KR20190094280A - 휘도가 향상된 광학필름 및 이를 이용한 lcd 구조 - Google Patents

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원종선
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Abstract

본 발명은 수분산 폴리우레탄을 적용한 폴리에스테르 필름으로, 휘도를 향상시키고 시야각 확보까지 가능한 휘도 향상 광학 필름과 이를 이용한 LCD 구조에 관한 것이다.

Description

휘도가 향상된 광학필름 및 이를 이용한 LCD 구조 {Optical film with enhancing brightness and LCD structure using thereof}
본 발명은 광원, 확산 시트, 프리즘 시트, DBEF 순서로 적층된 백라이트 유닛을 포함하는 LCD 구조에 있어서, 확산시트 및 프리즘 시트에 우레탄 수지 바인더를 코팅한 폴리에스테르 필름을 기재필름으로 적용하여 후가공성을 높인 휘도 향상 광학 필름 및 이를 이용한 LCD 구조에 관한 것이다.
액정표시장치는 콘트라스트(contrast)를 증가시키기 위해 프리즘 시트(Prism Sheet) 또는 확산 시트를 적용하며, 프리즘 시트 또는 확산 시트는 BLU(Back Light Unit)에 적층될 수 있다. 종래에 프리즘 시트 또는 확산 시트에 적용되는 기재 필름은 폴리에스테르 필름으로 일반적으로 다른 고분자 물질과 접착성을 부여하기 위하여 표면 코팅을 통하여 접착성을 부가시킨다. 일반적으로 코팅의 주 원료인 바인더는 수분산 수지를 선택하여 사용한다. 일반적으로 폴리에스테르 필름에 사용되는 3종의 바인더 종류에서 아크릴계 수지의 블로킹(Blocking)성 가장 우수하지만, 광학용에서 후가공에서 접착성 및 휘도가 부족하여 많이 적용되지는 않는다. 반면 수분산 폴리우레탄 수지는 후가공에서 접착성 및 휘도가 매우 우수하여 가장 많이 사용되고 있다. 대부분 수분산 폴리우레탄 수지는 광학용에서 가장 많이 이용되는데, 이는 폴리에스테르 필름 및 프리즘 및 확산을 구현하는 UV 경화형 아크릴계 수지와 접착성이 우수하고 휘도 증가에 가장 우수하기 때문이다. 하지만 우레탄 수지의 경우에는 블로킹성이 아크릴 수지에 비해서 상대적으로 부족하여 블로킹 불량이 발생하는 경우가 있다. 이를 해결하기 위해서, 보통 안티블로킹(Anti-blocking)제로 무기입자를 넣거나 Knurling 처리 등 다양한 방법으로 블로킹을 방지 하고 있다.
이에, 접착성 및 휘도가 우수하면서도 블로킹성이 우수한 폴리에스테르 필름의 개발이 요구된다. 또한, 이를 이용하여 휘도가 향상된 LCD 구조의 개발이 요구된다.
본 발명은 우레탄 수지 바인더를 코팅한 폴리에스테르 필름을 이용하여, 후가공시 접착성 및 휘도를 개선하고, 블로킹성도 개선할 수 있는 휘도 향상 광학 필름을 제공하는 것을 해결 과제로 한다.
또한, 상기 휘도 향상 광학 필름을 기재필름으로 포함하는 프리즘 시트 및 확산시트를 이용하여 LCD의 휘도를 향상시키고, 시야각 확보까지 가능한 광학 필름을 제공하는 것을 해결 과제로 한다.
또한, 상기 휘도 향상 광학 필름을 포함하여 휘도가 향상된 LCD 구조를 제공하는 것을 해결 과제로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
본 발명의 휘도 향상 광학 필름은, 폴리에스테르계 기재필름의 적어도 일면에 프라이머층이 코팅되고, 상기 프라이머층은 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 휘도 향상 광학 필름은 확산시트 또는 프리즘 시트의 기재필름인 것을 특징으로 한다.
또한, 프라이머층의 두께는 50 내지 70 nm인 것을 특징으로 한다.
또한, 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지의 혼합 비율은 6 : 4 내지 9:1인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LCD 구조는, 액정패널과 액정패널의 저면에 설치되는 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 백라이트 유닛은 광원, 확산시트, 프리즘 시트, DBEF 가 차례로 적층되고, 폴리에스테르계 기재필름의 적어도 일면에 프라이머층이 코팅되고 상기 프라이머층은 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 포함하는 휘도 향상 광학 필름이 상기 확산시트 및 프리즘 시트 중 적어도 하나에 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지의 혼합 비율은 6:4내지 9:1인 것을 특징으로 한다.
또한, 휘도가 95% 이상이고, 부착력이 80% 이상이며, 블로킹 레벨이 3 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 휘도 향상 광학 필름은 후가공시 접착성 및 휘도가 우수하고, 블로킹성이 개선되며, 이를 LCD TV 에 적용할 경우 기존 LCD TV 대비 우수한 휘도 및 시야각을 구현하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 LCD 구조의 개략도이다.
