, 실리콘, 우레탄, 메틸 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.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 바인더로는, 예를 들어 폴리비닐계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 스티렌계 수지, 알키드계 수지, 아미노계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지 등이 열경화형 또는 자외선 경화형 등을 들 수 있다.

상기한 바와 같은 광확산성 입자와 바인더로부터 얻어진 조액을 기재필름의 양면에 도포하고 건조함으로써 프리즘 보호시트를 제조할 수 있는데, 광확산성 입자와 바인더로부터 얻어진 조액을 기재필름에 도포하는 방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려진 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있으며, 기재필름의 재질 및 형상에 따라, 예를 들면 에어나이프 방식, 그라비아 방식, 메이어바 방식, 리버스롤 방식 또는 스프레이 방식 등을 이용할 수 있다.

본 발명을 실시예 및 비교예에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같으나, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것이 아님은 물론이다.

이하의 실시예 및 비교예에서는 대표적인 예로서 다음과 같은 원료들로부터 프리즘시트를 제조하였다.

실시예 및 비교예

프리즘 보호시트의 기재필름 표면(제2보호층)에 하기 표 1과 같이 수지량/입자량 조성을 가진 도포액을 바코터를 이용하여 도포하여 130℃에서 30초간 건조 후 시트를 제조하였다.

구분	수지량/입자량(%)	기타 조성물(%)
비교예 1	80%	동일
비교예 2	90%	동일
실시예 1	100%	동일
실시예 2	110%	동일
실시예 3	120%	동일
실시예 4	130%	동일

실험예

상기 실시예 및 비교예와 같은 프리즘 보호시트를 이용하였을 때 휘도에 미치는 영향을 확인하기 위하여 다음과 같은 백라이트 어셈블리 구성을 갖도록 구성하였다

<백라이트 어셈블리>

- 백라이트 : 5” 엣지(edge)형 백라이트

- 어셈블리 : 확산판 + 확산시트 + 프리즘 시트(3M) + 프리즘 보호시트

휘도는 BM-7(Topcon사)을 이용하여 측정하였으며 그 결과는 다음 표 2에 나타내었다.

구 분	휘도(%)
비교예 1	98%
비교예 2	100%
실시예 1	105%
실시예 2	107%
실시예 3	108%
실시예 4	108%

상기 표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 수지량의 비율이 증가할수록 휘도가 증가함을 알 수 있다. 하지만, 수지량의 증가는 기재필름에 도포되는 도포액의 점도의 증가로 이어져 도포액이 기재필름에 원활히 전사되지 않는 문제점이 있으므로 수지량을 일정량이상 증가시키기는 어려운 점이 있다. 따라서, 수지량/입자량 조성비가 100 내지 130%일 때 목표하는 휘도를 나타냄을 확인할 수 있었다.

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.

a --- 기재필름
b, d --- 투명한 바인더 수지
c --- 수지입자
e --- 표면 보호층
1 --- 발광체
2 --- 반사시트
3 --- 도광판
5 --- 프리즘 시트
6 --- 프리즘 보호시트

Claims (4)

1. 프리즘 상부에 위치하는 프리즘 보호 시트에 있어서,
   상기 프리즘 보호 시트는 보호 시트의 기재 필름 양면에 입자와 바인더를 포함하는 조성으로부터 얻어진 보호층이 형성된 것으로, 상기 표면 보호층의 바인더량은 입자량 대비 100 내지 130중량%로 되는 것을 특징으로 하는 휘도가 개선된 프리즘 보호 시트.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 프리즘에 인접하는 보호층은 헤이즈(Haze)가 2% 이하이고, 표면 보호층은 헤이즈가 60 내지 80%인 것을 특징으로 하는 휘도가 개선된 프리즘 보호 시트.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 표면 보호층의 입자는 구형으로, 사이즈(Size)는 3 내지 7㎛인 것을 특징으로 하는 휘도가 개선된 프리즘 보호 시트.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 프리즘 보호 시트의 헤이즈가 60 내지 80%인 것을 특징으로 하는 휘도가 개선된 프리즘 보호 시트.

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