KR20140015526A - 백색필름 및 이를 사용한 백라이트 - Google Patents

Abstract

90℃의 필름 길이방향, 및 폭방향의 열수축률이 모두 -0.2％∼0.5％인 고분자필름으로 이루어진 백색필름, 및 이를 사용한 액정디스플레이용 백라이트이고, 이 백색필름은 물결침, 끝부가 떨어져 들려올라가는 것이 적기 때문에 액정디스플레이용 백라이트용 반사필름으로서 최적이고, 또한 이를 사용한 액정디스플레이용 백라이트는 장기간 사용가능하기 때문에 각종 전기·전자기기의 액정디스플레이에 사용할 수 있다.

Description

백색필름 및 이를 사용한 백라이트{White film and backlight using same}

본 발명은 액정 디스플레이 등의 디스플레이에 사용되는 백라이트의 냉음극관 등의 광을 반사하는 백색필름 및 그 백색필름을 사용한 백라이트에 관한 것이다.

액정 디스플레이에는 액정셀을 조사하는 백라이트가 사용되고 있고, 액정 모니터에는 에지라이트 방식의 백라이트, 액정 텔레비젼에는 직하형 백라이트가 채용되고 있다. 이러한 백라이트용 반사필름으로는 기포에 의해 형성된 다공질의 백색필름이 일반적으로 사용되고 있다(일본 특허공개 평8-262208의 특허청구범위 참조). 또한 냉음극관으로부터 방사되는 자외선에 의한 필름의 황변색을 억제하기 위해 백색필름에 자외선 흡수층을 설치하는 것이 제안되어 있다(일본 특허공개 제2001-166295(특허청구범위)호 및 일본 특허공개 제2002-90515(특허청구범위)호 참조). 이러한 다공질 백색필름은 사용시에 형태유지를 위해 알루미늄판이나 SUS판과 접착되고, 펀칭, 성형되어 사용되는 것이 일반적이다(일본 특허공개 제2002-333511호([0037] 6∼9행 참조)).

최근 액정 텔레비젼 등 대화면의 액정 디스플레이가 개발되고, 직하형 백라이트의 수요가 확대되어 왔다. 종래 도4에 표시된 것처럼 다공질 백색 필름(1)은 알루미늄판이나 SUS판으로 이루어진 배면판(배면샤시)(4)에 열융착이나 접착제(5)로 접착시켜 사용되고 있지만, 최근 조립공정의 용이화, 백라이트 가격의 저감을 위해 도3에 나타낸 것처럼 백색필름(1)을 접착테이프(6)로 배면판(4)에 접착시키거나, 훅 등으로 부분적으로 반사필름을 배면판에 접착시키는 등의 백라이트 반사판의 새로운 형성방법이 검토되고 있다. 그런데 이와같은 방법으로는 열융착이나 접착제 접착에 비해 밀착성이 약하기 때문에, 장기간 백라이트를 사용하고 있으면 백색 필름이 물결치는 것같이 변형되거나 끝부가 떨어져 들려올라가는 문제가 발생하는 것이 명확하게 되었다. 특히 최근에는 액정 디스플레이의 크기가 커지고, 당연히 물결치는 현상 및 끝부가 떨어져 들려올라가는 현상이 큰 문제로 되고 있다.

본 발명은 장기간에 걸쳐서 텔레비젼을 사용해도, 즉 백라이트를 사용해도 간이접착상태의 반사판이 물결치는 변형, 또는 끝부가 떨어져 들려올라가지 않는 백라이트 반사판용 백색필름을 제공하는 것이다. 또한 조합하는 경우에 백색필름의 표리를 잘못 조합할 가능성이 있어서 바람직하게는 이와같은 잘못이 발생하기 어려운 백라이트의 반사판용 백색필름을 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 과제인 물결치는 변형 또는 끝부가 떨어져 들려올라가지 않는 백라이트의 반사판용 필름, 바람직하게는 조합의 경우에 백색필름의 표리를 잘못 조합하는 것이 발생하기 어려운 백색필름을 제공한다.