이하, 본 발명의 휘도 향상 광학 필름 및 이를 이용한 LCD 구조에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 폴리에스테르계 기재필름의 적어도 일면에 프라이머층이 코팅되고, 상기 프라이머층은 수분산 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학 필름에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 액정패널과 액정패널의 저면에 설치되는 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 백라이트 유닛은 광원, 확산시트, 프리즘 시트, DBEF 가 차례로 적층되고, 폴리에스테르계 기재필름의 적어도 일면에 프라이머층이 코팅되고 상기 프라이머층은 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 포함하는 휘도 향상 광학 필름이 상기 확산시트 및 프리즘 시트 중 적어도 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 LCD 구조에 관한 것이다.
본 발명은 폴리에스테르계 필름에 프라이머층이 코팅된 휘도 향상 광학 필름을 제공한다.
본 발명의 폴리에스테르계 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리카보네이트 중에서 선택되는 적어도 어느 하나 또는 적어도 어느 두개의 공중합체일 수 있다. 폴리에스테르계 필름의 두께는 10 내지 300 ㎛ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 프라이머층은 바인더로 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 포함한다. 본 발명은 폴리우레탄계 수지에 아크릴계 수지를 소량 혼합하는 것이 바람직하다. 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지의 혼합 비율은 6:4 내지 9:1 인 것이 바람직하고, 7.2 : 2.8 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위를 벗어나 아크릴계 수지의 혼합 비율이 커지는 경우 휘도 및 부착력 특성이 현저히 저하된다.
본 발명에서 폴리우레탄계 수지는 폴리이소시아네이트와 폴리올을 중합하고, 사슬 연장제로 연장시킨 공지의 폴리우레탄계 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로 폴리이소시아네이트는 페닐렌디이소시아네이트, 4,4′-디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 4,4′-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 등이다. 또한, 폴리올은 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시프로필렌 글리콜, 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜 등의 폴리에테르 폴리올류, 폴리에틸렌 아디페이트, 폴리에틸렌-부틸렌 아디페이트, 폴리카프로락톤 등의 폴리에스테르 폴리올류, 아크릴계 폴리올, 폴리카보네이트계 폴리올 등이 예시된다. 또한, 사슬 연장제로서 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 디에틸렌글리콜, 트리메티롤프로판, 하이드라진, 에틸렌디아민, 디에틸렌 트리아민, 4,4′-디아미노디페닐메탄, 4,4′-디아미노디사이클로헥실메탄 등을 예로 들 수 있다.
본 발명에서 아크릴계 수지는 아크릴계, 메타아크릴계의 모노머로 대표되는 탄소-탄소 이중결합을 가지는 중합성 모노머로 구성되는 중합체이다. 이들은 단독 중합체 혹은 공중합체일 수 있다. 상기 탄소-탄소 이중결합을 가지는 중합성 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 푸마르산, 말레산, 시트라콘산과 같은 각종 카르복실기 함유 모노머 류 및 이들의 염；2-하이드록시에틸(메타) 아크릴레이트,2-하이드록시프로필(메타) 아크릴레이트,4-하이드록시부틸(메타) 아크릴레이트, 모노부틸하이드록실푸마레이트와 같은 각종의 수산기 함유 모노머 류；메틸(메타) 아크릴레이트, 에틸(메타) 아크릴레이트, 프로필(메타) 아크릴레이트, 부틸(메타) 아크릴레이트, 라우릴(메타) 아크릴레이트와 같은 각종의(메타) 아크릴산 에스테르류；(메타)아크리르미드, 디아세톤아크릴아미드, N-메틸올 아크릴아미드 또는(메타) 아크릴로니트릴 등과 같은 다양한 질소 함유 비닐계 모노머 류；스티렌, α-메틸스티렌, 디비닐 벤젠, 비닐톨루엔과 같은 각종 스티렌 유도체, 초산비닐, 프로피온산 비닐과 같은 각종의 비닐에스테르류；γ-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란과 같은 다양한 규소 함유 중합성 모노머류；인 함유 비닐계 모노머류；염화비닐, 염화비닐리덴, 불화 비닐, 불화 비닐리덴, 트리플루오로크롤 에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌과 같은 각종의 할로겐화 비닐류；부타디엔과 같은 각종 공액 디엔류 등이 예시될 수 있으나, 특별히 제한 하는 것은 아니다.
본 발명에서 프라이머층의 두께는 50 내지 70nm 인 것이 바람직하다. 50 nm 미만인 경우 프라이머 층의 특성 구현이 어려워지고, 70nm 초과인 경우 프라이머 코팅 시 건조 및 연신시 외관 문제가 발생될 가능성이 높다.본 발명의 휘도 향상 광학 필름은 프리즘 시트, 확산 시트의 기재필름으로 사용될 수 있다. 본 발명의 프리즘 시트는 POP(Prism On Prism, 2매 복합필름) 또는 MOP(Micro lens On Prism, 프리즘 한 층 위에 확산 기능을 할 수 있는 렌즈 필름이 적층된 복합필름)인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 프리즘 시트와 확산시트를 포함하는 LCD 구조를 제공한다. 기존 LCD TV의 구조는 LED 광원에서 나온 빛이 프리즘 시트를 통해 집광되고 DBEF 필름을 통하면서 휘도가 향상되는 구조이다. 반면 본 발명의 LCD 구조는 도 1과 같이 LED(11)에서 나온 빛이 먼저 휘도가 향상된 확산 시트(12)를 통과하면서 휘도가 더욱 향상된다. 그 다음 POP, MOP 등의 프리즘 시트(13)를 통과하여 집광되고, DBEF 필름(14)으로 다시 재귀반사 됨으로써 기존 대비 높은 휘도 및 우수한 시야각 특성이 확보 가능하다.
이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하며, 이러한 실시예들은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
후술하는 실시예와 비교예에서 나타난 휘도, 부착력 및 블로킹성의 측정 방법은 다음과 같다.
휘도 측정 방법
55인치 UHD TV를 광원으로 이용하여 제조된 프리즘 시트를 적재 시킨 후 50cm 간격의 높이에 휘도 측정 장치(일본 Topcon사BM-7 FAST 색채 휘도계)를 설치하여 휘도를 측정하여 얻을 수 있었다.
부착력 측정 방법
Cross-Cuter를 이용하여 제조된 필름에 25mm * 25m 내에 100개의 사각형을 만들어서 Nitto Tape를 이용하여 3차례 붙힌 후 떼어내기를 반복하여 100개의 사각형에 남아있는 비율로 %를 측정하였다.
블로킹성 측정 방법
코팅층과 기재사이의 블로킹성을 평가 하였다. 위/아래 철판에 코팅층과 기재필름에 가운데 스팀을 준 상태에서 위 철판 140℃, 아래 철판은 80℃ 열을 가하여 6bar의 압력을 10분 동안 가한 후 블로킹이 발생하지 않았을 경우 Level 1, 발생범위가 1~2%일 경우 Level 2, 2~3%일 경우 Level 2.5, 3~4%일 경우 Level 3, 4~5%일 경우 Level 3.5, 5%이상은 불량으로 Level 4 로 평가 하였다.
[ 제조예 ]
광학 필름 제조예
PET : PEN = 7 : 3 인 폴리에스터 공중합체에 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지 2종의 바인더 가 혼합된 수분산액을 이용하여 Bar Coater를 이용하여 프라이머층을 도포하여 도막층을 형성 하였다.
상세하게는 물과 수지 혼합물 100중량부 기준 2종의 바인더가 혼합된 폴리에스터 혼합 수분산액 15 중량부, 아지리딘 경화제 0.5 중량부, 음이온 계면활성제 0.5 중량부 및 콜로이달 실리카 수분산액 0.1 중량부를 혼합하여 30분동안 500rpm 이상에서 교반 후 기재 필름에 도포 할 프라이머 코팅액을 제조한 후 PET 기재 필름위에 약 50nm 내지 70nm 도막이 형성되게 Bar Coater를 이용하여 도포한 후 185℃의 오븐에서 1분간 열 경화하여 고휘도를 구현하는 프라이머층이 코팅된 PET 광학 필름을 제조한다.
프리즘 시트 제조예
상기 제조된 광학필름을 이용하여 광학필름 위에 고분자 매트릭스를 도포 시킨다. 고분자 매트릭스(Matrix)는 Nc chem.에 NSP53, NSP52중 NSP 53을 사용하였다. 매트릭스 에 광개시제 2종류를 첨가한다 광 개시제로는 IG184, IG907, TPO, CP4중 바람직한 광 개시제로는 2종 IG 184, TPO 2종을 각각5:5로 혼합하여 5%을 첨가한다. 제조된 코팅액은 PET필름의 한쪽면에 도포 후 음각 패턴을 합지 후 260nm-UV램프를 이용하여 Pre 경화 후 음각 패턴을 제거하고, 무전극 램프를 이용하여 약 5초간 조사한다. 이때 조사된 광량은 1000mj이하가 바람직하다.
[ 실시예 ]
실시예 1
폴리 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 9:1로 혼합한 프라이머층을 폴리에스테르계 기재필름 일면에 Bar Coater를 이용하여 약 50nm으 두께로 도포하여 열경화로 PET 광학 필름을 제조한 후 상기 프리즘 시트 제조예와 같이 휘도가 향상되는 프리즘 시트를 제조 한다.
실시예 2
폴리우레탄계 수지와 아크릴계 수지를 8 : 2 비율로 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 조건과 방법으로 프리즘 시트를 제조한다.
실시예 3
폴리우레탄계 수지와 아크릴계 수지를 6 : 4 비율로 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 조건과 방법으로 프리즘 시트를 제조한다.
실시예 4
폴리우레탄계 수지와 아크릴계 수지를 7.2 : 2.8 비율로 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 조건과 방법으로 프리즘 시트를 제조한다.
비교예 1
프라이머층에 아크릴계 수지 단독으로 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 조건과 방법으로 프리즘 시트를 제조한다.
비교예 2
프라이머층에 폴리우레탄계 수지 단독으로 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 조건과 방법으로 프리즘 시트를 제조한다.
상기 실시예와 비교예의 프리즘 시트를 포함하는 LCD의 휘도, 부착력 및 블로킹성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
휘도(%) 100 100 95 100 95 100
부착력(%) 100 100 85 95 70 100
블로킹 4 3.5 2 2.5 1 측정불가
*Blocking Level : 1~5 중 낮을 수록 우수, Level 5↑ 측정 불가, 3 이하부터 양산가능 조건 만족시킴
11: 백색 LED
12 : 확산시트
13 : 프리즘 시트
14 : DBEF
15 : 액정 패널