본 발명의 백색필름은 이하의 구성으로 이루어진다

(1)90℃의 필름 길이방향, 및 폭방향의 열수축률이 모두 -0.2％∼0.5％인 고분자필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 백색필름.

(2) 상기 (1)에 있어서, 고분자필름이 내부에 기포를 함유하는 백색필름.

(3) 상기 (2)에 있어서, 고분자필름이 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 백색필름.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 고분자필름의 적어도 한 면에 자외선을 흡수하는 물질을 함유하는 자외선 흡수층을 형성한 백색필름.

(5) 상기 (4)에 있어서, 고분자필름의 자외선 흡수층을 형성한 면과 반대의 면에 잉크를 함유하는 인쇄층을 형성한 백색필름.

(6) 상기 (5)에 있어서, 인쇄층이 고분자필름면에 부분적으로 형성되어 있는 백색필름.

또, 본 발명의 액정디스플레이용 백라이트는 다음으로 구성된다.

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 백색필름을 사용한 액정 디스플레이용 백라이트.

(8) 상기(7)에 있어서, 백라이트의 방식이 직하형 방식인 액정 디스플레이용 백라이트.

(9) 상기 (8)에 있어서, 액정 디스플레이의 크기가 76.2cm(30인치) 이상인 액정 디스플레이용 백라이트.

본 발명의 백색필름은 장기간 사용해도 물결침, 끝부가 떨어져 들려올라가는 현상 등의 부적합이 발생하지 않기 때문에, 이를 사용한 액정 디스플레이용 백라이트는 장기간 사용할 수 있다.

[도1]도1은 본 발명의 백색 필름의 개략적인 단면도이다.
[도2]도2는 본 발명의 인쇄층측에서 본 개략적인 평면도이다.
[도3]도3은 새로운 형성법으로 작성한 백라이트 반사판의 개략적인 단면도이다.
[도4]도4는 종래의 형성법으로 작성한 백라이트 반사판의 개략적인 단면도이다.

본 발명의 백색필름은 90℃의 필름 길이방향 및 폭방향 열수축률이 모두 -0.2％∼0.5％ 이하인 고분자필름으로 이루어진 것이다.

여기서 말하는 필름은 얇은 막상의 형태를 갖고, 일반적으로 필름으로 칭하는 것을 의미하지만, 두께 500μm를 초과하고, 일반적으로 시트로 칭하는 물질도 포함하는 것이다.

고분자로는 유기고분자의 것으로, 그 종류는 특별히 한정되지 않지만, 용융 성형할수 있는 열가소성 수지가 보다 바람직하고, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리시클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리시클로헥산디메탄올 등의 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리페닐렌술피드 등을 제공할 수 있다.

당연한 일로 이들은 공중합체이어도 좋고, 각종 첨가물, 예를 들면 열안정제, 산화방지제, 윤활제, 유기, 무기미립자, 내광제, 대전방지제, 핵제 등을 필름으로서의 물성 등에 폐해를 제공하지 않는 정도로 첨가되어 있어도 좋다. 이들의 유기고분자 중, 기계적 안정성이 좋고, 가시광선의 흡수가 적은 폴리에스테르 수지가 보다 바람직하고, 이 중에서 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다.

본 발명에서 말하는 90℃에서 측정한 필름 길이방향 열수축률로는 일정한 크기의 고분자필름 샘플을 준비하고, 실온에서 그 길이방향(제조시의 압출방향)으로 일정한 길이(L₀)를 측정하고, 그 샘플을 90℃에서 유지한 항온습 중 30분간 방치후 동시에 실온까지 서서히 냉각한 후에, 상기 L₀에 상응하는 부분의 길이를 측정하고, 그 길이(L)와 초기길이(L₀)에서 다음 식(1)으로 산출한 수치이다.

열수축률(％)={(L₀-L)/L₀}×100 (1)

또한 음의 수치는 고분자필름이 성장한 것을 나타낸다. 또한 90℃의 필름의 폭방향 열수축률로는 고분자필름의 폭방향(제조시의 압출방향에 대한 직각방향)으로 고분자필름의 길이방향과 동일하게 측정한 값을 말한다.

본 발명의 고분자필름에 있어서 90℃의 필름 길이방향, 및 폭방향의 열수축률은 -0.2％∼0.5％이고, 바람직하게는 -0.1％∼0.3％이고, 더욱 바람직하게는 -0.05％∼0.25％, 가장 바람직하게는 -0.05％∼0.15％이다. 90℃의 필름 길이방향 또는 폭방향의 열수축률은 -0.2％∼0.5％의 범위를 벗어나면 백라이트용 반사필름으로 사용하고 있는 경우에 변형의 발생을 확인할 수 있다.

고분자필름의 길이방향에 있어서 균일하게 똑같은 열수축률을 갖고, 또한 얇어도 강한 기계적강도를 갖는 점, 및 필름의 성형 공정에서 폭방향의 열수축률을 낮게 할 수 있는 점에서 2축연신 필름이 우수하다. 그 중에서도 폴리에틸렌테레프탈레이트의 2축연신 필름이 본 발명의 고분자 필름으로서 우수하다.

본 발명의 백색 필름의 백색은, 400nm∼700nm의 파장에 있어서의 평균 반사율이 85％이상의 것을 의미한다. 가시광선 반사율을 높이는 방법은 특별하게 한정되지 않지만, 필름의 내부에 기포를 함유시키는 것이 바람직하다. 이것들의 백색 필름으로서는 한정되는 것은 아니지만, 다공질의 미연신, 혹은 2축연신 폴리프로필렌필름, 다공질의 미연신, 혹은 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 예로서 바람직하게 들 수 있다. 이것들의 제조 방법 등에 관해서는 일본 특허공개 평8-262208호의 [0034] ∼[0057] , 일본 특허공개 제2002-90515호의 [0007] ∼[0018] , 일본 특허공개 제2002-138150호의 [0008]∼[0034] 등에 상세하게 개시되어 있다. 그 중에서도 일본 특허공개 제2002-90515호 중에 개시되어 있는, 다공질 백색 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 상술의 이유로 본 발명의 고분자 필름으로서 특히 바람직하다.

백색 필름은 사용중에 냉음극관 등의 램프에서 나오는 광, 특히 자외선에 의해 열화(예를 들면 황변 등의 광학적 열화, 혹은 저분자화하는 분해 열화 등)할 경우가 있어서, 고분자 필름의 적어도 한 면위로 자외선흡수층을 형성하는 것이 바람직하다. 자외선흡수층으로서는 특별하게 한정되지 않지만, TiO₂, ZnO등의 무기자외선흡수제를 함유하는 수지, 벤조트리아졸, 벤조페논 등의 유기자외선 흡수제를 함유하는 수지, 혹은 벤조트리아졸계, 벤조페논계 반응성 모노머를 공중합한 수지, 또한 이에 힌더드 아민계 반응성 모노머를 공중합한 수지 등을 포함하는 유기자외선 흡수 수지, 혹은 무기자외선 흡수제와 유기의 자외선 흡수제를 포함하는 수지등을 적층하는 것이 바람직하다. 특히 벤조트리아졸계, 벤조페논계 반응성 모노머를 공중합한 수지, 또한 이에 힌더드 아민계 반응성 모노머를 공중합한 수지 등을 포함하는 유기자외선흡수 수지가 박층에서 자외선흡수 효과가 높아서, 보다 바람직하다. 이것들의 제조 방법 등에 관해서는 일본 특허공개 제2002-90515호의 [0019]∼[0039] 에 상세하게 개시되어 있다.