Claims (7)

  1. 폴리에스테르계 기재필름의 적어도 일면에 프라이머층이 코팅되고, 상기 프라이머층은 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 휘도 향상 광학 필름은 확산시트 또는 프리즘 시트의 기재필름인 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 프라이머층의 두께는 50 내지 70 nm인 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지의 혼합 비율은 6 : 4 내지 9:1인 것을 특징으로 하는 휘도 향상 광학 필름.
  5. 액정패널과 액정패널의 저면에 설치되는 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 백라이트 유닛은 광원, 확산시트, 프리즘 시트, DBEF 가 차례로 적층되고, 폴리에스테르계 기재필름의 적어도 일면에 프라이머층이 코팅되고 상기 프라이머층은 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지를 포함하는 휘도 향상 광학 필름이 상기 확산시트 및 프리즘 시트 중 적어도 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 LCD 구조.
  6. 제 5 항에 있어서, 폴리우레탄계 수지 및 아크릴계 수지의 혼합 비율은 6:4내지 9:1인 것을 특징으로 하는 LCD 구조.
  7. 제 5 항에 있어서, 휘도가 95% 이상이고, 부착력이 80% 이상이며, 블로킹 레벨이 3 이하인 것을 특징으로 하는 LCD 구조.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111591056A (zh) * 2019-09-10 2020-08-28 深圳市麦棋科技有限公司 用于水转印技术的转印膜及其制备方法和应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111591056A (zh) * 2019-09-10 2020-08-28 深圳市麦棋科技有限公司 用于水转印技术的转印膜及其制备方法和应用
CN111591056B (zh) * 2019-09-10 2021-12-31 深圳市麦棋科技有限公司 用于水转印技术的转印膜及其制备方法和应用

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