백색 필름은 양면 모두 희고, 자외선흡수층을 적층해도 표리의 구별이 어렵고, 조립할 때에 잘못해서 자외선흡수층을 램프측에 배치하지 않고 배면판(배면 샤시)측에 배치하는 경우가 고려된다. 이 과오를 막기 위해서 고분자 필름의 자외선흡수층을 형성한 면과 반대인 면에, 자외선흡수층을 설치한 면과 식별하기 위한 인쇄층을 형성하는 것이 바람직하다. 인쇄층은 특별하게 한정되지 않고, 일반적인 염료 혹은 안료를 함유하는 수지(잉크)를 도포(인쇄)하는 것이 바람직하다. 인쇄층은 필름의 전면에 형성하는 것 보다도, 부분적으로 형성하는 편이, 백색 필름과 배면판(배면 샤시)을 점착테이프 등으로 접착하는 경우에 밀착성이 높아져서, 보다 바람직하다.

백색 필름에 자외선흡수층, 및 인쇄층을 형성한 본 발명의 일례의 백색 필름의 개략적인 단면도를 제1도, 인쇄층 상부에서 본 개략적인 평면도를 제2 도에 나타낸다. 제1도에 있어서 백색 필름(1)의 윗면(램프(도시 생략)측면)에는 자외선흡수층(2)이 도포에 의해 형성되어 있고, (밑면(배면판(도시 생략)측면)에는 인쇄에 의해 인쇄층(3)이 형성되어져 있다. 제2도에 있어서, 인쇄층(3)은 백색 필름(1)면에, 어떤 패턴을 형성해서 부분적으로 인쇄되어 있다.

본 발명의 고분자 필름의 90℃의 필름 길이 방향, 및 폭방향의 열수축률을 -0.2％∼0.5％로 하는 방법은 특별하게 한정되지 않지만, 수지를 필름에 성형하는 공정에서 주로 열처리온도와 열처리 존내에서의 필름 장력, 및 필름의 주행속도를 제어하는 방법으로 열처리함으로써, 90℃의 필름 길이 방향, 및 폭방향의 열수축률을 목표의 값으로 하는 것이 가능하다. 또한 고분자 필름을 코팅장치의 열 오븐을 통과시켜, 주로 열 오븐 온도와 열 오븐중의 필름 장력, 및 필름의 주행속도를 조정해서 열처리하는 것에 의해서도 90℃의 필름 길이 방향, 및 폭방향의 열수축률을 목표의 값으로 하는 것도 가능하다.

또한, 자외선을 흡수하는 물질을 함유하는 도포층을 도포할 때, 혹은 식별하기 위한 인쇄층을 인쇄할 때 열 오븐중에서의 건조, 경화하는 공정에서 주로 온도와 열 오븐중의 필름 장력, 및 필름의 주행속도를 제어함으로써, 도포층, 또는 인쇄층을 형성함과 동시에 열처리를 실시할 수 있고, 90℃의 필름 길이 방향, 및 폭방향의 열수축률을 목표의 값으로 할 수 있는 것으로 보다 바람직한 방법이라고 할 수 있다.

본 발명의 백색 필름을 사용함으로써 백색 필름을 배면판(배면 샤시)에 점착테이프 등의 고정력이 강하지 않은 방법으로 서로 접착시켜도, 사용중에 종래의 알루미늄판에 융착이나 접착제를 이용하여 접착한 것과 동일하게 백색 필름이 물결치거나, 끝부가 박리하는 것이 없는 양질인 백라이트를 제작할 수 있다. 특히 직하형 방식의 백라이트에서는 백라이트의 면적이 대면적이 되지만, 본 발명의 백색 필름을 사용하면 대면적에 용이하게 서로 접착시킬 수 있고, 상기 대면적에서도 사용중에 물결침이나 박리가 없고, 양질의 백라이트를 제작할 수 있다.

최근, 액정 디스플레이의 사이즈(사각형의 대각선길이)로서는 76.2cm(30인치)이상이며, 바람직하게는 88.9cm(35인치)이상, 더 바람직하게는 101.6cm(40인치)이상, 가장 바람직하게는 127cm(50인치)이상이다.

각 실시예, 비교예의 평가 방법에 관하여 설명한다.

(1)90℃ 의 필름 길이 방향 열수축률:

고분자 필름을 필름 길이 방향으로 길이 300mm(긴변으로 함), 필름 폭방향으로 길이 20mm(짧은변으로 함)로 절단해서 시험편이라고 하고, 실온에서 시험편의 중앙부에 200mm(=L₀)의 거리를 두고 표점을 붙인다. 여기서, 2개의 표점을 연결하는 직선은 긴변에 평행하도록 한다. 다음에 90℃로 유지한 항온조중에, 일방의 짧은변을 클립에서 끼워서 시험편을 수직으로 매달아 30분간 방치한다. 그 후에 같은 실온까지 서서히 냉각한 후에, 시험편의 표점간의 거리(=L)를 측정한다. L 과 L₀에 의해, 필름 길이 방향 열수축률을 다음식으로 산출했다.

필름 길이 방향 열수축률(％)={(L₀-L)/L₀}×100

(2)90℃의 필름 폭방향 열수축률:

고분자 필름의 폭방향을 긴변으로 하고, 길이 방향을 짧은변으로 하는 것 이외에는 길이 방향 열수축률 측정법과 같은 방법으로 측정한다.

(3) 백색 필름의 형상

디스플레이 사이즈 60.96cm(24인치) 및 132.08cm(52인치)의 액정 텔레비젼의 백라이트 유닛의 배면 샤시에 백색 필름을 양면점착테이프로 붙여 반사판을 형성, 백라이트 유닛으로서 액정 텔레비젼에 고정하고, 3개월간 연속 전원을 넣어, 연속 사용후, 액정 텔레비젼으로부터 백라이트 유닛을 떼고, 반사판의 백색 필름의 상태를 육안으로 관찰한다. 관찰 결과를 하기의 A,B,C에 의해 판정하고, A 이면 합격이다.

A: 변형 없슴.

B: 흐릿한 물결침이 있다.

C: 물결침이나 끝부의 벗겨짐이 있다.

두께188μm, 다공질의 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트로부터 이루어지는 백색 필름(도레이 가부시키가이샤 제품 Lumiror E60L)의 한 면에 유기자외선 흡수제를 함유하는 수지를 5μm도포하고, 내자외선성의 백색 필름을 제조하였다(도레이 가부시키가이샤 제품 Lumiror E60V). 상기 내자외선성의 백색 필름을 코팅장치에 통과시키고, 열 오븐 온도 160℃에서 열 오븐내의 필름 장력을 49N/m이라고 하고, 필름 주행속도 10m/min에서 열처리했다. 또한 상기 열처리 필름의 자외선흡수층을 형성한 면과의 반대면에 지름10mm의 물방울모양을 세로, 가로 각각 50mm간격으로 하늘색의 잉크를 사용하고, 인쇄기로 인쇄했다.

열 오븐내의 필름 장력을 68.6N/m이라고 한 것 이외는, 실시예1과 같은 조건으로 백색 필름을 얻었다.

열 오븐내의 필름 장력을 98N/m로 한 것 이외는, 실시예1과 같은 조건으로 백색 필름을 얻었다.

두께250μm의 다공질의 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 백색 필름(도레이 가부시키가이샤 제품 Lumiror E6SL)의 한 면에 코팅장치를 이용하여 유기자외선 흡수제를 함유하는 수지 도포재를 건조후의 막두께가 5μm가 되도록 도포하고, 열풍 오븐내(90℃에서의 오븐, 150℃에서의 오븐, 120℃의 오븐내를 순차적으로 반송)에서의 필름의 인장 장력을 147N/m, 필름 주행속도를 20m/min로 제어하면서, 건조, 권취했다. 이어서 상기 필름의 자외선흡수층을 형성한 면과의 반대면에 지름5mm의 원형을 세로, 가로 각각 20mm간격으로 블루의 잉크를 사용하고, 인쇄기로 인쇄하고, 백색 필름을 제작했다.

두께250μm의 다공질의 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트로부터 이루어지는 백색 필름(도레이 가부시키가이샤 제품 Lumiror E6SL)의 한 면에 코팅장치를 이용하여 유기자외선흡수제를 함유하는 수지 도포재를 건조후의 막두께가 5μm가 되도록 도포하고, 열풍 오븐내(오븐 내부온도:오븐내에서 90℃∼150℃∼120℃으로 제어)에서의 필름의 인장 장력을 147N/m, 필름 주행속도를 20m/min에 제어하면서, 건조, 권취했다.

또한, 상기 오븐 조건에서 필름 주행시켜, 열처리를 행했다. 이어서 상기 필름의 자외선흡수층을 형성한 면과의 반대면에 지름5mm의 원형을 세로, 가로 각각 20mm 간격으로 블루의 잉크를 사용하고, 인쇄기로 인쇄하고, 백색 필름을 제작했다.

＜비교예1＞

두께188μm의 다공질의 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트로부터 이루어지는 백색 필름(도레이 가부시키가이샤 제품 Lumiror E60L)만으로, 열처리를 행하지 않고, 자외선 흡수층이나 인쇄층을 형성하지 않았다.

＜비교예2＞

열 오븐내의 필름 장력을 29.4N/m이라고 한 이외는, 실시예1과 같은 조건으로 백색 필름을 작성했다.

＜비교예3＞

열 오븐내의 필름 장력을 166.6N/m이라고 한 이외는, 실시예1과 같은 조건으로 백색 필름을 작성했다.

실시예1∼3, 및 비교예1∼3의 백색 필름을 상기의 평가 방법으로 평가했다. 또, 백색 필름을 양면점착테이프로 배면 샤시에 접착시킬 때, 실시예1∼3, 및 비교예2,3의 물방울모양의 인쇄된 백색 필름은 물방울 모양의 면을 점착테이프로 붙이면 좋고, 표리의 식별을 조심스럽게 행하는 필요는 없고, 보다 단시간에서 서로 접착할 수 있다.

평가 결과를 표1에 나타낸다. 실시예1∼3의 백색 필름은 평가전후에서의 형상에 큰 변화는 없었지만, 비교예1의 백색 필름은 전체에 물결침, 동시에 끝부의 일부가 점착테이프로부터 박리하고 있는 부분이 보여지고, 비교예 2,3의 백색 필름은 전체에 물결침이 있었다. 또한 비교예1의 백색 필름은, 자외선흡수층을 형성하고 있지 않기 때문에, 자외선에 의해 표면이 희미하게 노랑색을 띠고 있었다.

본 발명의 백색 필름은 물결침, 끝부가 떨어져 들려올라가는 것이 적기 때문에, 특히 사이즈가 큰 액정 디스플레이용 백라이트용 반사 필름으로서 이용할 수 있다. 또한 본 발명의 액정 디스플레이용 백라이트는 장기간 사용가능하기 때문에, 각종전기·전자기기의 액정 디스플레이에 사용할 수 있다.

1 · · ·필름
2 · · ·자외선흡수층
3 · · ·인쇄층
4 · · ·배면판
5 · · ·접착제
6 · · ·양면점착테이프

Claims (9)

1. 90℃의 필름 길이방향, 및 폭방향의 열수축률이 모두 -0.2％∼0.5％인 고분자필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 백색필름.
2. 제1항에 있어서, 고분자필름이 내부에 기포를 함유하는 것을 특징으로 하는 백색필름.
3. 제2항에 있어서, 고분자필름이 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 것을 특징으로 하는 백색필름.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고분자필름의 적어도 한 면에 자외선을 흡수하는 물질을 함유한 자외선 흡수층을 형성하는 것을 특징으로 하는 백색필름.
5. 제4항에 있어서, 고분자필름의 자외선 흡수층을 형성한 면과 반대의 면에 잉크를 함유하는 인쇄층을 형성하는 것을 특징으로 하는 백색필름.
6. 제5항에 있어서, 인쇄층이 고분자필름면에 부분적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백색필름.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 백색필름을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트.
8. 제7항에 있어서, 백라이트의 방식이 직하형 방식인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트.
9. 제8항에 있어서, 액정 디스플레이의 크기가 76.2cm(30인치) 이상인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 백라이트.

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